Колимиращата фокусираща глава използва механично устройство като поддържаща платформа и се движи напред и назад през механичното устройство, за да постигне заваряване на заварки с различни траектории. 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 отклоняване на лещата. Моторът се задвижва от определен ток и има предимствата на висока точност, малка инерция и бърза реакция. Когато светлинният лъч се облъчи върху лещата на галванометъра, отклонението на галванометъра променя ъгъла на отражение на лазерния лъч. Следователно лазерният лъч може да сканира всяка траектория в зрителното поле на сканиране през системата на галванометъра. Вертикалната глава, използвана в роботизираната система за заваряване, е приложение, базирано на този принцип.
Основните компоненти насистема за сканиране на галванометърса колиматор за разширяване на лъча, фокусираща леща, XY двуосен сканиращ галванометър, контролна платка и софтуерна система за 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, за да се отклони съответно по оста X и Y-ос, 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 шаблона на предварително зададената графика на софтуера на хост компютъра и режима на зададения път и бързо да се движи върху равнината на детайла, за да се образува траектория на сканиране.
、
Според позиционната връзка между фокусиращата леща и лазерния галванометър, режимът на сканиране на галванометъра може да бъде разделен на сканиране с предно фокусиране (лява снимка) и сканиране със задно фокусиране (дясна снимка). Поради наличието на разлика в оптичния път, когато лазерният лъч се отклонява към различни позиции (разстоянието на предаване на лъча е различно), фокусната равнина на лазера в предишния процес на сканиране на фокусиране е полусферична извита повърхност, както е показано на лявата фигура. Методът на сканиране със задно фокусиране е показан на дясната фигура, в която лещата на обектива е леща с плоско поле. Обективът с плоско поле има специален оптичен дизайн.
Роботизирана система за заваряване
Чрез въвеждане на оптична корекция, полусферичната фокална равнина на лазерния лъч може да се настрои в равнина. Сканирането с обратно фокусиране е подходящо главно за приложения с високи изисквания за точност на обработка и малък обхват на обработка, като лазерно маркиране, лазерно заваряване на микроструктура и т.н. С увеличаването на площта на сканиране се увеличава и апертурата на лещата. Поради технически и материални ограничения цената на лещите с голяма апертура е много скъпа и това решение не се приема. Комбинацията от сканираща система за галванометър пред лещата на обектива и робот с шест оси е осъществимо решение, което може да намали зависимостта от оборудването на галванометъра и може да има значителна степен на точност на системата и добра съвместимост. Това решение е възприето от повечето интегратори, което често се нарича летящо заваряване. Заваряването на модулната шина, включително почистването на стълба, има летящи приложения, които могат гъвкаво и ефективно да увеличат формата на обработка.
Независимо дали става дума за 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 фокусиращо 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 надвишава горната и долната граница на фокусната дълбочина на лазера. 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 оптична система, чието фокусно разстояние може да се променя според нуждите. Следователно, чрез използване на динамична фокусираща леща за компенсиране на разликата в оптичния път, вдлъбнатата леща (разширител на лъча) се движи линейно по протежение на оптичната ос, за да контролира позицията на фокуса, като по този начин се постига динамична компенсация на разликата в оптичния път на повърхността, която ще се обработва на различни позиции. В сравнение с 2D галванометъра, съставът на 3D галванометъра добавя главно „оптична система по Z-ос“, която позволява на 3D галванометъра 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 регулирате заваряването позицията на фокуса чрез промяна на височината на носача като машинния инструмент или робота като 2D галванометър.
Системата за динамично фокусиране може да промени степента на дефокусиране, да промени размера на петното, да реализира настройка на фокуса по Z-ос и триизмерна обработка.
Работното разстояние се определя като разстоянието от най-предния механичен ръб на обектива до фокалната равнина или равнината на сканиране на обектива. Внимавайте да не объркате това с ефективното фокусно разстояние (EFL) на обектива. Това се измерва от основната равнина, хипотетична равнина, в която се предполага, че цялата система от лещи се пречупва, до фокалната равнина на оптичната система.
Време на публикуване: юни-04-2024
