Коллимирующая фокусирующая головка использует механическое устройство в качестве опорной платформы и перемещается вперед и назад через механическое устройство, обеспечивая сварку сварных швов с различными траекториями.Точность сварки зависит от точности привода, поэтому возникают такие проблемы, как низкая точность, медленная скорость реакции и большая инерция.Система сканирования гальванометра использует двигатель для отклонения линзы.Двигатель приводится в движение определенным током и имеет такие преимущества, как высокая точность, малая инерция и быстрый отклик.При попадании светового луча на линзу гальванометра отклонение гальванометра изменяет угол отражения лазерного луча.Таким образом, лазерный луч может сканировать любую траекторию в поле зрения сканирования через систему гальванометра.Вертикальная головка, используемая в роботизированной сварочной системе, представляет собой приложение, основанное на этом принципе.
Основные компонентысистема сканирования гальванометраЭто 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 шаблоном предварительно заданной графики программного обеспечения главного компьютера и заданного режима пути и быстро перемещаться. на плоскости заготовки для формирования траектории сканирования.
、
В зависимости от позиционного соотношения между фокусирующей линзой и лазерным гальванометром режим сканирования гальванометра можно разделить на сканирование с передней фокусировкой (слева) и сканирование с задней фокусировкой (справа).Из-за существования оптической разности хода, когда лазерный луч отклоняется в разные положения (расстояние передачи луча различно), фокальная плоскость лазера в предыдущем процессе фокусировки сканирования представляет собой полусферическую изогнутую поверхность, как показано на левом рисунке.Метод сканирования с задней фокусировкой показан на рисунке справа, в котором объектив представляет собой линзу с плоским полем зрения.Плоскопольная линза имеет специальную оптическую конструкцию.
Роботизированная сварочная система
Путем введения оптической коррекции полусферическую фокальную плоскость лазерного луча можно привести в плоскость.Сканирование с обратной фокусировкой в основном подходит для применений с высокими требованиями к точности обработки и небольшим диапазоном обработки, таких как лазерная маркировка, лазерная сварка микроструктур и т. д. По мере увеличения области сканирования апертура объектива также увеличивается.Из-за технических и материальных ограничений цена светосильных линз очень высока, и такое решение не принято.Сочетание системы сканирования гальванометра перед объективом и шестиосного робота является возможным решением, которое может снизить зависимость от гальванометрического оборудования и может иметь значительную степень точности системы и хорошую совместимость.Это решение было принято большинством интеграторов, его часто называют летучей сваркой.Сварка модульной шины, включая очистку опоры, имеет летающее применение, что позволяет гибко и эффективно увеличить формат обработки.
Будь то сканирование с передним фокусом или сканирование с задним фокусом, фокус лазерного луча не может контролироваться для динамической фокусировки.В режиме сканирования с передним фокусом, когда обрабатываемая деталь небольшая, фокусирующая линза имеет определенный диапазон глубины фокусировки, поэтому она может выполнять фокусирующее сканирование небольшого формата.Однако, когда сканируемая плоскость велика, точки вблизи периферии будут не в фокусе и не смогут быть сфокусированы на поверхности обрабатываемой детали, поскольку она превышает верхний и нижний пределы фокусной глубины лазера.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 оптическую систему, фокусное расстояние которой можно изменять по мере необходимости.Таким образом, за счет использования линзы с динамической фокусировкой для компенсации разности оптических путей вогнутая линза (расширитель луча) перемещается линейно вдоль оптической оси для управления положением фокуса, тем самым достигается динамическая компенсация разности оптических путей обрабатываемой поверхности. на разных позициях.По сравнению с 2D-гальванометром, в состав 3D-гальванометра в основном добавлена «оптическая система оси Z», которая позволяет 3D-гальванометру свободно менять фокусное положение во время процесса сварки и выполнять сварку пространственных криволинейных поверхностей без необходимости регулировки сварки. положение фокусировки путем изменения высоты носителя, такого как станок или робот, например 2D-гальванометр.
Система динамической фокусировки может изменять степень расфокусировки, изменять размер пятна, осуществлять регулировку фокуса по оси Z и трехмерную обработку.
Рабочее расстояние определяется как расстояние от самого переднего механического края линзы до фокальной плоскости или плоскости сканирования объектива.Будьте осторожны, не перепутайте это значение с эффективным фокусным расстоянием (EFL) объектива.Это расстояние измеряется от главной плоскости, гипотетической плоскости, в которой предполагается преломление всей системы линз, до фокальной плоскости оптической системы.
Время публикации: 04 июня 2024 г.
