Лазерният скенер, наричан още лазерен галванометър, се състои от XY оптична сканираща глава, електронен задвижващ усилвател и оптично отразяваща леща. Сигналът, осигурен от компютърния контролер, управлява оптичната сканираща глава през веригата на управляващия усилвател, като по този начин контролира отклонението на лазерния лъч в равнината XY. Най-просто казано, галванометърът е сканиращ галванометър, използван в лазерната индустрия. Неговият професионален термин се нарича високоскоростен сканиращ галванометър Galvo сканираща система. Така нареченият галванометър може да се нарече и амперметър. Неговата дизайнерска идея напълно следва метода на проектиране на амперметър. Лещата замества иглата, а сигналът на сондата се заменя с компютърно контролиран -5V-5V или -10V-+10V DC сигнал. , за да завършите предварително определеното действие. Подобно на системата за сканиране с въртящо се огледало, тази типична система за управление използва чифт прибиращи се огледала. Разликата е, че стъпковият двигател, който задвижва този комплект лещи, е заменен от серво мотор. В тази система за управление се използва сензор за позиция. Идеята за дизайн и веригата за отрицателна обратна връзка допълнително гарантира точността на системата, а скоростта на сканиране и повтарящата се точност на позициониране на цялата система достигат ново ниво. Сканиращата глава за маркиране на галванометъра се състои главно от XY сканиращо огледало, полеви лещи, галванометър и компютърно контролиран софтуер за маркиране. Изберете съответните оптични компоненти според различните дължини на вълната на лазера. Свързаните опции също включват разширители на лазерен лъч, лазери и др. В лазерната демонстрационна система, формата на вълната на оптичното сканиране е векторно сканиране и скоростта на сканиране на системата определя стабилността на лазерния модел. През последните години бяха разработени високоскоростни скенери, като скоростите на сканиране достигат 45 000 точки/секунда, което прави възможно демонстрирането на сложни лазерни анимации.
5.1 Заваръчно съединение на лазерен галванометър
5.1.1 Определение и състав на галванометър заваръчна връзка:
Колимационната фокусираща глава използва механично устройство като поддържаща платформа. Механичното устройство се движи напред и назад, за да постигне заваряване на различни по траектория заварки. Точността на заваряване зависи от точността на задвижващия механизъм, така че има проблеми като ниска точност, ниска скорост на реакция и голяма инерция. Сканиращата система на галванометъра използва двигател, за да носи лещата за отклонение. Моторът се задвижва от определен ток и има предимствата на висока точност, малка инерция и бърза реакция. Когато лъчът е осветен върху лещата на галванометъра, отклонението на галванометъра променя лазерния лъч. Следователно лазерният лъч може да сканира всяка траектория в зрителното поле на сканиране през системата на галванометъра.
Основните компоненти на системата за сканиране на галванометър са колиматор за разширяване на лъча, фокусираща леща, двуосов сканиращ галванометър XY, контролна платка и софтуерна система на хост компютър. Сканиращият галванометър се отнася главно до двете сканиращи глави на галванометър XY, които се задвижват от високоскоростни бутални серво мотори. Сервосистемата с двойна ос задвижва сканиращия галванометър с двойна ос XY да се отклонява съответно по оста X и Y-осите, като изпраща командни сигнали към серво моторите по X и Y-осите. По този начин, чрез комбинираното движение на XY двуосната огледална леща, системата за управление може да преобразува сигнала през платката на галванометъра според предварително зададения графичен шаблон на софтуера на хост компютъра според зададения път и бързо да се движи по равнина на детайла за формиране на траектория на сканиране.
5.1.2 Класификация на заваръчни съединения на галванометър:
1. Сканиращ обектив с предно фокусиране
Според позиционната връзка между фокусиращата леща и лазерния галванометър, режимът на сканиране на галванометъра може да бъде разделен на сканиране с предно фокусиране (Фигура 1 по-долу) и сканиране със задно фокусиране (Фигура 2 по-долу). Поради наличието на разлика в оптичния път, когато лазерният лъч се отклони в различни позиции (разстоянието на предаване на лъча е различно), фокусната повърхност на лазера по време на процеса на сканиране в предишния режим на фокусиране е полусферична повърхност, както е показано на лявата фигура. Методът на сканиране след фокусиране е показан на снимката вдясно. Лещата на обектива е леща с F-план. Огледалото с план F има специален оптичен дизайн. Чрез въвеждане на оптична корекция, полусферичната фокална повърхност на лазерния лъч може да се регулира до плоска. Постфокусното сканиране е подходящо главно за приложения, които изискват висока точност на обработка и малък диапазон на обработка, като лазерно маркиране, лазерно заваряване на микроструктура и др.
2.Задно фокусиращ сканиращ обектив
С увеличаване на областта на сканиране, апертурата на f-тета лещата също се увеличава. Поради технически и материални ограничения f-тета обективите с голяма апертура са много скъпи и това решение не се приема. Системата за сканиране на предния галванометър с обективна леща, комбинирана с шестосен робот, е относително осъществимо решение, което може да намали зависимостта от оборудването на галванометъра, има значителна степен на точност на системата и има добра съвместимост. Това решение е прието от повечето интегратори. Adopt, често наричан летателно заваряване. Заваряването на модулна шина, включително почистване на стълбове, има полети, които могат да увеличат ширината на обработка гъвкаво и ефективно.
3.3D галванометър:
Независимо дали е сканиране с преден фокус или сканиране със заден фокус, фокусът на лазерния лъч не може да се контролира за динамично фокусиране. За режима на сканиране с преден фокус, когато детайлът, който ще се обработва, е малък, фокусиращият обектив има определен диапазон на фокусна дълбочина, така че може да извършва фокусирано сканиране с малък формат. Въпреки това, когато равнината, която ще се сканира, е голяма, точките в близост до периферията ще бъдат извън фокус и не могат да бъдат фокусирани върху повърхността на детайла, който ще се обработва, тъй като надхвърля диапазона на дълбочина на лазерния фокус. Следователно, когато се изисква лазерният лъч да бъде добре фокусиран във всяка позиция в равнината на сканиране и зрителното поле е голямо, използването на обектив с фиксирано фокусно разстояние не може да отговори на изискванията за сканиране. Системата за динамично фокусиране е набор от оптични системи, чието фокусно разстояние може да се променя според нуждите. Ето защо изследователите предлагат да се използва динамична фокусираща леща, за да се компенсира разликата в оптичния път, и да се използва вдлъбната леща (разширител на лъча), за да се движи линейно по протежение на оптичната ос, за да се контролира позицията на фокуса и да се постигне Повърхността, която трябва да се обработва, динамично компенсира оптичните разлика в пътя на различни позиции. В сравнение с 2D галванометъра, съставът на 3D галванометъра добавя основно „оптична система по Z-ос“, така че 3D галванометърът може свободно да променя позицията на фокуса по време на процеса на заваряване и да извършва заваряване на пространствена извита повърхност, без да е необходимо да се променя носител, като машинен инструмент и др. като 2D галванометър. Височината на робота се използва за регулиране на фокусната позиция на заваряване.
Време на публикуване: 23 май 2024 г
