3軸ガルバノミラーシステム用スキャンヘッドVantagePro™

XYZ Scanning Using Galvanometers with Focus Adjustment
Flexible Design Suitable for Many Applications
Configured for Digital Commands

XG330-Y1

Dynamic Focusing 3-Axis Galvo Scan Head

Inside View

With Lid On

Please Wait

概要
仕様
2軸 vs 3軸
図面
コントローラのオプション
ソフトウェア
Feedback

ガルバノスキャナの能力

用途

大きな視野のマーキング
輪郭部のマーキング
微細加工
レーザ切断とエンボス加工
レーザースクライブ
薄膜スクライブ
高速プロトタイプ作成
3Dレーザープリンティング
表面処理
アブレーション
レーザ溶接
オンザフライ・マーキング

大量注文について

当社では大量注文にもご対応いたします。
詳細は当社までお問い合わせください。

カスタム仕様の光学素子サイズならびにコーティング、チューニング、またケーブル種類のご要望も承ります。

特長

XYガルバノ走査とZ軸ダイナミックフォーカス
大きな視野サイズおよび小さなスポットサイズに適した製品

こちらの3軸ガルバノミラーシステムスキャンヘッドには、大きな3次元の視野を得るためにXY走査ミラーとZ軸可変集光素子が含まれています。これらのスキャンヘッドは、標準的なfΘ走査レンズではなく、移動する集光素子を利用してシステムの焦点を調整し、フラットな走査領域を維持します。詳細は「2軸 vs. 3軸」タブをご覧ください。

当社のダイナミックフォーカススキャンヘッドでは、最大1000 x 1000 mm²の視野、または最小Ø22 µmまでのスポットサイズを得ることが可能なため、柔軟性があり、多くの用途でご使用いただけます。手動および電動アクチュエータの組み合わせによるレンズの移動機構が、集光距離を連続的に調整し、平坦または凹凸のある視野を走査します。レンズ位置の手動調整により視野サイズと作動距離を大まかに定め、電動調整機構により走査中の微細な焦点補正が行われます。これらのスキャンヘッドは、Nd:YAG(1064 nm)レーザあるいはCO₂(10.6 µm)レーザ用のミラーでご用意しております。

当社の集光光学系高速スキャンヘッドは、最大450 mm x 450 mmの視野を3軸で走査可能で、コンパクトなパッケージに納められています。凹凸のある面を走査するためのBLINK広帯域Z軸フォーカサーが含まれます。フルパッケージの設計により、テーブルトップワークステーションや組み立てラインへの組み込みが容易です。こちらのスキャンヘッドには、Nd:YAG (1064 nm)レーザ用にコーティングされたミラーが付属します。

システム制御
こちらのスキャンヘッドは、通信プロトコルXY2-100を介した入力を受信するよう設定されています。この業界標準のデジタルインターフェイスが、レーザーマーキングおよび微細加工用のPCベースのハードウェアとソフトウェアパッケージを統合します。当社ではこちらのスキャンヘッドの操作向けに、SCAPS社のSAMLightソフトウェアパッケージを推奨しています。ソフトウェアについて詳細はこちらからご覧ください。

電源とケーブルは別売りです。

OEM用途(組み込み用途)ならびにカスタマイズのご要望は当社までご連絡ください。

ガルバノの仕様

Item #	XG330-Y1	XG345-CD	DCB320-Y1
Maximum Input Beam Diameter	8.5 mm	14 mm	8.5 mm
Input/Output Beam Offset^a	35.2 mm	44.0 mm	22.2 mm
Mirror Coating	Nd:YAG	CO₂	Nd:YAG
Wavelength	1064 nm	10.6 µm	1064 nm
Absolute Reflectance	99.5% at 1064 nm	99.5% at 10.6 µm	99.5% at 1064 nm
Z-Axis Step Response Time	6 ms		1.5 ms
Compatible Power Supply^b	GPWR15		GPWR24

入射ビームと出射ビームは90°オフセットされています。
電源は別売りです。

視野サイズ vs スポットサイズ

Item #		XG330-Y1	XG345-CD	DCB320-Y1
Field Size	Working Distance	Spot Size^a,b
150 x 150 mm²	206.1 mm	-	-	32 µm
200 x 200 mm²	274.7 mm	22 µm^c	-	-
300 x 300 mm²	412.1 mm	30 µm	165 µm	64 µm
400 x 400 mm²	549.5 mm	38 µm	210 µm	-
450 x 450 mm²	618.2 mm	-	-	96 µm
500 x 500 mm²	686.9 mm	46 µm	250 µm	-
600 x 600 mm²	824.2 mm	54 µm	295 µm	-
700 x 700 mm²	961.6 mm	62 µm	350 µm	-
800 x 800 mm²	1099.0 mm	71 µm	395 µm	-
900 x 900 mm²	1236.4 mm	80 µm	450 µm	-
1000 x 1000 mm²	1373.7 mm	89 µm	495 µm	-

中心の1/e²スポットサイズ
TEM₀₀とM² = 1.2を想定
22 µmを得るには完全なビームが必要です。

GPWR15 Power Supply Unit Specs
Input	100 - 120 VAC or 220 - 240 VAC
Output	±15 V at 5 A (150 W Max Power)
Operating Temperature	0 to 50 °C
Dimensions	14.0" x 4.9" x 3.5" (356 mm x 124 mm x 90 mm)

GPWR24 Power Supply Unit Specs
Input	100 - 120 VAC or 220 - 240 VAC
Output	±24 V at 2.4 A (115 W Max Power)
Operating Temperature	0 to 50 °C
Dimensions	9.38" x 4.87" x 3.28" (238.3 mm x 123.7 mm x 83.3 mm)

Click to Enlarge
当社の3軸ガルバノスキャンヘッドXG300シリーズおよびDCB320-Y1で平坦な視野を得るための
ダイナミックフォーカス

一般的な2軸レーザ走査システムでは、コリメートビームは集光(対物)レンズに入射される前にXY軸の走査ミラーで反射されます。レンズは作業面にこのビームを集光します。XYミラーの回転によりフラットフィールド内の集光スポットは移動します。スポットのサイズとフィールドのサイズは、レンズ(やその他の要因)によって決定します。この構成はプリオブジェクティブ走査システムと呼ばれています。これは集光(対物)レンズの前にレーザ光が走査ミラーに当たるからです。fΘレンズはこの構成内のレンズとして一般的に選択されるレンズです。

この構成はビーム径と視野サイズが比較的小さいとよく機能します。例えば、20 mm未満のビーム径を使用し、300 mm未満の視野サイズの用途は、Z軸プリオブジェクティブスキャンに適しています。

必要な視野サイズが大きくなると、小さい集光スポットに一致した開口数(NA)を維持するために、より大きな走査ミラーとビーム径が必要です。このような大きいレーザービーム向けのFΘレンズは、大きく、また高価で実用的ではありません。そのため、解決策として3軸走査を検討します。

3軸走査システムでは、右図のようにXYミラーが最後の集光レンズの後ろに配置されているので、ポストオブジェクティブ走査システムと呼ばれています。レーザ光は対物レンズ上では動かないため、レンズをとても大きくする必要はありません。しかしこの配置では平坦なフィールドは作られません。平坦なフィールドを得るために、3軸目(Z軸)の移動が直線移動するレンズマウントとして採用されています。

一般的なレーザーシステムでは、エクスパンダを使用し、必要な開口数(NA)に一致するようビーム径を拡大しています。エクスパンダの入射側レンズと対物レンズの距離がシステムの集光距離を決定します。入射レンズを直線移動のレンズマウント(3軸目)に取り付けることで、焦点距離の動的制御が可能となります。詳細は右の図をご覧ください。

直線移動のレンズマウントの移動をXとYの走査ミラーの回転と組み合わせることにより、平坦な視野全体において集光レーザースポットを得ることができます。また同じ構成を用いて3次元の表面を走査することが可能です。このシナリオでは、Z軸位置がXおよびYのガルバノミラー位置の任意関数であるため、複雑な形状を走査することができます。

XG300シリーズスキャンヘッド

Click to Enlarge

スキャンヘッドDCB320

Click to Enlarge

SurfBoardコントローラおよび
パイプラインコントローラの概要

標準的なXY2-100通信
オンザフライマーキングのエンコーダ入力
多軸オンザフライマーキング
連続光(CW)およびパルスレーザに対応
First Pulse Killer出力
16-Bitの位置分解能
アナログおよびデジタルによるレーザーパワー制御
単一のコントローラで複数のスキャナーヘッド操作
ホーム入力機能を備えた3軸ステッピングモータコントローラ専用のステップと方向の出力
リモート制御または単体での操作
デュアルプロセッサ
1 GBフラッシュメモリ
64 MB RAM
10/100イーサネット
2チャンネルのXY2-100 3軸デジタルインターフェイス
入出力部6個、光学的に遮断、電圧レベル：5～24 V
10-Bitのアナログ入力部が2つ
アナログ出力部(電圧範囲：2、5，10V)が2つ
入出力部10個、非絶縁のデジタルTTL
RS-232インターフェイス

上記に加え、パイプラインコントローラには
以下の特長があります。

5秒の信号遅延機能が付いたレーザ用Enableキースイッチ
配線を簡素化するためのコネクタ用ポート
コントローラとレーザを接続するためのケーブルオプション

当社では、XY2-100信号を発生させて、XYテーブルや回転ステージなどのデバイスを制御するためのSurfBoardおよびパイプライン用ガルバノコントローラをご用意しております。移動軸はI/OまたはRS-232を介して制御可能です。ハードウェアI/Oは、ハンドシェイクおよび同期機能のために他のデバイスと接続する事ができます。ガルバノ走査用ハードウェアおよびソフトウェアのご購入や構築ついてご質問がございましたら、当社までお問い合わせください。

SurfBoardコントローラ
SurfBoardはDINレールに取り付け可能な小型の制御カードです。取り付けが容易な筐体付きタイプ、またはカスタマイズ可能な筐体無しのタイプがございます。

パイプラインコントローラ
パイプライン用ハードウェアは、1Uラックに取り付け可能な19インチコントローラで、コネクタ用ポートと配線を大幅に簡素化できる安全機能を備えています。前面パネルのキースイッチには、5秒の遅延機能、進行状況を知らせるインジケータ、安全インターロックループが備わっています。また、インターフェイスボードには、ファイバーレーザ制御信号を管理するために必要な主要機能が内蔵されています。

遠隔制御用ソフトウェア
ベクトルとコマンドは、USBまたはイーサネット接続を介してホストシステムからアップロードされます。このソフトウェアはホストPCから独立して実行できるため、真のリアルタイム制御が可能です。ジョブは、WaveRunner GUI(こちらからダウンロード可能です)、または他のユーザーソフトウェアによってScan Card Interfaceオプションを使用して構築および実行できます。

単体での操作
Standalone/Flashオプションを使用すると、実行時の操作をPCを使用せずに行うことができます。最大256ジョブを保存し、保存場所をハードウェアまたはソフトウェアのいずれかに選択できます。イーサネット接続により、別の場所からリモート操作でアクセスし、設定やジョブファイルを変更することができます。さらに、Standalone/FlashとWaveRunnerドングルと組み合わせて、最大16のレーザ走査ステーションに組み込むこともできます。Standalone/Flashが内蔵されていれば、ジョブの作成と編集に必要なWaveRunnerソフトウェアライセンスは1つだけで済むため、複数のワークステーションをインストールする場合には大幅なコスト削減が実現します。

Click for Details
SurfBoardガルバノコントローラ

Click for Details
パイプラインガルバノコントローラ

パイプラインコントローラを使用した
ガルバノ走査システム

特長

TrueTypeフォント、シリアル化(直列化)、ラジアルテキスト、縦テキストに対応
さまざまな形式のグラフィックインポートフィルタ：
- AI、SVG、BMP、DXF、HPGL、JPG、JOB、MCL、PCX、PLT、WMF
レーザおよび走査信号のリアルタイム計算
オンライングリッド修正
あらゆる種類のレーザに対応する制御信号
単体での動作や、ホストPCまたはPLCへの組込みも可能
モーションコントロールデバイス(例：XYテーブルまたはロータリーインデクサ)の操作が可能

ソフトウェアモジュール(オプション)

オンザフライマーキング
3軸走査： Z軸の調整が可能
クライアントインターフェイス： ActiveXなどの他のソフトウェアからのリモート制御が可能
マルチヘッド：最大で4つのヘッドによる同時マーキングが可能
光学3D： 3DサーフェスにオブジェクトをラップしてDXFファイルをインポート
3D/ラピッドプロトタイピング：ソリッドを層状にスライス(クライアントインターフェイスが必要)
Flash：単体での動作が可能

WaveRunnerのスキャン制御ソフトウェア

こちらのスキャン制御ソフトウェアパッケージは、当社のSurfBoardおよびパイプラインガルバノシステムコントローラに対応します。レーザーマーキング、微細加工、レーザ加工用のジョブファイルの作成と編集が可能です。WaveRunner GUIを使用して、テキスト、画像、バーコードおよびシリアル番号をジョブファイルに組み込み、レーザ走査パラメータを割り当て、単一のインターフェイス内で自動化スクリプトを構築します。グラフィックオブジェクトは、ネイティブ描画することも、さまざまな形式をサポートしてインポートすることもできます。マーク可能なオブジェクトは、タイマ、I/O、モーションコントロールの自動化などの制御オブジェクトを含むシーケンスにまとめられます。各オブジェクトは、固有のレーザ加工パラメータに割り当てられます。

このWaveRunnerスキャン制御ソフトウェアは、すべてのタイプのレーザに組み込み可能です。補正ファイルのライブラリは一般的な走査レンズ用として含まれていますが、カスタムレンズ用の補正ファイルも簡単に作成できます。WaveRunnerは、当社のSurfBoardまたはパイプラインスキャンコントローラに使用して、2軸または3軸走査システムを操作することができます。単独操作も、ホストPCまたはプログラム可能なロジックコントローラ(PLC)との統合も、どちらも可能です。

WaveRunnerソフトウェア

Version 4.1.5.0023 (2022年4月4日)

ソフトウェアパッケージにはグラフィカルユーザーインターフェイス(GUI)が含まれます。ソフトウェアはWindows^® 7、8、10 (32または64ビット)に対応しています。

Posted Comments:

Mayur Patel (posted 2021-05-22 19:00:25.667)

I am looking for a CO2 laser compatible 3 axis scan head. my working area is 300 x 300mm. and i want to achieve spot diameter of 0.2mm to 0.5mm. My CO2 laser beam diameter is 6mm and i am also having variable beam expander. So, with what diameter of beam XG343-CD scan head can achieve spot diameter of 0.2mm-0.5mmm

YLohia (posted 2021-05-24 11:26:54.0)

Thank you for contacting Thorlabs. The XG345-CD expects a 14 mm input beam diameter and we always recommend fully expanding the input beam to 14 mm to fill the aperture for two reasons: 1) It will offer the best power-handling capability and 2) It will allow for the smallest spot possible. Since you do not require the smallest possible spot size (0.165 mm), you could use a smaller input beam diameter with the 300 mm x 300 mm field size using your variable beam expander. Spot size is also proportional to field size. The larger the field, the larger the working distance. The further away the marking surface, the larger the spot. For example, to get to a 512 um spot size, with a fully expanded to 14 mm input beam, one can anticipate a maximum field size of 1076.87 x 1035.5 3mm and a Y-radius of 1250 mm.

Mayur Patel (posted 2021-05-22 18:59:41.087)

ダイナミックフォーカス3軸ガルバノスキャンヘッド VantagePro®

ズーム

Item #		XG330-Y1	XG345-CD
Field Size	Working Distance	Spot Size^a,b
200 x 200 mm²	274.7 mm	22 µm^c	-
300 x 300 mm²	412.1 mm	30 µm	165 µm
400 x 400 mm²	549.5 mm	38 µm	210 µm
500 x 500 mm²	686.9 mm	46 µm	250 µm
600 x 600 mm²	824.2 mm	54 µm	295 µm
700 x 700 mm²	961.6 mm	62 µm	350 µm
800 x 800 mm²	1099.0 mm	71 µm	395 µm
900 x 900 mm²	1236.4 mm	80 µm	450 µm
1000 x 1000 mm²	1373.7 mm	89 µm	495 µm

中心での1/e²スポットサイズ
TEM₀₀とM² = 1.2を想定
22 µmを得るには完全なビームが必要です。

Nd:YAGミラー(型番XG330-Y1)では最大ビーム径30 mm
CO₂ミラー(型番XG345-CD)では最大ビーム径45 mm
XYガルバノ走査、手動ならびに自動Z軸調整
高い視野サイズ/スポットサイズ比率
Z軸ステップ応答時間6 ms

これらの3軸スキャンヘッドVantagePro®は平坦な視野を得るためにfΘレンズではなく、動的な集光システムを使用しています。各スキャンヘッドにはXYガルバノシステムに加え、直線移動のレンズ移動マウント(Z軸)が内蔵されており、作業面を動的に集光することにより平坦あるいは凹凸のある対象物を走査します。システムは、大きな走査フィールドと比較的小さなスポットを作るように設計されています。こちらのシステムで最小30 µmのスポットサイズまたは最大1 m x 1 mの走査フィールドを得ることができます。ノブを回して作動距離を調整するだけで様々な視野とスポットの組み合わせがご選択できます。一方で電動集光素子を自動化させ、平坦または凹凸のある表面の走査が可能です。視野とスポットサイズを変えられる機能により、用途に柔軟に対応することができ、工程開発やジョブショップ設定に適しています。

スキャンヘッドはXYならびにXYZ方向の光学走査の用途に使用されており、様々な波長のレーザでご使用いただけます。最大ビーム径が30 mmでNd:YAG (1064 nm)レーザ用にコーティングされたミラーの構成と、最大ビーム径が45 mmでCO₂ (10.6 µm)レーザ用にコーティングされたミラーの構成をご用意しております。

対応する電源(型番GPWR15)、電源ケーブル(型番CBLPA16F)、ならびにガルバノ用コマンドケーブル(型番CBLA16D)は別売りでご用意しております。

3軸ガルバノスキャンヘッド VantagePro®、高速フォーカサー内蔵

ズーム

Item #		DCB320-Y1
Field Size	Working Distance	Spot Size^a,b
150 x 150 mm²	206.1 mm	32 µm
300 x 300 mm²	412.1 mm	64 µm
450 x 450 mm²	618.2 mm	96 µm

中心での1/e²スポットサイズ
TEM₀₀とM² = 1.2を想定

Ø13 mm入射、Ø20 mmミラー開口部
XYガルバノ走査、BLINK高速フォーカサー内蔵
Z軸ステップ応答時間1.5 ms
研究室や工業環境に適したフルパッケージ設計

DCB320-Y1は小～中程度の視野サイズ向けで3軸走査が可能で、コンパクトなパッケージに納められています。大きな帯域幅、確度と柔軟性を有した高度なガルバノメータの技術が採用されており、また凹凸のある表面をマーキングするための広帯域Z軸ボイスコイルアクチュエータを内蔵しています。3軸スキャンヘッドは、SAMLightレーザースキャン制御ソフトウェアとプロセスコントローラとシームレスに動作するよう設計されており、そのためワークステーションや組み立てラインに容易に組み込めます。

対応する電源(型番GPWR24)とケーブルセット(型番CBLA16F)は別売りです。