Capul de focalizare colimatoare folosește un dispozitiv mecanic ca platformă de susținere și se mișcă înainte și înapoi prin dispozitivul mecanic pentru a realiza sudarea sudurilor cu traiectorii diferite. Precizia sudării depinde de precizia actuatorului, existând astfel probleme precum precizie scăzută, viteză de răspuns lentă și inerție mare. Sistemul de scanare galvanometru utilizează un motor pentru a devia lentila. Motorul este acționat de un anumit curent și are avantajele preciziei ridicate, inerției mici și răspunsului rapid. Când fasciculul de lumină este iradiat pe lentila galvanometrului, devierea galvanometrului modifică unghiul de reflexie al fasciculului laser. Prin urmare, fasciculul laser poate scana orice traiectorie din câmpul vizual de scanare prin sistemul galvanometru. Capul vertical utilizat în sistemul de sudare robotizat este o aplicație bazată pe acest principiu.
Principalele componente alesistem de scanare galvanometricăsunt colimatorul de expansiune a fasciculului, lentila de focalizare, galvanometrul de scanare pe două axe XY, 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 alternative de mare viteză. Sistemul servo pe două axe acționează galvanometrul de scanare pe două axe XY pentru a devia de-a lungul axei X și respectiv axei Y prin trimiterea de semnale de comandă către servomotoarele axelor X și Y. În acest fel, prin mișcarea combinată a lentilei oglinzii pe două axe XY, sistemul de control poate converti semnalul prin placa galvanometrului în funcție de șablonul graficelor presetate ale software-ului computerului gazdă și de modul de traiectorie setat și se poate deplasa rapid pe planul piesei de prelucrat pentru a forma o traiectorie de scanare.
、
Conform relației poziționale dintre lentila de focalizare și galvanometrul laser, modul de scanare al galvanometrului poate fi împărțit în scanare cu focalizare frontală (imaginea din stânga) și scanare cu focalizare inversă (imaginea din dreapta). Datorită existenței unei diferențe de cale optică atunci când fasciculul laser deviază în poziții diferite (distanța de transmisie a fasciculului este diferită), planul focal al laserului în procesul anterior de scanare cu focalizare este o suprafață curbată emisferică, așa cum se arată în figura din stânga. Metoda de scanare cu focalizare inversă este prezentată în figura din dreapta, în care lentila obiectiv este o lentilă cu câmp plat. Lentila cu câmp plat are un design optic special.
Prin introducerea corecției optice, planul focal emisferic al fasciculului laser poate fi ajustat la un plan. Scanarea cu focalizare inversă este potrivită în principal pentru aplicații cu cerințe ridicate de precizie de procesare și interval de procesare mic, cum ar fi marcarea cu laser, sudarea microstructurilor cu laser etc. Pe măsură ce zona de scanare crește, crește și diafragma lentilei. Din cauza limitărilor tehnice și materiale, prețul flanselor cu diafragmă mare este foarte scump, iar această soluție nu este acceptată. Combinarea sistemului de scanare galvanometru în fața lentilei obiectivului și a unui robot cu șase axe este o soluție fezabilă care poate reduce dependența de echipamentul galvanometru și poate avea un grad considerabil de precizie a sistemului și o bună compatibilitate. Această soluție a fost adoptată de majoritatea integratorilor, fiind adesea numită sudare în zbor. Sudarea barei colectoare a modulului, inclusiv curățarea polului, are aplicații în zbor, care pot crește în mod flexibil și eficient formatul de procesare.
Indiferent dacă este vorba de scanare cu focalizare frontală sau cu focalizare posterioară, focalizarea fasciculului laser nu poate fi controlată pentru focalizare dinamică. În modul de scanare cu focalizare frontală, atunci când piesa de prelucrat este mică, lentila de focalizare are un anumit interval de adâncime focală, astfel încât poate efectua scanarea prin focalizare 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 limitele superioare și inferioare ale adâncimii focale a laserului. Prin urmare, atunci când fasciculul laser trebuie să fie bine focalizat în orice poziție pe planul de scanare și câmpul vizual este mare, utilizarea unei lentile cu distanță focală fixă nu poate îndeplini cerințele de scanare.
Sistemul de focalizare dinamică este un sistem optic a cărui distanță focală poate fi modificată după cum este necesar. Prin urmare, prin utilizarea unei lentile de focalizare dinamică pentru a compensa diferența de cale optică, lentila concavă (expansorul fasciculului) se mișcă liniar de-a lungul axei optice pentru a controla poziția focalizării, realizând astfel compensarea dinamică a diferenței de cale optică a suprafeței care urmează să fie prelucrată în diferite poziții. Comparativ cu galvanometrul 2D, compoziția galvanometrului 3D adaugă în principal un „sistem optic pe axa Z”, care permite galvanometrului 3D să modifice liber poziția focală în timpul procesului de sudare și să efectueze sudarea spațială a suprafețelor curbate, fără a fi nevoie să ajusteze poziția focalizării sudării prin modificarea înălțimii purtătorului, cum ar fi mașina-unealtă sau robotul, precum galvanometrul 2D.
Sistemul de focalizare dinamică poate modifica gradul de defocalizare, poate modifica dimensiunea spotului, poate realiza ajustarea focalizării pe axa Z și procesarea tridimensională.
Distanța de lucru este definită ca distanța de la marginea mecanică frontală a lentilei până la planul focal sau planul de scanare al obiectivului. Aveți grijă să nu o confundați cu distanța focală efectivă (EFL) a obiectivului. Aceasta se măsoară de la planul principal, un plan ipotetic în care se presupune că întregul sistem de lentile se refractă, până la planul focal al sistemului optic.
Data publicării: 04 iunie 2024
