激光钻孔：采用单一控制器策略快速准确地定位激光束和工件

为工件安装带有堆叠式混合大行程XY位移平台和压电陶瓷精密定位平台的定位工作站，为激光束的Z向定位安装高动态平台

在一份16页的白皮书中，PI工业自动化细分市场营销经理Cliff Jolliffe博士讨论了激光钻孔定位系统的关键要求，并提出了解决关键问题的解决方案。>>本网页提供了下载链接

无论是在燃料喷嘴、航空航天部件的冷却孔还是在印刷电路板 (PCB) 微孔的生产中，激光钻孔技术都不断地在新的应用领域大展身手。小型化趋势是其中一项关键驱动因素。激光钻孔机必须能够实现低至亚微米级的更高精度。

其概念包括用于工件定位的长行程XY定位平台、用于激光聚焦的高动态Z轴以及通过采用压电运动增强光束或工件定位的选择。凭借PI的ACS伺服控制器和PI的压电陶瓷驱动器系列以及特定的激光控制选配件，可在加工过程中提高产量和精度。在控制热影响区 (HAZ) 的同时以高长宽比钻削深孔时，二者都是不可或缺的。

工件的精密定位

为了在激光下移动和精密定位工件，PI提供了模块化混合运动系统。伺服驱动的滚珠丝杠或直接驱动的精密线性运动平台可提供更长的行程，而高刚性压电陶瓷定位器则可进行精密的微调。这些装置的运行精度达到纳米级，可以精密地移动工件，以制作具有挑战性的复杂几何形状，例如具有特定边壁约束的多面形状。只需几毫秒即可完成步进和平稳，而线性编码器反馈具有纳米级分辨率，因此可实现高精度。

压电陶瓷定位器采用反向压电效应。当施加电压时，压电陶瓷会产生纳米级的运动。这些运动具有高动态性和高重复精度。PI Ceramic用于此目的的PICMA压电陶瓷元件无磨损，即使经过数十亿次循环，其定位精度仍然与首次安装时相同。

移动激光焦点

对于激光焦点的垂直定位，PI提供了V-308，这是一种高动态的音圈驱动式解决方案，其行程高达8毫米。如此一来，即使在较厚的工件上，也能钻出具有高长宽比和垂直边缘的孔。ACS微控制器可直接协调定位平台轴的Z向运动。所有驱动器均可通过控制器以闭环模式进行控制。由于ACS控制器提供CNC G代码脚本编写选项，因此这种通用编程方法可用于编程，也可用于功能强大的原生ACS语言。EtherCAT的使用简化了工程设计和调试。此外，动态数字线性化(DDL)压电控制算法的使用增强了高频应用中的跟踪性能，从而优化了工艺质量和生产率。

Physik Instrumente（PI集团）简介

PI集团总部位于德国卡尔斯鲁厄，是工业自动化、半导体行业、光子学、显微镜学及生命科学等细分市场的高精度定位技术和压电应用的市场与技术佼佼者。在与国际客户的密切合作中，PI的约1,500名专家50多年来不断地在技术上寻求可行的突破。各种驱动技术、内部开发的传感器技术、电子和控制技术为此提供了基础。PI产品组合范围广泛，从组件到子系统，再到定制的完整解决方案。公司的已批及待批专利已达508项，由此彰显了公司在精密定位和压电技术领域的领军地位。PI在全球范围内运营，在欧洲、北美和亚洲拥有9个生产基地以及16个销售与服务子公司。