Колимиращата фокусираща глава използва механично устройство като опорна платформа и се движи напред-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, бавна скорост на реакция и голяма инерция. Галванометричната сканираща система използва мотор 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 галванометричната леща, отклонението на галванометъра променя ъгъла на отражение на лазерния лъч. Следователно, лазерният лъч може да сканира всяка траектория в зрителното поле на сканиране през галванометричната система. Вертикалната глава, използвана в роботизираната заваръчна система, е приложение, базирано на този принцип.
Основните компоненти нагалванометрична сканираща системаса 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 XY галванометъра, 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 по оста 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 според шаблона на предварително зададената графика на софтуера на хост компютъра и зададения режим на траектория и бързо да се движи по равнината на детайла, за да образува траектория на сканиране.
、
Според позиционното съотношение между фокусиращата леща и лазерния галванометър, режимът на сканиране на галванометъра може да бъде разделен на сканиране с предно фокусиране (лява снимка) и сканиране с обратно 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), фокалната равнина на лазера в предишния процес на фокусиращо сканиране е полусферично извита повърхност, както е показано на лявата фигура. Методът на сканиране с обратно фокусиране е показан на дясната фигура, където обективът е леща с плоско поле. Лещата 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 регулира до 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 микроструктури и др. С увеличаване на областта на сканиране се увеличава и апертурата на лещата. Поради технически и материални ограничения, цената на лещите с голяма апертура е много висока и това решение не се приема. Комбинацията от галванометрична сканираща система пред обектива и шестосен робот е осъществимо решение, което може да намали зависимостта от галванометричното оборудване и може да има значителна степен на системна точност и добра съвместимост. Това решение е възприето от повечето интегратори и 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 въпрос за сканиране с преден фокус или сканиране със заден фокус, фокусът на лазерния лъч не може да се контролира за динамично фокусиране. При режим на сканиране с преден фокус, 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 надвишават горната и долната граница на фокусната дълбочина на лазера. Следователно, когато се изисква лазерният лъч 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.
Динамичната фокусираща система 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 оптичната ос, за да контролира позицията на фокуса, като по този начин се постига динамична компенсация на разликата в оптичния път на обработваната повърхност в различни позиции. В сравнение с 2D галванометъра, 3D галванометърът добавя основно „оптична система по Z-ос“, която позволява на 3D галванометъра свободно да променя фокусната си позиция по време на процеса на заваряване и да извършва пространствено заваряване на извити повърхности, без да е необходимо да се регулира позицията на фокуса на заваряването чрез промяна на височината на носача, като например машинния инструмент или робота, както е при 2D галванометъра.
Системата за динамично фокусиране може да променя степента на разфокусиране, да променя размера на точката на фокусиране, да реализира регулиране на фокуса по оста Z и триизмерна обработка.
Работното разстояние се определя като разстоянието от най-предния механичен ръб на лещата до фокалната равнина или равнината на сканиране на обектива. Внимавайте да не бъркате това с ефективното фокусно разстояние (EFL) на обектива. То се измерва от главната равнина, хипотетична равнина, в която се приема, че цялата система от лещи пречупва светлината, до фокалната равнина на оптичната система.
Време на публикуване: 04 юни 2024 г.
