Земаневий къулланмалар ичюн лазерли прицел интеграциясы .

Чокъусы адамлар лазерли прицеллерни тек атлы силя ичюн деп саялар, амма бу технология о башлангъыч базардан тышкъа даркъалды. Биз 2019 сенесинден башлап лазерли нишанлав системаларынен чалышамыз, ве къулланмалар догъру нишанлав муим олгъан санайы, тиббиет ве робототехника сааларына кенишлей.

Эсас принцип чокъ денъишмеди - сен бир шейнинъ къайда урулгъаныны я да алетнинъ къайда чалышкъаныны бельгилеген корюнген я да ИК нурны проекция этесинъ. Лякин монтаж вариантларыны, кучь талапларыны ве этраф муитнинъ шараитлерини козь огюне алгъанда, эда тез муреккеплеше.

Лазерли прицеллернинъ санайы ерлеринде не чалышмагъа меджбур эте

Crimson Trace озь Rail Master сериясыны даа 2018 сенеси чыкъарды, ве о агрегатлар 1000 Г чекильме токътавыны кечире биле эдилер. Бу характеристика санайы монтажы ичюн ольчю олды, чюнки эгер о, атлы силянынъ арткъа чекильмесинден сагъ къалса, истисалдаки титрев муитлерининъ чокъусыны идаре этеджек. RM-110 модели 280 долларгъа якъын перчене сатувда эди (2020 сенесинден башлап crimsontrace.com фияты), бу тик эди, амма сизге 5 мВт къырмызы лазер берди, о, текрарлангъан урулгъан сонъ сыфырда къалды.

Конвейер линиясы боюнджа ишлер ичюн биз Streamlight TLR сериясыны денъиз четиндеки истисалджылардан базы даа учуз вариантларнен берабер сынадыкъ. Сыджакълыкъ дрейфи ольдюриджи эди - 50 доллардан эксик олмагъан агрегатлар 60 градустан 95 градускъадже тюкян ерининъ температурасына кечкенде 20 фут юксекликте озь макъсад нокътасыны 3-4 дюймге кочюрир эдилер. 2021 сенеси язда бизим скемле сынавымызгъа коре, Streamlight агрегатлары (модельге коре 180-220 доллар этрафында) бу диапазонда 0,5 дюйм ичинде сыфырны туттылар.

Эр вакъыт о севиедеки тургъунлыкъ керекмей амма. Бутюнлей япкъан ишинъизге багълы.

Тиббий алетлерни чыкъармакъ ичюн чешит характеристикалар керек

Бу гъает меракълы ола, чюнки тиббий алетлерни джыймакъ ичюн сыкъ-сыкъ 2 сыныф лазерлер керек ола (FDA къаиделерине коре 1 мВт чыкъыштан эксик - accessdata.fda.gov толу таснифлерге малик), амма 300-500 мм иш месафелеринде 0,1 мм эксик ерлештирюв догърулыгъы керек. Coherent Inc. о характеристикаларгъа уйгъан лазер модульлерини япа - оларнынъ CUBE сериясы далгъа узунлыгъына ве къувет чыкъышына коре бир бирликке 400-600 доллар этрафында кете.

Биз кечкен сене катетерлерни джыймакъ системасына 635 нм якъын къырмызы лазерлерни интеграция эттик. Далгъа узунлыгъы адамлар анълагъанындан зияде муимдир - 635нм типик люминесцент ярыкъ астында 650 нм-ден чокъ яхшы олгъаныны косьтере, Laserex техникий весикъаларына коре, 4 кере зияде корюне. Маддий фаркъ, бельки, 15-20%, амма операторлар 8 саатлыкъ сменаларда догърултув системасыны къуллангъанда, бунъа дегер.

Ешиль лазерлер (адет узьре 532 нм) инсан козьлерине даа да зияде корюне, айны кучь чыкъышында къырмызыдан тахминен 5 кере зияде. Лякин оларнынъ фияты зияде ве батареяларны тездже ашайлар. Биз 5 мВт ешиль модульде ток чекильмесини 180 мА эквивалент къырмызы чыкъыш ичюн 120 мА къаршысында ольчедик. Муим олгъан эль алетлери ичюн. Дивар кучю олгъан тургъун монтажлар ичюн, эгер бюджет имкян берсе, ешиль тюсте къулланынъыз.

Робототехниканынъ къулланмалары тез осьмекте .

ABB Robotics лазерли косьтергичлерни озь IRB сериясына 2017 сенеси якъынларында кулон амелиятларыны огретмек ичюн интеграция этип башлады. Техниклерге джанлы амелиятлар япмайып, робот ёлларыны корьгезмеге къолайлаштырды. Олар къуллангъан лазер модульлери ич бир тюрлю дюльберлик дегиль эди - эсас оларакъ даа яхшы токътав монтажы ве IP67 рейтингли корпуслары олгъан гъайрыдан къаплангъан тиджарет агрегатлары.

Fanuc озь CRX ишбирлик роботларынен башкъа ёнелишни тутты, лазер эмитерини алетнинъ фланецине къойды ве оны хавфсызлыкъ зонасыны корьгезмек ичюн къулланды. Оларнынъ системасы сонъки эффекторнен берабер арекет этеджек диаметри 10-15 мм олгъан лекени проекция эте. Кучь сарфы 2Вт якъын девамлы ола, бу догърудан-догъру алетнинъ къувет бюджетинден чыкъа. Буны туткъычлар я да башкъа сонъки эффекторларны косьтергенде эсапкъа алмакъ керек.

Universal Robots стандарт оларакъ лазерли прицеллерни кирсетмей, амма оларнынъ UR+ экосистемасында бир къач учюнджи-тараф варианты бар. Robotiq билек камерасы базыда теренликни ольчемек ичюн коаксиаль лазернен чифтлештириле, амма бу саде нишанлав дегиль де, къурулышлы ярыкъ территориясына кирмектир.

Къуруджылыкъ лазер севиелери бутюнлей башкъа категория, амма оларны къайд этмеге ляйыкътыр. Bosch компаниясынынъ GLL сериясы ве Dewalt компаниясынынъ DW088 махсулатларында эм 2 сыныф лазерлери, эм де нокъталар ерине проект сызыкълары къулланыла. DW088 150 доллар этрафында чапа ве 30 фут юксекликте ±1/8 дюймге къадар догъру перпендикуляр сызыкълар ата (dewalt.com техникий лист). Бу шейлер етерли дереджеде учузлашты ки, олар планлаштырув ишлери ичюн кичик тюкян муитлеринде пейда ола.

Асылында муим олгъан кучь ве монтаж фикирлери

Аккумуляторнынъ омюрини эсапламакъ къарышыкъ ола, чюнки лазер диодларынынъ эффективлиги араретке коре денъише. Типик къырмызы лазер диоды 15-20% эффектив ола биле, яни кириш къуветининъ 80-85% сыджакъкъа чевириле. Шунынъ ичюн де токътамайып чалышкъан монтажларгъа атта алчакъ къуветли модульлер ичюн де иссилик баттырмакъ керек.

Биз 3,3 В - 90 мА чеккен 5 мВт къырмызы лазер модульни ольчедик, бу 5 мВт чыкъыш ичюн 300 мВт кириш якъын, демек, тахминен 17% эффективлик. CR123A батареясындан (3В-да 1500 мАч къувет) буны чалыштырмакъ сизге назарий джеэттен 16-17 саат чалышув вакътыны бере, амма амелиятта 12-14 сааткъа бенъзегенини корерсинъиз, чюнки батареянынъ кергинлиги юк алтында тюше.

Монтажнынъ озю биз тарла монтажларында корьген проблемаларнынъ ярысыны догъура. М3 монтаж тешиклери стандарттыр, амма йипнинъ теренлиги истисалджылар арасында денъише. Базы къытай модульлери 4 мм теренликте М3х0,5 йиплерни косьтере, дигерлери исе 6 мм теренликке кете. мм алюминий плёнкадан кечип, йипни догъру ерлештирмеге тырышкъанда, бу 2 мм фаркъ стандарт болтны къулланмакъ мумкюнми я да махсус аппаратура керекми, бельгилей.

Surefire озь X400 силя ярыкъларында махсус демирёл туткъыч системасыны къуллана, о, T-слот алюминий экструзиясына санайы монтажы ичюн де пек яхшы чалышмакъта. Къысыджы кучю ерлештириле ве йипнинъ айланув моментине таянмай, бу исе юксек-титрев муитлеринде сыфырны сакъламагъа ярдым эте. Бирлемлернинъ фияты 600 долларгъа якъын, амма эбедий ола. Бизде 2018 сенесинден башлап батареяларны денъиштирювден гъайры сыфыр хызметнен бир къач чалышма бар.

Козьге корюнген къырмызы етерли олмагъанда

ИК-лазерлер (адет узьре 850 нм я да 940 нм далгъа узунлыгъында) камера датчиклеринде пейда ола, амма инсан козьлерине дегиль. Операторнынъ корюв сызыкъларына къарышкъан корюнген ярыкъны истемеген машина корюв къулланмалары ичюн файдалыдыр. Edmund Optics 850 нм модульлерни 200-300 доллар этрафында сата, олар стандарт санайы камераларынен чифтлештириле. Basler ace сериялы камералар о диапазонда яхшы сезиджиликке маликлер - оларнынъ acA1920-40gm модели эр бир малюмат листинде 850 нм-де 50% квант эффективлигини косьтере (baslerweb.com).

940нм даа да корюнмез ола амма камеранынъ сезиджилиги тюше. Кремний датчиклернинъ чокъусында бельки 940 нм-де 30% QE бар, 850 нм-де исе 50%, демек, сен даа яхшы гизлилик ичюн сигналдан вазгечесинъ. Тек инсан-корюнген ярыкъ керчектен де проблема олса, бунъа дегер.

Оптик системалар ичюн лазерли догърултув алетлери базыда ИК къулланалар, чюнки олар корюнген ёлдан чыкъкъан ярыкъ проблемлер догъургъан муитлерде чалыша. «Ньюпорт» корпорациясынынъ ИК-догърултув лазерлери 800-1200 долларгъа чалышалар, амма олар сизге ерлештирильген кучь чыкъарувыны ве учуз модульлерден яхшы нур кейфиетини берелер. М2 къыйметлери 1,1-ден эксик, тиджарет бирлемлери ичюн исе 1,3-1,5. Бу, сен кичик диафрагмаларгъа къошулмагъа я да узун месафелерде коллимацияны сакъламагъа тырышкъанда муимдир.

Биз оларны къулланмаймыз, эгер къулланма буны талап этмесе де. Мааш тез къошула.

Нокътанынъ колеми ве дивергенциясы Кимсе яхшы анълатмай .

«5 мВт лазер косьтергичи»нинъ нур дивергенциясы 0,5 миллирадиандан 1,5 миллирадиангъадже эр ерде ола биле. метрде 5 мм нокъта ве 15 мм нокъта арасындаки фаркъ будыр. Истесалджылар базыда буны спецификация этелер, базыда исе япмайлар.

Амазонкадан кельген учуз ешиль лазерлер 1,2-1,5 мрад дивергенцияны чалыштырмагъа ынтылалар. Биз бир къач бирлемни адий ерлештирювнен ольчедик - лазер тургъун месафеде, беяз нишан, суппортларнен ольчев нокътасы диаметрини ольчедик. Там НИСТ излене бильген дегиль, амма къулланма ишлери ичюн етерли дереджеде яхшы. CNI я да Laserglow Technologies ширкетлерининъ паалы DPSS ешиль лазерлери, адет узьре, 1,0 мрадтан эксик олмагъанда, тёгерек нур профильлери даа яхшы ола.

Кичик нишанларгъа урмагъа тырышкъанда, балчыкъ профили муимдир. Гаусс нурлары сизге яваш-яваш йыкъылувнен темиз меркезий ер бере. Учуз диодлы лазерлернинъ базыда эллиптик я да тертипсиз профиллери ола, бу исе догъру нишанлавны агъырлаштыра. Бильмекнинъ екяне ёлу бар: я истисалджынынъ техникий характеристикасына ишанмакъ (-адлы маркаларнен хавфлы) я да озюнъни сынамакъ.

Джеррахий алетлерни догърултмакъ ичюн биз 0,6 мрад дивергенция максимумыны бельгиледик, чюнки иш месафеси 400 мм, нишаннынъ колеми исе 2 мм диаметрли эди. Бу санъа бираз шлоп бере, амма чокъ дегиль. Даа къатты дивергенция ичюн масраф премиясы стандарт санайы модульлерине коре 40% якъын эди.

Кечкен йылдан акъикъий монтаж меселелери

Биз автоматлаштырылгъан алетлерни ерлештирмек ичюн лазерли догърултув системаларыны ЧПУ дегирменининъ ерлештирювине къойдыкъ. Догъру корюнди - лазерни шпиндельнинъ корпусына монтаж этмек, нурны тургъун истинадий нишангъа чыкъармакъ, эр бир алетни денъиштирмезден эвель сапманы ольчемек. Тестлерде яхшы чалышты, истисалда мувафакъиетсиз олды, чюнки кесюв сувлу думан 2 афта ичинде лазер пенджересини бозды. Проект этрафында бу акъта кимсе тюшюнмеди.

Чезим лазер диафрагмасы боюнджа даима ава акъыны туткъан сыгъдырылгъан ава темизлев форсункасыны къошмакъ эди. доллар деталь ве бир машинагъа 2 саат монтаж вакъты къошулды. Оригиналь дизайнда олмакъ керек эди.

Сыджакълыкъны компенсация этмек – адамларны тишлеген даа бир шей. градустан 140 градускъадже чалышкъан композит ерлештирюв алетининъ лазерли ерлештирюв системасыны махсуслаштырдыкъ. фут юксекликте 0,060 дюйм. Лайуп толерантлыкълары ичюн бутюнлей къабул этильмез.

Сонъунда араретнинъ компенсациясы акъкъында малюматны ачыкътан-ачыкъ берген башкъа истисалджыгъа (Laser Components DG GmbH, оларнынъ FP сериясы) кечти. Мааш да бойле эди, бир модуль ичюн 380 доллар этрафында, амма олар асылында бизни къайгъыргъан давранышны сынадылар ве весикъалаштырдылар.

Не ичюн базы къулланмаларда даа яланджы диодлар къулланыла

Лазерли прицел махсулаткъа къоюлгъан юксек-колемли истисал ичюн базыда тек битирильген модульни сатын алмакътан зияде догърудан-догъру чиг диод ве драйвер схемасыны монтаж этесинъиз. Биз буны 3 мВт къырмызы лазер - керек олгъан тиббий алет ичюн яптыкъ, 1000 микъдарда Osram PLT5 450 диодларыны сатын алмакъ эр бири 4,20 долларгъа якъын эди (osram.com 2023 дистрибьюторлар ичюн фияты), зиядесине драйвер ИС ве пассивлер ичюн даа 2-3 доллар. Толу модульлернинъ эр бири 25-40 долларгъа сатыла, шунынъ ичюн DIY колем джеэтинден мантыкълы эди.

Эксиклиги шунда ки, сен озь оптик дизайныны, радиаторны, айдавджы схемасыны тасдыкълавны ве ишанчлылыкъны сынамакъны озь къолунънен япасынъ. FDA аризасыны талап этмек ичюн тиббий алетке кирген бир шей ичюн бу муим муэндислик ишидир. Биз лейха ве тасдыкълавгъа джеми оларакъ 200 сааткъа якъын вакъыт сарф эттик, амма истисал девамында компонентлернинъ масрафларына тахминен 18 бинъ доллар экономия эттик. 1000+ бирликлерде дегерли, 500 бирликтен эксик дегиль.

Коллимация оптикасы — бу хытырлы къысым. Яланджы диодтан ляйыкъ нур кейфиетини алмакъ ичюн я асферик линза, я да чокъ-элементли система керек. Edmund Optics лазер коллимациясы ичюн асферик линзаларны НА ве диаметрине коре 25-50 доллар этрафында башлап сата. Лякин яхшы коллимацияны алмакъ ичюн диод ве линза арасында догъру аралыкъ керек, адет узьре 0,05 мм ичинде. Бу демек, я корпусны догъру ишлемек, я да беклевли ерлештирюв винтлери.

Базы истисалджылар буны эвельден-коллимациялангъан диод модульлеринен чезелер. Thorlabs компаниясынынъ озь CPS сериясы бар, олар диод, драйвер ве коллимация оптикасыны компакт TO-кан пакетинде бирлештирелер. Бирлик ичюн 80-120 доллар этрафында, бу исе битирильген лазерли косьтергичлерден даа учуздыр ве сизге дизайнда даа чокъ эгильме имкяны бере.

Не ичюн даа чокъ адамлар буларны ерлештирильген къулланмалар ичюн къулланмагъанларындан эмин дегилим. Олар механик толерантлыкъ меселелерининъ чокъусыны чезелер, айны вакъытта орта колемлерде масрафларны акъылгъа сыгъгъан алда туталар.

1-5мВт диапазондаки ташымал лазер модульлери ичюн, 1990 с.литий CR1/3N батареясытааджипли дереджеде яхшы чалышалар. Олар физикий джеэттен кичкене, амма 3В токта 170 мАч кучьке маликлер, бу типик къырмызы лазер модульлеринде 8-10 саат чалышмакъ ичюн етерлидир. Биз оларны АА батареялары пек балабан олгъан эльде тутулгъан догърултув алетлеринде къуллангъан эдик. Микъдар джеэтинден бир улькенинъ фияты 2-3 долларгъа якъын, раф муддети исе 10+ йыл, бу исе запас инвентарь ичюн муимдир.