Лазерный сканер, также называемый лазерным гальванометром, состоит из оптической сканирующей головки XY, усилителя электронного привода и оптической отражающей линзы. Сигнал, подаваемый компьютерным контроллером, управляет оптической сканирующей головкой через схему усилителя возбуждения, тем самым управляя отклонением лазерного луча в плоскости XY. Проще говоря, гальванометр – это сканирующий гальванометр, используемый в лазерной промышленности. Его профессиональный термин называется высокоскоростным сканирующим гальванометром. Система сканирования Galvo. Так называемый гальванометр также можно назвать амперметром. Его конструктивная идея полностью соответствует методу проектирования амперметра. Линза заменяет иглу, а сигнал зонда заменяется управляемым компьютером сигналом постоянного тока -5В-5В или -10В-+10В. , чтобы завершить заранее определенное действие. Как и система сканирования с вращающимся зеркалом, эта типичная система управления использует пару втягивающихся зеркал. Разница в том, что шаговый двигатель, приводящий в движение этот набор линз, заменен серводвигателем. В этой системе управления используется датчик положения. Идея конструкции и контур отрицательной обратной связи дополнительно обеспечивают точность системы, а скорость сканирования и повторяющаяся точность позиционирования всей системы выходят на новый уровень. Сканирующая маркировочная головка гальванометра в основном состоит из сканирующего зеркала XY, полевой линзы, гальванометра и программного обеспечения для маркировки с компьютерным управлением. Выберите соответствующие оптические компоненты в соответствии с различными длинами волн лазера. Сопутствующие опции также включают расширители лазерного луча, лазеры и т. д. В лазерной демонстрационной системе форма волны оптического сканирования представляет собой векторное сканирование, а скорость сканирования системы определяет стабильность лазерного рисунка. В последние годы были разработаны высокоскоростные сканеры, скорость сканирования которых достигает 45 000 точек в секунду, что позволяет демонстрировать сложную лазерную анимацию.
5.1 Сварное соединение с помощью лазерного гальванометра
5.1.1 Определение и состав гальванометрического сварного соединения:
Коллимационная фокусирующая головка использует механическое устройство в качестве опорной платформы. Механическое устройство перемещается вперед и назад, обеспечивая сварку сварных швов по разным траекториям. Точность сварки зависит от точности привода, поэтому возникают такие проблемы, как низкая точность, медленная скорость срабатывания и большая инерция. В системе сканирования гальванометра используется двигатель, который перемещает линзу для отклонения. Двигатель приводится в движение определенным током и обладает такими преимуществами, как высокая точность, малая инерция и быстрый отклик. При освещении луча на линзе гальванометра отклонение гальванометра изменяет лазерный луч. Таким образом, лазерный луч может сканировать любую траекторию в поле зрения сканирования через систему гальванометра.
Основными компонентами системы сканирования гальванометра являются коллиматор расширения луча, фокусирующая линза, двухосный сканирующий гальванометр XY, плата управления и система программного обеспечения главного компьютера. Сканирующий гальванометр в основном представляет собой две сканирующие головки гальванометра XY, которые приводятся в движение высокоскоростными возвратно-поступательными серводвигателями. Двухосевая сервосистема заставляет двухосный сканирующий гальванометр XY отклоняться вдоль осей X и Y соответственно, посылая командные сигналы на серводвигатели осей X и Y. Таким образом, благодаря комбинированному движению двухосной зеркальной линзы XY система управления может преобразовывать сигнал через плату гальванометра в соответствии с предварительно заданным графическим шаблоном программного обеспечения главного компьютера в соответствии с заданным путем и быстро перемещаться по заданному пути. плоскость заготовки для формирования траектории сканирования.
5.1.2 Классификация гальванометрических сварных соединений:
1. Сканирующая линза с фронтальной фокусировкой.
В соответствии с позиционным соотношением между фокусирующей линзой и лазерным гальванометром режим сканирования гальванометра можно разделить на сканирование с передней фокусировкой (рис. 1 ниже) и сканирование с задней фокусировкой (рис. 2 ниже). Из-за существования оптической разности хода при отклонении лазерного луча в разные положения (расстояние передачи луча разное), фокальная поверхность лазера во время процесса сканирования в предыдущем режиме фокусировки представляет собой полусферическую поверхность, как показано на левом рисунке. Метод постфокусного сканирования показан на рисунке справа. Объектив представляет собой линзу F-плана. Зеркало F-plan имеет особую оптическую схему. Путем введения оптической коррекции полусферическую фокальную поверхность лазерного луча можно сделать плоской. Постфокусное сканирование в основном подходит для применений, требующих высокой точности обработки и небольшого диапазона обработки, таких как лазерная маркировка, лазерная сварка микроструктур и т. д.
2.Сканирующая линза с задней фокусировкой
По мере увеличения области сканирования апертура f-тета-линзы также увеличивается. Из-за технических и материальных ограничений светосильные f-тета-объективы очень дороги, и такое решение не принято. Система сканирования передней гальванометрической линзы объектива в сочетании с шестиосным роботом является относительно осуществимым решением, которое может снизить зависимость от гальванометрического оборудования, имеет значительную степень точности системы и хорошую совместимость. Это решение было принято большинством интеграторов. Принять, часто называемый летной сваркой. Сварка модульных шин, включая очистку опор, имеет применение в полете, что позволяет гибко и эффективно увеличивать ширину обработки.
3.3D гальванометр:
Независимо от того, является ли это сканированием с фронтальной фокусировкой или сканированием с задней фокусировкой, фокус лазерного луча не может управляться для динамической фокусировки. В режиме сканирования с передним фокусом, когда обрабатываемая деталь имеет небольшой размер, фокусирующая линза имеет определенный диапазон глубины фокуса, поэтому она может выполнять фокусированное сканирование с небольшим форматом. Однако, когда сканируемая плоскость велика, точки вблизи периферии будут не в фокусе и не смогут быть сфокусированы на поверхности обрабатываемой детали, поскольку она выходит за пределы диапазона глубины лазерного фокуса. Следовательно, когда лазерный луч должен быть хорошо сфокусирован в любом положении плоскости сканирования, а поле зрения велико, использование линзы с фиксированным фокусным расстоянием не может удовлетворить требования сканирования. Система динамической фокусировки представляет собой набор оптических систем, фокусное расстояние которых может изменяться по мере необходимости. Поэтому исследователи предлагают использовать линзу с динамической фокусировкой для компенсации разности оптических путей и использовать вогнутую линзу (расширитель луча) для линейного перемещения вдоль оптической оси, чтобы контролировать положение фокуса и добиться того, чтобы обрабатываемая поверхность динамически компенсировала оптические разница хода в разных позициях. По сравнению с 2D-гальванометром, в состав 3D-гальванометра в основном добавлена «оптическая система оси Z», благодаря чему 3D-гальванометр может свободно менять положение фокуса во время процесса сварки и выполнять сварку пространственных криволинейных поверхностей без необходимости изменения носитель, например станок и т. д., например 2D-гальванометр. Высота робота используется для регулировки положения фокуса сварки.
Время публикации: 23 мая 2024 г.
