Laser sjón samþætting fyrir nútíma forrit

Flestir halda að leysismið séu bara fyrir skotvopn, en tæknin hefur breiðst út langt út fyrir upphafsmarkaðinn. Við höfum unnið með leysimiðunarkerfi síðan 2019 og forritin halda áfram að stækka inn í iðnaðar-, læknis- og vélfærafræðigeira þar sem nákvæmni vísar máli.

Grundvallarreglan hefur ekki breyst mikið - þú ert að varpa sýnilegum geisla eða IR geisla sem gefur til kynna hvar eitthvað mun lemja eða hvar tæki mun takast. En framkvæmdin verður fljót að flókin þegar þú tekur tillit til uppsetningarvalkosta, aflþörf og umhverfisaðstæður.

Crimson Trace gaf út Rail Master seríuna sína aftur árið 2018, og þessar einingar gátu séð um 1000G af afturköstum. Þessi sérstakur varð viðmið fyrir uppsetningu í iðnaði vegna þess að ef hún lifir af skotvopnabakslag mun hún takast á við flest titringsumhverfi í framleiðslu. RM-110 gerðin hljóp um $280 smásölu (crimsontrace.com verðlagning frá 2020), sem var bratt en gaf þér 5mW rauðan leysir sem hélst núll eftir endurtekin högg.

Fyrir færibandsvinnu prófuðum við Streamlight TLR röðina ásamt nokkrum ódýrari valkostum frá erlendum framleiðendum. Hitastig var drepfyndinn - einingar sem kostuðu undir $50 myndu færa markmiðið um 3-4 tommur við 20 fet þegar farið var úr 60 gráðu F í 95 gráðu F á búðargólf. Streamlight einingarnar (um $180-220 eftir gerð) héldu núllinu innan 0,5 tommu yfir það bil samkvæmt bekkprófunum okkar sumarið 2021.

Þú þarft samt ekki alltaf það stöðugleikastig. Fer algjörlega eftir því hvað þú ert að gera.

Laser Sight

Þetta verður skrítið vegna þess að samsetning lækningatækja krefst oft leysis í flokki 2 (undir 1mW framleiðsla samkvæmt FDA reglugerðum - accessdata.fda.gov hefur allar flokkanir) en þarf staðsetningarnákvæmni undir 0,1 mm við vinnufjarlægð upp á 300-500 mm. Coherent Inc. framleiðir leysieiningar sem ná þessum forskriftum - CUBE röðin þeirra kostar um $400-600 á einingu, allt eftir bylgjulengd og afli.

Við samþættum nokkra 635nm rauða leysigeisla í holleggssamsetningarkerfi á síðasta ári. Bylgjulengdin skiptir meira máli en fólk gerir sér grein fyrir að - 635nm birtist mun betur en 650nm undir dæmigerðri flúrlýsingu, eitthvað eins og 4x sýnilegra samkvæmt tækniskjölum Laserex. Kostnaðarmunur er kannski 15-20% en þess virði þegar rekstraraðilar eru að nota jöfnunarkerfið fyrir 8 tíma vaktir.

Grænir leysir (venjulega 532nm) eru enn sýnilegri fyrir augu manna, um það bil 5x fleiri en rauðir við sama aflgjafa. En þeir kosta meira og borða rafhlöður hraðar. Við mældum straumáhrif á 5mW grænni einingu við 180mA á móti 120mA fyrir jafngilda rauða útgang. Fyrir handtæki sem skipta máli. Fyrir fastar uppsetningar með rafmagni á vegg, notaðu grænt ef fjárhagsáætlun leyfir.

ABB Robotics byrjaði að samþætta leysibendingar í IRB röð sína í kringum 2017 til að kenna hengiskraut. Gerði það mun auðveldara fyrir tæknimenn að sjá vélmennaleiðir án þess að keyra lifandi aðgerðir. Leysireiningarnar sem þeir notuðu voru ekkert fínar - í grundvallaratriðum endurpakkaðar viðskiptaeiningar með betri höggfestingu og IP67 metnum hlífum.

Fanuc tók aðra nálgun með CRX samstarfsvélmennum sínum, setti leysigeislann í verkfæraflansinn og notaði hann til að sýna öryggissvæði. Kerfið þeirra varpar fram bletti með 10-15 mm þvermál sem hreyfist með endaáhrifabúnaðinum. Orkunotkun keyrir um 2W samfellt, sem kemur beint út úr kostnaðaráætlun verkfæra. Þú þarft að gera grein fyrir því þegar þú tilgreinir grippers eða aðra end effectors.

Universal Robots er ekki með leysismið sem staðalbúnað en UR+ vistkerfi þeirra hefur nokkra valkosti þriðja aðila.- Robotiq úlnliðsmyndavélin er stundum pöruð við koaxial leysir til að mæla dýpt, þó það sé að komast inn á skipulagt ljóssvæði frekar en einfalt miðun.

Byggingarleysisstig eru allt annar flokkur en þess virði að minnast á. GLL röð frá Bosch og DW088 frá Dewalt nota báðar leysir í flokki 2 og verkefnislínur í stað punkta. DW088 keyrir um $150 og kastar hornréttum línum sem eru nákvæmar í ±1/8 tommu á 30 fetum (dewalt.com sérstakur blað). Þessir hlutir hafa orðið nógu ódýrir til að þeir birtast í litlum verslunarumhverfi fyrir skipulagsvinnu.

Útreikningar á endingartíma rafhlöðunnar verða sóðalegir vegna þess að skilvirkni leysidíóða er mismunandi eftir hitastigi. Dæmigerð rauð leysidíóða gæti verið 15-20% skilvirk, sem þýðir að 80-85% af inntaksafli verður að hita. Þess vegna þurfa stöðugar uppsetningar hitastigs, jafnvel fyrir lága afleiningar.

Við mældum 5mW rauða leysieiningu sem dró 90mA við 3,3V - sem er um það bil 300mW inntak fyrir 5mW úttak, svo u.þ.b. 17% skilvirkni. Að keyra það fyrir CR123A rafhlöðu (1500mAh afkastagetu við 3V) gefur þér fræðilegan keyrslutíma upp á 16-17 klukkustundir, en þú munt sjá meira eins og 12-14 klukkustundir í reynd vegna þess að rafhlaðaspenna lækkar við álag.

Uppsetningin sjálf veldur helmingi þeirra vandamála sem við sjáum við uppsetningar á vettvangi. M3 festingargöt eru staðlaðar en þráðardýpt er mismunandi eftir framleiðendum. Sumar kínverskar einingar eru með M3x0.5 þræði á 4 mm dýpi, aðrar fara 6 mm á dýpt. Hljómar léttvægt en þegar þú ert að reyna að festa í gegnum 3mm álplötu með réttri þráðartengingu, þá ákvarðar þessi 2mm munur hvort þú getur notað venjulegan bolta eða þarft sérsniðna vélbúnað.

Surefire notar sérstakt járnbrautargrípakerfi á X400 vopnaljósunum sínum sem virkar líka frábærlega fyrir iðnaðarfestingu á T-rauf álpressu. Klemmukrafturinn er stillanlegur og treystir ekki á snúningstog, sem hjálpar til við að halda núllinu í umhverfi með miklum- titringi. Einingar kosta um $600 en endast að eilífu. Við höfum verið í gangi síðan 2018 með ekkert viðhald umfram rafhlöðuskipti.

Laser Sight

IR leysir (venjulega 850nm eða 940nm bylgjulengdir) birtast á skynjurum myndavélarinnar en ekki í augum manna. Gagnlegt fyrir vélsjón þar sem þú vilt ekki að sýnilegt ljós trufli sjónlínur stjórnanda. Edmund Optics selur 850nm einingar í kringum $200-300 sem parast við venjulegar iðnaðarmyndavélar. Basler ace myndavélarnar hafa gott næmni á því sviði - acA1920-40gm líkan þeirra sýnir 50% skammtanýtni við 850nm samkvæmt gagnablaðinu (baslerweb.com).

940nm verður enn ósýnilegra en næmi myndavélarinnar minnkar. Flestir sílikonskynjarar hafa kannski 30% QE við 940nm á móti 50% við 850nm, þannig að þú ert að gefa upp merki fyrir betri leyni. Aðeins þess virði ef -sýnilegt ljós er í raun vandamál.

Laserjöfnunartæki fyrir sjónkerfi nota stundum IR vegna þess að þau eru að vinna í umhverfi þar sem sýnilegt flökkuljós veldur vandamálum. IR-leiðréttingarleysir Newport Corporation keyra $800-1200 en gefa þér stillanleg afköst og betri geislafæði en ódýrar einingar. M² gildi undir 1,1 á móti 1,3-1,5 fyrir atvinnuhúsnæði. Það skiptir máli þegar þú ert að reyna að tengja saman í lítil ljósop eða viðhalda samsöfnun yfir langar vegalengdir.

Við notum þær ekki nema forritið krefjist þess samt. Kostnaður eykst hratt.

„5mW leysibendill“ gæti haft geisla frávik allt frá 0,5 milliradíum til 1,5 milliradían. Í 10 metra fjarlægð er það munurinn á 5mm punkti og 15mm punkti. Framleiðendur tilgreina þetta stundum, stundum ekki.

Ódýru grænu leysirarnir frá Amazon hafa tilhneigingu til að keyra 1,2-1,5 mrad frávik. Við mældum nokkrar einingar með einfaldri uppsetningu - leysir í föstri fjarlægð, hvítt skotmark, mældum blettþvermál með mælum. Ekki beint NIST rekjanlegt en nógu gott fyrir umsóknarvinnu. Dýrari DPSS grænir leysir frá CNI eða Laserglow Technologies koma venjulega undir 1,0 mrad með betri hringlaga geislasniðum.

Geislasnið skiptir máli þegar þú ert að reyna að ná litlum skotmörkum. Gaussgeisli gefur þér hreinan miðlægan blett með hægfara aflækkun. Ódýrari díóða leysir hafa stundum sporöskjulaga eða óreglulega snið sem gera nákvæma miðun erfiðari. Eina leiðin til að vita það er annað hvort að treysta forskriftarblaði framleiðandans (áhættusamt án-nafna vörumerkja) eða prófa sjálfan þig.

Til að stilla skurðtækjabúnaðinn enduðum við með því að tilgreina 0,6 mrad mismun að hámarki vegna þess að vinnslufjarlægðin var 400 mm og miðastærðin var 2 mm í þvermál. Það gefur þér smá sleitu en ekki mikið. Kostnaðarálag fyrir þéttari frávik var um 40% yfir venjulegum iðnaðareiningum.

Við setjum leysirstillingarkerfi í CNC mill uppsetningu fyrir sjálfvirka verkfærastillingu. Virtist einfalt að - festu leysir á snældahús, varpaðu geisla á fast viðmiðunarmarkmið, mældu frávik fyrir hverja verkfæraskipti. Virkaði fínt í prófunum, mistókst í framleiðslu vegna þess að skurðarvökvaúði rýrði leysirgluggann innan 2 vikna. Enginn hugsaði um það á hönnunarstigi.

Lausnin var að bæta við þjappað lofthreinsistút sem hélt stöðugu loftflæði yfir leysiopið. Bætt við $45 í hlutum og 2 klst uppsetningartíma fyrir hverja vél. Hefði átt að vera í upprunalegri hönnun.

Hitajöfnun er annað sem bitnar á fólki. Við tilgreindum leysir staðsetningarkerfi fyrir samsett uppsetningarverkfæri sem myndi virka frá 65 gráðu F til 140 gráðu F. Framleiðandi leysieiningarinnar sagði að einingin þeirra væri metin í 140 gráðu F en minntist ekki á að núllfærsla væri aðeins tryggð í 120 gráðu F. Þar fyrir ofan færði varmaþensla festingarfestingarinnar geislann um 020 tommur. Algerlega óviðunandi fyrir layup vikmörk.

Endaði á því að skipta yfir í annan framleiðanda (Laser Components DG GmbH, FP röð þeirra) sem gaf beinlínis upp gögn um hitauppbót. Kostnaðurinn var svipaður, um $380 á einingu, en þeir prófuðu og skjalfestu hegðunina sem okkur þótti vænt um.

Laser Sight

Fyrir mikið-magn framleiðslu þar sem laser sjónin er felld inn í vöruna, festirðu stundum bara hráa díóðuna og drifrásina beint frekar en að kaupa fullbúna einingu. Við gerðum þetta fyrir lækningatæki sem þurfti 3mW rauðan leysir - til að kaupa Osram PLT5 450 díóða í magni 1000, hlupu um $4,20 hvor (verðlagning osram.com 2023 fyrir dreifingaraðila), auk annarra $2-3 fyrir IC driver og óvirka. Heildar einingar kosta $25-40 hver, svo DIY var skynsamlegt miðað við magn.

Gallinn er að þú ert að gera þína eigin sjónhönnun, hitalækkandi, löggildingu ökumannsrásar og áreiðanleikaprófun. Fyrir eitthvað sem fer í lækningatæki sem krefst FDA uppgjafar, þá er það mikil verkfræðivinna. Við eyddum samtals um 200 klukkustundum í hönnun og löggildingu, en spöruðum um það bil $18.000 í íhlutakostnað á framleiðslutímanum. Þess virði á 1000+ einingar, ekki þess virði undir 500 einingar.

Sameining ljósfræði er erfiði hlutinn. Þú þarft annað hvort kúlulausa linsu eða fjöl-einingakerfi til að fá ágætis geislafæði úr beinni díóðu. Edmund Optics selur aspheric linsur fyrir laser collimation frá um $25-50 eftir NA og þvermál. En að fá góða samruna krefst nákvæms bils á milli díóða og linsu, venjulega innan við 0,05 mm. Það þýðir annað hvort nákvæma vinnslu á húsinu eða stilliskrúfur með læsingu.

Sumir framleiðendur komast í kringum þetta með for-samræmdum díóðaeiningum. Thorlabs er með CPS seríuna sína sem sameina díóða, drif og ljósleiðara í þéttum TO-dósum. Um $80-120 á hverja einingu sem er samt ódýrara en fullbúnir leysibendir og gefur þér meiri sveigjanleika í hönnun.

Ekki viss um hvers vegna fleiri nota þetta ekki fyrir innbyggð forrit. Þeir leysa flest vélrænni umburðarlyndi vandamál en halda samt kostnaði við hóflegt magn.

Fyrir flytjanlegar leysieiningar á bilinu 1-5mW,litíum CR1/3N rafhlaðavirka furðu vel. Þeir eru líkamlega pínulitlir en pakka 170mAh við 3V, nóg fyrir 8-10 tíma keyrslutíma á dæmigerðum rauðum leysieiningum. Við höfum notað þær í handfestingartækjum þar sem AA rafhlöður voru of fyrirferðarmiklar. Kostnaðurinn er um $2-3 á hverja reit í magni og geymsluþol er 10+ ár sem skiptir máli fyrir varabirgðir.