專利名稱：激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置。
背景技術(shù)：
激光掃描振鏡是一種由驅(qū)動(dòng)板與高速擺動(dòng)電機(jī)組成的一個(gè)高精度、高速度伺服控制系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于激光行業(yè)中。激光掃描振鏡的參數(shù)指標(biāo)中有一項(xiàng)為“溫度漂移(單位為urad/k, k為溫度單位開爾文)”，溫度漂移是指環(huán)境溫度變化時(shí)會(huì)引起晶體管參數(shù)的變化，溫度升高，晶體管的電流放大倍數(shù)增大，Q點(diǎn)(靜態(tài)工作點(diǎn))升高；反之減小。這部分額外增加的電流是溫度變化引起的，理解為溫度漂移，也稱為“零點(diǎn)漂移”，這種現(xiàn)象在激光掃描振鏡上表現(xiàn)為零點(diǎn)位置發(fā)生變化，使得激光掃描振鏡的位置精度降低。從上述理論分析中可以得出，激光掃描振鏡本身若發(fā)生溫度變化，“零點(diǎn)位置”勢必產(chǎn)生漂移，在實(shí)際的使用過程中，激光掃描振鏡的驅(qū)動(dòng)板和振鏡電機(jī)都會(huì)產(chǎn)生熱量，這些熱量是否能迅速散發(fā)出去，直接導(dǎo)致其電子元器件本身的溫度在長時(shí)間的工作中是否保持恒定，進(jìn)而決定“零點(diǎn)位置”是否產(chǎn)生了偏移。目前，市場上主要有三種激光掃描振鏡:分別為水冷式激光掃描振鏡、自適應(yīng)激光掃描振鏡和自冷式激光掃描振鏡，水冷式激光掃描振鏡和自適應(yīng)激光掃描振鏡不易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移，精度較高，但其價(jià)格昂貴。自冷式激光掃描振鏡價(jià)格較低，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括安裝基體1，安裝基體I內(nèi)安裝有振鏡工作部件，工作部件包括X振鏡驅(qū)動(dòng)板21、X振鏡22、Y振鏡驅(qū)動(dòng)板31和Y振鏡32，安裝基體I上設(shè)有散熱格柵11。其熱交換方式如圖2所示，X振鏡驅(qū)動(dòng)板21、X振鏡22、Y振鏡驅(qū)動(dòng)板31和Y振鏡32產(chǎn)生的熱量先傳導(dǎo)給安裝基體1，安裝基體I再將熱量散發(fā)到空氣中。此種激光振鏡的不足之處在于其只能靠自身的機(jī)械結(jié)構(gòu)與外界環(huán)境進(jìn)行熱量交換，熱交換狀況隨環(huán)境溫度的變化而變化，自身易產(chǎn)生溫差，易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，精度也較低，只能適用于對(duì)位置精度要求不高的場合。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置，此激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置提高了激光掃描振鏡的位置精度，可有效抑制零點(diǎn)位置漂移，且價(jià)格低廉。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置，包括:安裝于所述激光掃描振鏡的安裝基體外側(cè)的TEC制冷片，所述TEC制冷片的制熱工作面與所述安裝基體的表面貼合；安裝于所述安裝基體上用于檢測安裝基體的溫度的溫度傳感器；用于控制所述TEC制冷片對(duì)所述安裝基體進(jìn)行加熱并保持所述安裝基體溫度恒定的溫控裝置，所述溫度傳感器和所述TEC制冷片分別電連接所述溫控裝置。其中，所述溫控裝置包括溫控板，以及與所述溫控板連接的電源模塊和溫度顯示儀。其中，所述溫度顯示儀包括用于設(shè)定所述目標(biāo)溫度值的設(shè)定單元和用于顯示所述安裝基體的實(shí)時(shí)溫度的顯示單元。其中，所述TEC制冷片通過設(shè)置于所述TEC制冷片外側(cè)的TEC制冷片壓板固定在所述安裝基體上。本實(shí)用新型的有益效果在于:由于本實(shí)用新型所述的激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置包括安裝在安裝基體外側(cè)的TEC(ThermoelectricCooler)制冷片，TEC制冷片的制熱工作面與安裝基體的表面貼合；安裝于安裝基體上用于檢測安裝基體的溫度的溫度傳感器；用于控制所述TEC制冷片對(duì)所述安裝基體進(jìn)行加熱并保持所述安裝基體溫度恒定的溫控裝置。TEC制冷片是電流換能型片件，具有制冷和制熱兩種功能，本實(shí)用新型是根據(jù)TEC制冷片的制熱功能，將TEC制冷片安裝于自冷式激光掃描振鏡的安裝基體的外側(cè)，則本實(shí)用新型的熱交換方式如圖8所不，為X振鏡驅(qū)動(dòng)板、X振鏡、Y振鏡驅(qū)動(dòng)板和Y振鏡與安裝基體進(jìn)行熱交換，安裝基體再與TEC制冷片進(jìn)行熱交換，這就屏蔽了外界環(huán)境變化對(duì)自冷式激光掃描振鏡零點(diǎn)漂移的影響；且溫控裝置可以根據(jù)溫度傳感器檢測到的溫度值控制TEC制冷片工作將安裝基體的溫度控制在一恒定的目標(biāo)溫度值，安裝基體的溫度恒定，則工作部件的溫度就不會(huì)產(chǎn)生變化，從而自身不會(huì)產(chǎn)生溫差，即不會(huì)發(fā)生零點(diǎn)漂移，提高了自冷式激光掃描振鏡激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置的位置精度；且TEC制冷片的制熱工作面與安裝基體的表面貼合，這種逆向使用TEC制冷片的方式，通過加熱恒溫來保證自冷式激光掃描振鏡不發(fā)生零點(diǎn)漂移，不需要在TEC制冷片外側(cè)安裝冷卻裝置，避免了冷卻裝置的振動(dòng)對(duì)自冷式激光掃描振鏡的精度造成的影響，進(jìn)一步的提高了自冷式激光掃描振鏡的位置精度，且體積小巧，拆裝方便。綜上所述，本實(shí)用新型激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中自冷式激光掃描振鏡位置精度低的技術(shù)問題。安裝有本實(shí)用新型的激光掃描振鏡具有位置精度高，體積小巧，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可適用于位置精度要求高的場合。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中自冷式激光掃描振鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中自冷式激光掃描振鏡的熱交換原理框圖；圖3是本實(shí)用新型激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置的TEC制冷片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的側(cè)視圖；圖5是本實(shí)用新型激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置的TEC制冷片的工作原理框圖；圖6是本實(shí)用新型激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實(shí)用新型激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置的TEC制冷片的安裝方式示意圖；圖8是本實(shí)用新型激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置的熱交換原理框圖；圖中:1、安裝基體，11、散熱格柵，21、X振鏡驅(qū)動(dòng)板，22、X振鏡，31、Y振鏡驅(qū)動(dòng)板，32、Y振鏡，41、TEC制冷片本體，411、制冷工作面，412、制熱工作面，42、TEC制冷片電極，5、TEC制冷片壓板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖3、圖4、圖5、圖6和圖7共同所示，一種激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置，包括安裝于激光掃描振鏡的安裝基體I外側(cè)的TEC制冷片，TEC制冷片的制熱工作面412與安裝基體I的表面貼合，制熱工作面412對(duì)安裝基體I進(jìn)行加熱以達(dá)到恒定的目標(biāo)溫度值；安裝于安裝基體上用于檢測安裝基體的溫度的溫度傳感器；用于控制TEC制冷片對(duì)安裝基體I進(jìn)行加熱并保持安裝基體I溫度恒定的溫控裝置，溫度傳感器和TEC制冷片分別電連接溫控裝置。TEC制冷片是電流換能型片件，具有制冷和制熱兩種功能。本實(shí)用新型正是根據(jù)TEC制冷片的制熱功能，將TEC制冷片安裝于自冷式激光掃描振鏡的安裝基體I的外側(cè)，則本實(shí)用新型的熱交換方式如圖8所示，為X振鏡驅(qū)動(dòng)板21、X振鏡22、Y振鏡驅(qū)動(dòng)板31和Y振鏡32與安裝基體I進(jìn)行熱交換，安裝基體I再與TEC制冷片進(jìn)行熱交換，這就屏蔽了外界環(huán)境變化對(duì)自冷式激光掃描振鏡零點(diǎn)漂移的影響；且溫控裝置可以根據(jù)溫度傳感器檢測到的溫度值控制TEC制冷片對(duì)安裝基體I進(jìn)行加熱并將安裝基體I的溫度控制在一恒定的目標(biāo)溫度值，安裝基體的溫度恒定，則工作部件的溫度就不會(huì)產(chǎn)生變化，從而自身不會(huì)產(chǎn)生溫差，即不會(huì)發(fā)生零點(diǎn)漂移，提高了自冷式激光掃描振鏡的位置精度；且TEC制冷片的制熱工作面412與安裝基體I的表面貼合，這種逆向使用TEC制冷片的方式，通過加熱恒溫來保證自冷式激光掃描振鏡不發(fā)生零點(diǎn)漂移，不需要在TEC制冷片外側(cè)安裝冷卻裝置，避免了冷卻裝置的振動(dòng)對(duì)自冷式激光掃描振鏡的精度造成的影響，進(jìn)一步的提高了自冷式激光掃描振鏡的位置精度，且體積小巧，拆裝方便。TEC制冷片包括TEC制冷片本體41，TEC制冷片本體41上設(shè)有正、負(fù)兩個(gè)TEC制冷片電極42，TEC制冷片本體41的兩側(cè)面分別為制熱工作面412和制冷工作面411。TEC制冷片的制熱工作面412與安裝基體I表面貼合，制冷工作面411的外側(cè)設(shè)有TEC制冷片壓板5，TEC制冷片壓板5將TEC制冷片固定在安裝基體I上。溫度傳感器安裝于安裝基體I內(nèi)，在安裝基體上打孔，將溫度傳感器安裝于孔中，用于檢測安裝基體的溫度，溫控裝置包括與溫度傳感器連接的溫控板，溫控板連接電源模塊、TEC制冷片和溫度顯示儀。溫度顯示儀包括用于設(shè)定安裝基體I的目標(biāo)溫度值的設(shè)定單元和用于顯示安裝基體I的實(shí)時(shí)溫度顯示單元。上述激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置抑制溫度漂移的方法，包括以下步驟:步驟一:將TEC制冷片的制熱工作面412貼合在安裝基體I上并通過TEC制冷片壓板5固定，將溫度傳感器安裝于安裝基體I上；步驟二:將所述TEC制冷片電極42與溫控裝置電連接，將溫度傳感器的輸出端與溫控裝置連接；如圖5所示:溫控裝置包括溫控板，溫控板的電源端連接直流電源模塊，溫控板的信號(hào)輸入端分別連接溫度顯示儀和溫度傳感器，溫控板的輸出端連接TEC制冷片電極42 ；步驟三:通過溫度顯示儀設(shè)定目標(biāo)溫度值，目標(biāo)溫度值要高于工作部件自身產(chǎn)生的熱量使安裝基體I能夠達(dá)到的最高溫度值，溫控裝置控制TEC制冷片的制熱工作面412對(duì)安裝基體I進(jìn)行加熱，溫控板根據(jù)溫度顯示儀設(shè)定的目標(biāo)溫度值和溫度傳感器傳來的實(shí)時(shí)溫度值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)運(yùn)算，將安裝基體I的溫度控制在恒定的目標(biāo)溫度值上。步驟三中的安裝基體I能夠達(dá)到的最高溫度值為自冷式激光掃描振鏡未安裝TEC制冷片且工作進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)測得安裝基體I的溫度值。根據(jù)熱傳導(dǎo)方式可知，當(dāng)安裝基體I的溫度恒定時(shí)，安裝基體I內(nèi)部的工作部件的溫度將與安裝基體I的溫度一致，也保持不變，此時(shí)，工作部件本身沒有溫差產(chǎn)生，就不會(huì)發(fā)生溫度漂移現(xiàn)象，即不會(huì)發(fā)生零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，提高了自冷式激光掃描振鏡的位置精度。本實(shí)用新型不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置，其特征在于，包括: 安裝于所述激光掃描振鏡的安裝基體外側(cè)的TEC制冷片，所述TEC制冷片的制熱工作面與所述安裝基體的表面貼合； 安裝于所述安裝基體上用于檢測安裝基體的溫度的溫度傳感器； 用于控制所述TEC制冷片對(duì)所述安裝基體進(jìn)行加熱并保持所述安裝基體溫度恒定的溫控裝置，所述溫度傳感器和所述TEC制冷片分別電連接所述溫控裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置，其特征在于:所述溫控裝置包括溫控板，以及與所述溫控板連接的電源模塊和溫度顯示儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置，其特征在于:所述溫度顯示儀包括用于設(shè)定所述目標(biāo)溫度值的設(shè)定單元和用于顯示所述安裝基體的實(shí)時(shí)溫度的顯示單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置，其特征在于:所述TEC制冷片通過設(shè)置于所述TEC制冷片外側(cè)的TEC制冷片壓板固定在所述安裝基體上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置，涉及激光加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括安裝于所述激光掃描振鏡的安裝基體外側(cè)的TEC制冷片，所述TEC制冷片的制熱工作面與所述安裝基體的表面貼合；安裝于所述安裝基體上用于檢測安裝基體的溫度的溫度傳感器；用于控制所述TEC制冷片對(duì)所述安裝基體進(jìn)行加熱并保持所述安裝基體溫度恒定的溫控裝置，所述溫度傳感器和所述TEC制冷片分別電連接所述溫控裝置。本實(shí)用新型激光掃描振鏡用的逆向抑制溫度漂移裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中自冷式激光掃描振鏡位置精度低的技術(shù)問題。安裝有本實(shí)用新型激光掃描振鏡具有位置精度高，體積小巧，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，可適用于位置精度要求高的場合。
文檔編號(hào)G05D23/19GK203054626SQ201220716479
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者林敬剛, 李婷, 王永峰, 陳海清 申請人:濰坊路加精工有限公司