Scanerul laser, numit și galvanometru laser, constă dintr-un cap de scanare optică XY, un amplificator electronic și o lentilă de reflexie optică. Semnalul furnizat de controlerul computerului conduce capul de scanare optic prin circuitul amplificatorului de antrenare, controlând astfel deviația fasciculului laser în planul XY. Pur și simplu vorbind, galvanometrul este un galvanometru de scanare utilizat în industria laserului. Termenul său profesional se numește galvanometru de scanare de mare viteză Sistem de scanare Galvo. Așa-numitul galvanometru poate fi numit și ampermetru. Ideea sa de design urmează complet metoda de proiectare a unui ampermetru. Lentila înlocuiește acul, iar semnalul sondei este înlocuit cu un semnal controlat de computer -5V-5V sau -10V-+10V DC. , pentru a finaliza acțiunea prestabilită. La fel ca sistemul de scanare cu oglinzi rotative, acest sistem de control tipic folosește o pereche de oglinzi retractabile. Diferența este că motorul pas cu pas care antrenează acest set de lentile este înlocuit cu un servomotor. În acest sistem de control, este utilizat un senzor de poziție. Ideea de proiectare și bucla de feedback negativ asigură în continuare precizia sistemului, iar viteza de scanare și precizia de poziționare repetată a întregului sistem ating un nou nivel. Capul de marcare cu scanare galvanometru este compus în principal din oglindă de scanare XY, lentilă de câmp, galvanometru și software de marcare controlat de computer. Selectați componentele optice corespunzătoare în funcție de diferite lungimi de undă laser. Opțiunile înrudite includ, de asemenea, expansoare de fascicul laser, lasere etc. În sistemul demonstrativ cu laser, forma de undă a scanării optice este o scanare vectorială, iar viteza de scanare a sistemului determină stabilitatea modelului laser. În ultimii ani, au fost dezvoltate scanere de mare viteză, cu viteze de scanare atingând 45.000 de puncte/secundă, făcând posibilă demonstrarea unor animații laser complexe.
5.1 Imbinare de sudare cu galvanometru laser
5.1.1 Definirea și compoziția îmbinării galvanometrului de sudare:
Capul de focalizare a colimației folosește un dispozitiv mecanic ca platformă de susținere. Dispozitivul mecanic se mișcă înainte și înapoi pentru a realiza sudarea diferitelor suduri cu traiectorie. Precizia sudării depinde de precizia dispozitivului de acționare, astfel încât există probleme precum precizia scăzută, viteza de răspuns lentă și inerția mare. Sistemul de scanare galvanometru folosește un motor pentru a transporta lentila pentru deflexie. Motorul este antrenat de un anumit curent și are avantajele de înaltă precizie, inerție mică și răspuns rapid. Când fasciculul este iluminat pe lentila galvanometrului, deviația galvanometrului modifică fasciculul laser. Prin urmare, fasciculul laser poate scana orice traiectorie în câmpul vizual de scanare prin sistemul galvanometru.
Componentele principale ale sistemului de scanare galvanometru sunt colimatorul de expansiune a fasciculului, lentila de focalizare, galvanometrul de scanare XY cu două axe, placa de control și sistemul software al computerului gazdă. Galvanometrul de scanare se referă în principal la cele două capete de scanare ale galvanometrului XY, care sunt acționate de servomotoare cu piston de mare viteză. Servosistemul cu două axe conduce galvanometrul de scanare cu două axe XY pentru a se devia de-a lungul axei X și, respectiv, a axei Y, trimițând semnale de comandă către servomotoarele de pe axa X și Y. În acest fel, prin mișcarea combinată a lentilei oglinzii XY cu două axe, sistemul de control poate converti semnalul prin placa galvanometru conform șablonului grafic prestabilit al software-ului computerului gazdă în funcție de calea setată și poate trece rapid pe planul piesei de prelucrat pentru a forma o traiectorie de scanare.
5.1.2 Clasificarea îmbinărilor de sudare galvanometru:
1. Lentila de scanare cu focalizare frontală
În funcție de relația de poziție dintre lentila de focalizare și galvanometrul laser, modul de scanare al galvanometrului poate fi împărțit în scanare cu focalizare frontală (Figura 1 de mai jos) și scanare cu focalizare cu focalizare spate (Figura 2 de mai jos). Datorită existenței diferenței de cale optică atunci când fasciculul laser este deviat în poziții diferite (distanța de transmisie a fasciculului este diferită), suprafața focală laser în timpul procesului de scanare anterior în modul de focalizare este o suprafață emisferică, așa cum se arată în figura din stânga. Metoda de scanare post-focalizare este prezentată în imaginea din dreapta. Lentila obiectiv este o lentilă cu plan F. Oglinda F-plan are un design optic special. Prin introducerea corecției optice, suprafața focală emisferică a fasciculului laser poate fi ajustată la plat. Scanarea post-focalizare este potrivită în principal pentru aplicațiile care necesită o precizie ridicată de procesare și un interval mic de procesare, cum ar fi marcarea cu laser, sudarea cu microstructură cu laser etc.
2.Lentila de scanare cu focalizare din spate
Pe măsură ce aria de scanare crește, deschiderea lentilei f-theta crește și ea. Din cauza limitărilor tehnice și materiale, lentilele f-theta cu deschidere mare sunt foarte scumpe și această soluție nu este acceptată. Sistemul de scanare al galvanometrului frontal al obiectivului, combinat cu robotul cu șase axe, este o soluție relativ fezabilă, care poate reduce dependența de echipamentul galvanometru, are un grad considerabil de precizie a sistemului și are o bună compatibilitate. Această soluție a fost adoptată de majoritatea integratorilor. Adoptă, denumită adesea sudare în zbor. Sudarea barelor de modulare, inclusiv curățarea stâlpilor, are aplicații de zbor, care pot crește lățimea de procesare în mod flexibil și eficient.
Galvanometru 3.3D:
Indiferent dacă este vorba de scanare focalizată în față sau de scanare focalizată pe spate, focalizarea razei laser nu poate fi controlată pentru focalizare dinamică. Pentru modul de scanare cu focalizare frontală, atunci când piesa de prelucrat este mică, lentila de focalizare are o anumită gamă de adâncime focală, astfel încât poate efectua scanare focalizată cu un format mic. Cu toate acestea, atunci când planul de scanat este mare, punctele din apropierea periferiei vor fi nefocalizate și nu pot fi focalizate pe suprafața piesei de prelucrat, deoarece depășește intervalul de adâncime al focalizării laser. Prin urmare, atunci când raza laser trebuie să fie bine focalizată în orice poziție a planului de scanare și câmpul vizual este mare, utilizarea unui obiectiv cu distanță focală fixă nu poate îndeplini cerințele de scanare. Sistemul de focalizare dinamică este un set de sisteme optice a căror distanță focală se poate modifica după cum este necesar. Prin urmare, cercetătorii propun folosirea unei lentile de focalizare dinamică pentru a compensa diferența de cale optică și utilizarea unei lentile concave (expandator de fascicul) pentru a se deplasa liniar de-a lungul axei optice pentru a controla poziția de focalizare și a obține suprafața care trebuie procesată compensează dinamic diferența de drum în diferite poziții. În comparație cu galvanometrul 2D, compoziția galvanometrului 3D adaugă în principal un „sistem optic pe axa Z”, astfel încât galvanometrul 3D să poată schimba liber poziția focalizării în timpul procesului de sudare și să efectueze sudarea suprafețelor curbate spațiale, fără a fi necesară schimbarea. suportul, cum ar fi o mașină unealtă etc., cum ar fi galvanometrul 2D. Înălțimea robotului este utilizată pentru a regla poziția focalizării de sudare.
Ora postării: 23-mai-2024
