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一、不長(zhǎng)的歷史
激光打標(biāo)加工并沒(méi)有經(jīng)歷大幅面、轉(zhuǎn)鏡和振鏡時(shí)代，其實(shí)整個(gè)加起來(lái)就沒(méi)有多久的日子。二軸振鏡加工興起的時(shí)候，轉(zhuǎn)鏡的應(yīng)用也開始出現(xiàn)了。大幅面本身不是個(gè)清晰的概念，算不上一個(gè)獨(dú)立的單元。
提到振鏡加工就需要面對(duì)振鏡和振鏡電機(jī)的考究，雖說(shuō)振鏡電機(jī)從電流計(jì)演化而來(lái)，技術(shù)佬不太喜歡逐本溯源。技術(shù)的每一個(gè)升級(jí)都是一次巨大的進(jìn)步和創(chuàng)新，用最原始的模型去解釋一個(gè)自控的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，并沒(méi)有體現(xiàn)出對(duì)歷代升級(jí)創(chuàng)新的技術(shù)專家的尊重。同時(shí)，也是考慮公開的資料，不能很好得講述這段變化進(jìn)程。
二、二維振鏡
二軸振鏡的發(fā)展過(guò)程中確實(shí)不僅讓激光變地更貼近生活，并且激光加工和激光加工裝備也因此規(guī)模興起，在同時(shí)代的大恒和楚天之外快速崛起的大族和華工在后續(xù)的發(fā)展過(guò)程中接過(guò)這一接力棒。是時(shí)候科普一下二軸振鏡這個(gè)概念了：
二軸振鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)
有人會(huì)說(shuō)：“這個(gè)不是很常見也很簡(jiǎn)單嘛？”
是的，確實(shí)很直觀就能看懂。
激光束通過(guò)擴(kuò)束以后，進(jìn)入二軸振鏡，通過(guò)X軸和Y軸的偏轉(zhuǎn)，最后光束穿過(guò)F－θ掃描透鏡，在打標(biāo)頭下方的二維平面上刻畫出需要的圖案。當(dāng)然，除了打標(biāo)還可以焊接、切割、3D打印增材制造，控制原理相同，光源和工藝有些差別?？墒腔氐?996年代，這個(gè)產(chǎn)品有很多需要攻克的難題，比如掃描透鏡加工工藝，再比如由于光點(diǎn)在Y軸鏡片不是單點(diǎn)反射，路徑的畸變校正問(wèn)題等等。就好比3D打印的原理很簡(jiǎn)單一樣，細(xì)節(jié)問(wèn)題往往才是產(chǎn)業(yè)化的難關(guān)。如果請(qǐng)大族激光的高云峰先生去央視《開課啦》講述大族的興起與振鏡技術(shù)的發(fā)展，那宣傳的持久力度絕對(duì)遠(yuǎn)超其怒斥央視記者。
中國(guó)市場(chǎng)的變遷和興起速度帶動(dòng)激光市場(chǎng)的快速迭代，激光作為一項(xiàng)新興技術(shù)在2001年中國(guó)加入WTO之前一直還是很神秘的，產(chǎn)業(yè)界眾多關(guān)鍵技術(shù)都繞著中國(guó)走。2001年之后局勢(shì)發(fā)生了巨大變化，資本和資本主義生產(chǎn)力嗅到了中國(guó)市場(chǎng)的巨大誘惑，巨頭們紛紛進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，在收割巨大利潤(rùn)的同時(shí)也留下了大量的產(chǎn)業(yè)空間，技術(shù)的準(zhǔn)入門檻也降低到了能快速入門的水準(zhǔn)。
三、升級(jí)到三維動(dòng)態(tài)
隨著皮革加工和服裝輔料產(chǎn)業(yè)的巨大產(chǎn)能要求，即：需要更大幅面和更快加工速度的激光設(shè)備來(lái)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)的更新。此時(shí)，傳統(tǒng)二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)切割機(jī)的廠家闖入到打標(biāo)機(jī)這個(gè)市場(chǎng)，更大幅面的訴求促生了前聚焦的動(dòng)態(tài)聚焦打標(biāo)機(jī)在中國(guó)市場(chǎng)的興起。大族激光的領(lǐng)導(dǎo)地位在這個(gè)時(shí)候牢牢不可動(dòng)搖，金運(yùn)激光、粵銘激光等一大批后起之秀，推動(dòng)皮革加工和服裝輔料市場(chǎng)大面積地使用激光切割機(jī)和激光打標(biāo)機(jī)，以此來(lái)取代傳統(tǒng)刀具加工裝備。大幅面的三維動(dòng)態(tài)打標(biāo)機(jī)作為一個(gè)新名詞開始被激光圈廣泛關(guān)注。
三維動(dòng)態(tài)聚焦振鏡系統(tǒng)
相比二維振鏡，三維動(dòng)態(tài)聚焦振鏡系統(tǒng)多了一組動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)激光光束聚焦焦點(diǎn)的鏡頭組，下面這張?jiān)韴D可能更能清晰的表達(dá)：
三維動(dòng)態(tài)聚焦振鏡工作原理
通過(guò)軟件控制Z軸協(xié)同X、Y軸，隨著光斑在二維平面的不同位置移動(dòng)精準(zhǔn)的根據(jù)光程計(jì)算匹配，使得全幅面任意位置都在激光作用的焦點(diǎn)上。相比普通二維振鏡，前聚焦的動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)不需要增配F－θ透鏡，使得振鏡的通過(guò)光斑不再被約束，30mm、甚至從40到70mm的振鏡有了用武之處（此處不展開激光的聚焦焦斑與通過(guò)的最后一片聚焦鏡上的光斑大小的換算關(guān)系）。這種大光斑振鏡系統(tǒng)的普及使得高速大幅面激光加工快速地被導(dǎo)入到了各個(gè)激光應(yīng)用行業(yè)，并被追捧。一時(shí)間，不會(huì)做動(dòng)態(tài)聚焦的打標(biāo)機(jī)公司都不是好演員，有動(dòng)態(tài)聚焦利器的好廚師都紛紛被追捧為國(guó)際級(jí)導(dǎo)演。
再后來(lái)，隨著制造業(yè)升級(jí)，三維激光加工被提上日程，苛刻的喬布斯提出iphone4S將會(huì)是3C行業(yè)空前絕后的標(biāo)桿。iphone4S也著實(shí)讓富士康費(fèi)了些腦細(xì)胞來(lái)組織激光、視覺(jué)、自動(dòng)化等一大批產(chǎn)業(yè)明星。曲面打標(biāo)和激光二維碼追溯以及LDS等產(chǎn)業(yè)，將動(dòng)態(tài)聚焦打標(biāo)從大幅面拉到了三維空間的舞臺(tái)，當(dāng)然技術(shù)原理還是與大幅面的三維動(dòng)態(tài)相同，只是控制工藝做了改變，光斑校正從二維視場(chǎng)變成了三維空間。三維動(dòng)畫、投影、貼圖、視覺(jué)等成熟的技術(shù)跨界加盟到激光圈，使得動(dòng)態(tài)聚焦的控制工藝更加智能化，武力值更上一個(gè)臺(tái)階。激光開始被稱之為一種通用的工具。
四、專業(yè)的三維模塊——?jiǎng)討B(tài)聚集系統(tǒng)
激光的應(yīng)用一直是從歐美發(fā)起、發(fā)展和成熟，再到中國(guó)市場(chǎng)的繁榮，放量。在歐洲的激光圈，動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)往往是一個(gè)動(dòng)態(tài)聚焦模組加二維振鏡來(lái)組成，如下圖所示：
動(dòng)態(tài)聚焦模組加二維振鏡組合
系統(tǒng)集成商來(lái)開發(fā)子系統(tǒng)，光學(xué)計(jì)算和匹配控制都由設(shè)備集成商操刀，傳統(tǒng)知名的打標(biāo)設(shè)備開發(fā)商都用自己的控制軟件，器件供應(yīng)商往往配合就可以。
當(dāng)大量應(yīng)用崛起時(shí)，少數(shù)能儲(chǔ)備全產(chǎn)業(yè)技術(shù)的公司無(wú)法提供大量的設(shè)備和多元化的需求，產(chǎn)業(yè)需要有開發(fā)能力的集成商去做器件供應(yīng)商的活，將設(shè)備集成商和器件供應(yīng)商連線。
也就是說(shuō)，送禮不再需要自行東奔西走購(gòu)買各種糖果來(lái)搭配，由禮品開發(fā)公司準(zhǔn)備好的套裝禮盒可以馬上使用。可以將這類產(chǎn)業(yè)公司姑且稱為子系統(tǒng)供應(yīng)商，他們不做器件，也不做設(shè)備，但是需要有器件的開發(fā)能力和設(shè)備的控制整合能力，能夠定制和挑選器件，完成設(shè)備的工藝控制和方案開發(fā)，備出可選的禮盒。
于是動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)變成了下面這樣：
動(dòng)態(tài)聚焦模組加二維振鏡組合
設(shè)備集成商可以采購(gòu)打包的動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)套裝，通過(guò)在動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)供應(yīng)商提供的控制單元基礎(chǔ)上做二次開發(fā)。供需雙方合理分配任務(wù)，一方解決控制工藝，一方拓展應(yīng)用工藝，取長(zhǎng)補(bǔ)短，協(xié)同作戰(zhàn)。
這里要指出的是，動(dòng)態(tài)聚焦的系統(tǒng)核心在于能有效控制振鏡和激光光束、懂工藝、擁有開發(fā)接口對(duì)接行業(yè)應(yīng)用的控制單元。也就是未來(lái)的打標(biāo)卡會(huì)分解成驅(qū)動(dòng)控制和應(yīng)用控制。隨著數(shù)字驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)，這一產(chǎn)業(yè)分割線已經(jīng)開始明朗的顯現(xiàn)出來(lái)了，做應(yīng)用軟件和控制軟件的公司由競(jìng)爭(zhēng)走向了協(xié)同合作之路。
五、門派的出現(xiàn)
動(dòng)態(tài)聚焦在面向LDS和深雕、鉆孔、蝕刻等3C和半導(dǎo)體應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)衍生出來(lái)的并不是更大幅面，而是更均勻的后聚焦光學(xué)追蹤補(bǔ)償和3D分層精度考量，我們稱之為后聚焦的動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)。就好比華山劍法分化為劍宗和氣宗，溯本則是同宗。
后聚焦動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)
六、跨界的積極一面
動(dòng)態(tài)聚焦的出現(xiàn)源于振鏡加工的產(chǎn)業(yè)困境需要突破，隨著跨界三維技術(shù)的加盟，使得難點(diǎn)得以攻克，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。隨著產(chǎn)業(yè)分工的進(jìn)一步模塊化，專業(yè)的動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)供應(yīng)商的出現(xiàn)使得產(chǎn)業(yè)鏈得以完善和快速發(fā)展，很多非激光圈的產(chǎn)業(yè)集成商和自動(dòng)化公司也因此展開快速的激光加工布局，讓激光從一種工具變成了一種創(chuàng)新工具，很多細(xì)分行業(yè)例如模具加工、電火花加工和修復(fù)、清洗等領(lǐng)域出現(xiàn)了大量的激光工藝，跨界的整合進(jìn)一步拓展了激光圈的維度。
七、后記
激光從一種工具變成一種創(chuàng)新工具，有工藝內(nèi)涵的動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)位居功臣之列，專業(yè)開發(fā)動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)和企業(yè)被賦予了更多的期待。菲鐳泰克立足以工業(yè)激光3D動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)領(lǐng)跑者為戰(zhàn)略，深耕動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)的應(yīng)用工藝，先后推出基于激光器輸出光束的前聚焦動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)、后聚焦的動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)以及可靈活定制的動(dòng)態(tài)聚焦單元DFM（Dynamic Focus Module）。
未來(lái)，菲鐳泰克將持續(xù)加強(qiáng)與裝備集成商的協(xié)作，為實(shí)現(xiàn)加工工藝的完整落地和關(guān)鍵指標(biāo)的工藝驗(yàn)證付諸更多的行動(dòng)，為更多行業(yè)集成商提供完善的閉環(huán)裝備工藝方案。
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