Лазерният скенер, наричан още лазерен галванометър, се състои от XY оптична сканираща глава, електронен задвижващ усилвател и оптична отразяваща леща. Сигналът, предоставен от компютърния контролер, задвижва оптичната сканираща глава през веригата на задвижващия усилвател, като по този начин контролира отклонението на лазерния лъч в XY равнината. Просто казано, галванометърът е сканиращ галванометър, използван в лазерната индустрия. Професионалният му 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 от сондата се заменя с компютърно управляван DC сигнал -5V-5V или -10V-+10V, за да се завърши предварително определеното действие. Подобно на сканиращата система с въртящо се огледало, тази типична система за управление използва двойка прибиращи се огледала. Разликата е, че стъпковият двигател, който задвижва този набор от лещи, е заменен от серво двигател. В тази система за управление се използва сензор за положение. Конструктивната идея и отрицателната обратна връзка допълнително осигуряват точността на системата, а скоростта на сканиране и точността на многократно позициониране на цялата система достигат ново ниво. Галванометричната сканираща маркираща глава се състои главно от XY сканиращо огледало, полева леща, галванометър и компютърно управляван софтуер за маркиране. Изберете съответните оптични компоненти според различните дължини на вълната на лазера. Свързаните опции включват също разширители на лазерен лъч, лазери и др. В лазерната демонстрационна система формата на вълната на оптичното сканиране е векторно сканиране, а 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 с лазерен галванометър
5.1.1 Определение и състав на заваръчно съединение на галванометър:
Колимационната фокусираща глава използва механично устройство като опорна платформа. Механичното устройство се движи напред-назад, за да постигне заваряване на заварки с различна траектория. Точността на заваряване зависи от точността на задвижващия механизъм, така че има проблеми като ниска точност, бавна скорост на реакция и голяма инерция. Галванометричната сканираща система използва мотор, който да носи лещата за отклонение. Моторът се задвижва от определен ток и има предимствата на висока прецизност, малка инерция и бърза реакция. Когато лъчът е осветен върху галванометричната леща, отклонението на галванометъра променя лазерния лъч. Следователно, лазерният лъч може да сканира всяка траектория в зрителното поле на сканиране през галванометричната система.
Основните компоненти на системата за сканиране на галванометъра са колиматор за разширяване на лъча, фокусираща леща, двуосен сканиращ галванометър XY, платка за управление и софтуерна система на хост компютъра. Сканиращият галванометър се отнася главно до двете сканиращи глави на галванометъра XY, които се задвижват от високоскоростни бутални серво мотори. Двуосната серво система задвижва двуосния сканиращ галванометър XY, за да се отклонява съответно по оста X и оста Y, като изпраща командни сигнали към серво моторите X и Y. По този начин, чрез комбинираното движение на двуосната огледална леща XY, системата за управление може да преобразува сигнала през платката на галванометъра съгласно предварително зададения графичен шаблон на софтуера на хост компютъра, в съответствие със зададения път, и бързо да се движи по равнината на детайла, за да образува траектория на сканиране.
5.1.2 Класификация на заваръчни съединения на галванометър:
1. Сканиращ обектив с предно фокусиране
Според позиционното съотношение 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 с задно фокусиране (Фигура 2 по-долу). Поради наличието на разлика в оптичния път, когато лазерният лъч се отклонява към различни позиции (разстоянието на предаване на лъча е различно), фокалната повърхност на лазера по време на предишния процес на сканиране в режим на фокусиране е полусферична повърхност, както е показано на лявата фигура. Методът на сканиране след фокусиране е показан на снимката вдясно. Обективът е F-плоскостна леща. F-плоскостното огледало има специален оптичен дизайн. Чрез въвеждане на оптична корекция, полусферичната фокална повърхност на лазерния лъч може да се регулира до плоска. Сканирането след фокусиране е подходящо главно за приложения, които изискват висока точност на обработка и малък диапазон на обработка, като например лазерно маркиране, лазерно заваряване на микроструктури и др.
2.Сканиращ обектив със задно фокусиране
С увеличаване на площта на сканиране, апертурата на f-theta лещата също се увеличава. Поради технически и материални ограничения, f-theta лещите с голяма апертура са много скъпи и това решение не е прието. Системата за сканиране с галванометър на предната леща на обектива, комбинирана с шестосен робот, е относително осъществимо решение, което може да намали зависимостта от галванометричното оборудване, има значителна степен на системна точност и добра съвместимост. Това решение е прието от повечето интегратори. Това, често наричано „летно заваряване“, често е наричано „летно заваряване“. Заваряването на модулни шини, включително почистването на полюсите, има летни приложения, което може да увеличи ширината на обработка гъвкаво и ефективно.
3.3D галванометър:
Независимо дали става въпрос за фронтално фокусирано или задно фокусирано сканиране, фокусът на лазерния лъч не може да се контролира за динамично фокусиране. При режим на фронтално фокусиране, когато обработваният детайл е малък, фокусиращата леща има определен диапазон на фокусна дълбочина, така че може да извършва фокусирано сканиране с малък формат. Когато обаче равнината, която ще се сканира, е голяма, точките близо до периферията ще бъдат извън фокус и не могат да бъдат фокусирани върху повърхността на обработвания детайл, тъй като това надвишава диапазона на дълбочина на лазерния фокус. Следователно, когато лазерният лъч трябва да бъде добре фокусиран във всяка позиция на равнината на сканиране и зрителното поле е голямо, използването на леща 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. Поради това изследователите предлагат да се използва динамична фокусираща леща за компенсиране на разликата в оптичния път и да се използва вдлъбната леща (разширител на лъча), за да се движи линейно по оптичната ос, за да се контролира позицията на фокуса и да се постигне динамично компенсиране на разликата в оптичния път на обработваната повърхност в различни позиции. В сравнение с 2D галванометъра, съставът на 3D галванометъра основно добавя „Z-ос оптична система“, така че 3D галванометърът може свободно да променя позицията на фокус по време на процеса на заваряване и да извършва пространствено извито повърхностно заваряване, без да е необходимо да се сменя носач, като например машинен инструмент и др., както е при 2D галванометъра. Височината на робота се използва за регулиране на позицията на фокуса на заваряването.
Време на публикуване: 23 май 2024 г.
