Laserski skener, također nazvan laserski galvanometar, sastoji se od XY optičke glave za skeniranje, elektroničkog pogonskog pojačala i optičke reflektirajuće leće. Signal koji daje računalni kontroler pokreće optičku glavu za skeniranje kroz strujni krug pogonskog pojačala, čime se kontrolira otklon laserske zrake u XY ravnini. Jednostavno rečeno, galvanometar je skenirajući galvanometar koji se koristi u laserskoj industriji. Njegov stručni naziv je brzi skenirajući galvanometar - Galvo sustav skeniranja. Takozvani galvanometar može se nazvati i ampermetrom. Njegova ideja dizajna u potpunosti slijedi metodu dizajna ampermetra. Leća zamjenjuje iglu, a signal sonde zamjenjuje se računalno kontroliranim signalom od -5V do -5V ili -10V do +10V DC kako bi se dovršila unaprijed određena radnja. Poput sustava skeniranja rotirajućim zrcalom, ovaj tipični upravljački sustav koristi par uvlačivih zrcala. Razlika je u tome što je koračni motor koji pokreće ovaj skup leća zamijenjen servo motorom. U ovom upravljačkom sustavu koristi se senzor položaja. Ideja dizajna i negativna povratna petlja dodatno osiguravaju točnost sustava, a brzina skeniranja i ponovljena točnost pozicioniranja cijelog sustava dosežu novu razinu. Glava za skeniranje galvanometra uglavnom se sastoji od XY skenirajućeg zrcala, poljske leće, galvanometra i računalno kontroliranog softvera za označavanje. Odaberite odgovarajuće optičke komponente prema različitim valnim duljinama lasera. Povezane opcije također uključuju ekspandere laserskog snopa, lasere itd. U sustavu za demonstraciju lasera, valni oblik optičkog skeniranja je vektorsko skeniranje, a brzina skeniranja sustava određuje stabilnost laserskog uzorka. Posljednjih godina razvijeni su skeneri velike brzine, s brzinama skeniranja koje dosežu 45 000 točaka u sekundi, što omogućuje demonstraciju složenih laserskih animacija.
5.1 Spoj zavaren laserskim galvanometrom
5.1.1 Definicija i sastav zavarenog spoja galvanometra:
Kolimacijska fokusna glava koristi mehanički uređaj kao potpornu platformu. Mehanički uređaj se pomiče naprijed-natrag kako bi se postiglo zavarivanje različitih putanja zavara. Točnost zavarivanja ovisi o točnosti aktuatora, pa postoje problemi poput niske točnosti, spore brzine odziva i velike inercije. Galvanometrijski sustav za skeniranje koristi motor za nošenje leće radi otklona. Motor pokreće određena struja i ima prednosti visoke preciznosti, male inercije i brzog odziva. Kada je snop osvijetljen na galvanometrijskoj leći, otklon galvanometra mijenja laserski snop. Stoga laserski snop može skenirati bilo koju putanju u vidnom polju skeniranja kroz galvanometrijski sustav.
Glavne komponente sustava za skeniranje galvanometra su kolimator za širenje snopa, leća za fokusiranje, XY dvoosni skenirajući galvanometar, upravljačka ploča i softverski sustav glavnog računala. Skenirajući galvanometar uglavnom se odnosi na dvije XY galvanometarske glave za skeniranje, koje pokreću brzi klipni servo motori. Dvoosni servo sustav pokreće XY dvoosni skenirajući galvanometar da se otkloni duž X-osi i Y-osi slanjem naredbenih signala servo motorima X i Y-osi. Na taj način, kombiniranim kretanjem XY dvoosne zrcalne leće, upravljački sustav može pretvoriti signal kroz ploču galvanometra prema unaprijed postavljenom grafičkom predlošku softvera glavnog računala prema postavljenoj putanji i brzo se pomicati po ravnini obratka kako bi formirao putanju skeniranja.
5.1.2 Klasifikacija zavarenih spojeva galvanometra:
1. Prednja fokusirajuća leća za skeniranje
Prema položaju između fokusne leće i laserskog galvanometra, način skeniranja galvanometra može se podijeliti na skeniranje s prednjim fokusiranjem (slika 1 dolje) i skeniranje sa stražnjim fokusiranjem (slika 2 dolje). Zbog postojanja optičke razlike puta kada se laserska zraka skreće u različite položaje (udaljenost prijenosa snopa je različita), žarišna površina lasera tijekom prethodnog procesa skeniranja u načinu fokusiranja je hemisferična površina, kao što je prikazano na lijevoj slici. Metoda skeniranja nakon fokusiranja prikazana je na slici desno. Objektiv je F-planarna leća. F-planarno zrcalo ima poseban optički dizajn. Uvođenjem optičke korekcije, hemisferična žarišna površina laserske zrake može se podesiti da bude ravna. Skeniranje nakon fokusiranja uglavnom je prikladno za primjene koje zahtijevaju visoku točnost obrade i mali raspon obrade, kao što su lasersko označavanje, lasersko zavarivanje mikrostruktura itd.
2.Stražnje fokusiranje skenirajuće leće
Kako se područje skeniranja povećava, povećava se i otvor blende f-theta leće. Zbog tehničkih i materijalnih ograničenja, f-theta leće s velikim otvorom blende su vrlo skupe i ovo rješenje nije prihvaćeno. Sustav skeniranja prednje galvanometrijske leće objektiva u kombinaciji sa šestoosnim robotom relativno je izvedivo rješenje koje može smanjiti ovisnost o galvanometrijskoj opremi, ima značajan stupanj točnosti sustava i dobru kompatibilnost. Ovo rješenje usvojila je većina integratora. Usvojite, često nazivano letnim zavarivanjem. Zavarivanje sabirnica modula, uključujući čišćenje polova, ima letne primjene, što može fleksibilno i učinkovito povećati širinu obrade.
3.3D galvanometar:
Bez obzira radi li se o skeniranju s prednjim ili stražnjim fokusom, fokus laserske zrake ne može se kontrolirati za dinamičko fokusiranje. Za način skeniranja s prednjim fokusom, kada je obradak koji se obrađuje mali, leća za fokusiranje ima određeni raspon žarišne dubine, tako da može izvoditi fokusirano skeniranje s malim formatom. Međutim, kada je ravnina koja se skenira velika, točke blizu periferije bit će izvan fokusa i ne mogu se fokusirati na površinu obradka koji se obrađuje jer prelazi raspon dubine laserskog fokusa. Stoga, kada je potrebno da laserska zraka bude dobro fokusirana na bilo kojem položaju na ravnini skeniranja i vidno polje je veliko, korištenje leće s fiksnom žarišnom duljinom ne može zadovoljiti zahtjeve skeniranja. Dinamički sustav fokusiranja je skup optičkih sustava čija se žarišna duljina može mijenjati po potrebi. Stoga istraživači predlažu korištenje dinamičke leće za fokusiranje kako bi se kompenzirala razlika optičkog puta i korištenje konkavne leće (ekspandera snopa) za linearno pomicanje duž optičke osi kako bi se kontrolirao položaj fokusa i postiglo da površina koja se obrađuje dinamički kompenzira razliku optičkog puta na različitim položajima. U usporedbi s 2D galvanometrom, sastav 3D galvanometra uglavnom dodaje "Z-osni optički sustav", tako da 3D galvanometar može slobodno mijenjati položaj fokusa tijekom procesa zavarivanja i izvoditi prostorno zakrivljeno površinsko zavarivanje, bez potrebe za promjenom nosača poput alatnog stroja itd. kao što je to slučaj kod 2D galvanometra. Visina robota koristi se za podešavanje položaja fokusa zavarivanja.
Vrijeme objave: 23. svibnja 2024.
