什么是振镜同轴光路系统

振镜同轴光路系统详解

一、概念定义

振镜同轴光路，全称振镜式同轴视觉共光路系统，是一套激光加工 + 视觉定位一体化光学架构。 核心逻辑：激光加工光路与视觉成像光路共用全部扫描光学元件(XY 振镜、F-theta 场镜)，两路光线沿同一条光轴往返传输，相机成像中心和激光聚焦加工点完全重合，全程无视觉视差，是精密激光加工的标准光路方案。

旁轴相机是相机装在场镜侧面，存在角度偏差;而同轴是 “激光打在哪，相机实时看哪”。

二、整套硬件组成(从前到后光路顺序)

激光发射单元 光纤激光器 / 半导体激光器 / 紫外激光器，输出单一波长加工激光。

合束分光镜片(核心光学件) 二向色分光片，波长选择性透光 / 反光：

透射：加工激光，直达振镜;

反射：工件反射的可见光 / 同轴照明光，导向工业相机。

同轴环形 / 点光源 同轴打光，光线垂直照射工件，消除表面阴影，提升图像对比度，匹配相机成像。

XY 二维扫描振镜 两块高速伺服反射镜片，通过电机偏转改变激光方向，实现平面大范围扫描。视觉反光会原路穿过振镜折返。

F-theta 平场聚焦场镜 统一将任意角度入射的平行激光聚焦在同一加工平面;同时工件反射光会反向透过场镜形成平行光回传至振镜。

工业相机 + 成像镜头 接收分光片反射的工件图像，用于视觉定位、焊点监测、瑕疵检测。

辅助配件：衰减片、保护镜、防尘窗口、水冷组件。

三、完整光路工作流程(分去程激光、回程视觉两路)

1)激光加工光路(去程)

激光器输出激光 → 垂直穿过分光片(分光片对激光高透)→ 照射到 X/Y 振镜镜片 → 振镜偏转改变光束角度 → 光束射入 F-theta 场镜 → 场镜聚焦，在工件表面形成极小光斑，完成锡焊、焊接、打标、钻孔等加工。

2)视觉成像光路(回程，逆向共路)

同轴光源打在工件表面，工件反射可见光 → 反向穿过 F-theta 场镜，还原为平行光束 → 原路经过 XY 振镜反射折返 → 到达分光片 → 分光片将可见光 90° 反射 → 进入工业相机成像。

两路光线一去一回，全程共享振镜、场镜，光轴完全重合。振镜移动扫描任意位置，相机视野同步跟随，加工点永远在画面中心。

四、两种主流结构区分

1. 前置分光真同轴(工业精密主流，激光锡焊 / 半导体焊接专用)

分光片放置在振镜前方，激光和视觉光线全程共走振镜、场镜，所有扫描区域都无偏移，定位精度最高(±0.01~0.03mm)，温漂补偿简单，是高精度场景标配。

2. 后置伪同轴(低成本普通打标机)

分光结构在场镜后方、工件一侧，相机不经过振镜扫描，只有视野中心对齐，振镜扫描边缘存在视差，精度差，仅用于普通标识打标，不适合精密焊接。

五、核心性能优势

零视差定位 无旁轴相机的角度偏移，视觉坐标与激光坐标一一对应，无需复杂多点校正，装夹轻微偏移可通过视觉自动修正。

全域同步观测 振镜扫描到加工幅面任意角落，相机同步观测对应点位，支持实时焊接过程监控、焊点尺寸检测。

精度高、校正简单 只需一次中心标定，全域坐标统一，可搭配视觉软件自动寻边、定位、补正。

结构高度集成 光路一体化封闭，占用空间小，便于自动化设备集成(流水线、精密模组)。

实时过程监测 加工中可同步拍摄熔池、锡点，实时判断焊接良率，适配在线检测产线。

六、适用行业场景

激光锡焊：FPC 软板、PCB、连接器、传感器模组焊接;

精密激光点焊：锂电池极片、金属微件、铜铝焊接;

半导体加工：芯片封装、微型元件打孔、雕刻;

高精度打标：医疗器械、电子元器件二维码雕刻;

微孔加工、3C 电子精密组装。

七、和旁轴视觉光路核心对比

同轴：共振镜共场镜，无偏移，精度高，成本更高，适合精密焊接;

旁轴：相机外置侧面，有视差，边角定位误差大，仅适合简单静态打标。