Lo scanner laser, chiamato anche galvanometro laser, è costituito da una testa di scansione ottica XY, un amplificatore elettronico e una lente di riflessione ottica. Il segnale fornito dal controller del computer guida la testina di scansione ottica attraverso il circuito dell'amplificatore di pilotaggio, controllando così la deflessione del raggio laser nel piano XY. In parole povere, il galvanometro è un galvanometro a scansione utilizzato nell'industria dei laser. Il suo termine professionale è chiamato galvanometro a scansione ad alta velocità Sistema di scansione Galvo. Il cosiddetto galvanometro può anche essere chiamato amperometro. La sua idea progettuale segue completamente il metodo di progettazione di un amperometro. La lente sostituisce l'ago e il segnale della sonda viene sostituito da un segnale CC -5 V-5 V o -10 V-+10 V controllato dal computer. , per completare l'azione prestabilita. Come il sistema di scansione a specchio rotante, questo tipico sistema di controllo utilizza una coppia di specchi retrattili. La differenza è che il motore passo-passo che aziona questo set di obiettivi è sostituito da un servomotore. In questo sistema di controllo viene utilizzato un sensore di posizione. L'idea progettuale di un circuito di feedback negativo garantisce ulteriormente la precisione del sistema e la velocità di scansione e la precisione di posizionamento ripetuto dell'intero sistema raggiungono un nuovo livello. La testa di marcatura a scansione del galvanometro è composta principalmente da specchio di scansione XY, lente di campo, galvanometro e software di marcatura controllato da computer. Selezionare i componenti ottici corrispondenti in base alle diverse lunghezze d'onda del laser. Le opzioni correlate includono anche espansori del raggio laser, laser, ecc. Nel sistema dimostrativo laser, la forma d'onda della scansione ottica è una scansione vettoriale e la velocità di scansione del sistema determina la stabilità del modello laser. Negli ultimi anni sono stati sviluppati scanner ad alta velocità, con velocità di scansione che raggiungono i 45.000 punti al secondo, rendendo possibile la dimostrazione di animazioni laser complesse.
5.1 Giunto di saldatura con galvanometro laser
5.1.1 Definizione e composizione del giunto di saldatura del galvanometro:
La testa di focalizzazione di collimazione utilizza un dispositivo meccanico come piattaforma di supporto. Il dispositivo meccanico si muove avanti e indietro per ottenere la saldatura di saldature con traiettorie diverse. La precisione della saldatura dipende dalla precisione dell'attuatore, quindi ci sono problemi come bassa precisione, velocità di risposta lenta e grande inerzia. Il sistema di scansione del galvanometro utilizza un motore per trasportare la lente per la deflessione. Il motore è azionato da una determinata corrente e presenta i vantaggi di alta precisione, piccola inerzia e risposta rapida. Quando il raggio viene illuminato sulla lente del galvanometro, la deflessione del galvanometro modifica il raggio laser. Pertanto, il raggio laser può scansionare qualsiasi traiettoria nel campo visivo di scansione attraverso il sistema galvanometrico.
I componenti principali del sistema di scansione del galvanometro sono il collimatore di espansione del raggio, la lente di focalizzazione, il galvanometro a scansione a due assi XY, la scheda di controllo e il sistema software del computer host. Il galvanometro a scansione si riferisce principalmente alle due teste di scansione del galvanometro XY, azionate da servomotori alternativi ad alta velocità. Il servosistema a doppio asse guida il galvanometro a scansione a doppio asse XY per deviare rispettivamente lungo l'asse X e l'asse Y inviando segnali di comando ai servomotori degli assi X e Y. In questo modo, attraverso il movimento combinato della lente dello specchio a due assi XY, il sistema di controllo può convertire il segnale attraverso la scheda del galvanometro secondo il modello grafico preimpostato del software del computer host secondo il percorso impostato e spostarsi rapidamente sul piano del pezzo per formare una traiettoria di scansione.
5.1.2 Classificazione dei giunti di saldatura del galvanometro:
1. Obiettivo di scansione con messa a fuoco anteriore
In base alla relazione posizionale tra la lente di messa a fuoco e il galvanometro laser, la modalità di scansione del galvanometro può essere suddivisa in scansione con messa a fuoco anteriore (Figura 1 sotto) e scansione con messa a fuoco posteriore (Figura 2 sotto). A causa dell'esistenza della differenza del percorso ottico quando il raggio laser viene deflesso in posizioni diverse (la distanza di trasmissione del raggio è diversa), la superficie focale del laser durante il precedente processo di scansione in modalità di messa a fuoco è una superficie emisferica, come mostrato nella figura a sinistra. Il metodo di scansione post-focus è mostrato nell'immagine a destra. La lente dell'obiettivo è una lente con piano F. Lo specchio F-plan ha uno speciale design ottico. Introducendo la correzione ottica, la superficie focale emisferica del raggio laser può essere regolata in modo piatto. La scansione post-fuoco è adatta principalmente per applicazioni che richiedono un'elevata precisione di elaborazione e un intervallo di elaborazione ridotto, come la marcatura laser, la saldatura laser di microstrutture, ecc.
2.Lente di scansione con messa a fuoco posteriore
All'aumentare dell'area di scansione, aumenta anche l'apertura della lente f-theta. A causa di limitazioni tecniche e materiali, gli obiettivi f-theta ad ampia apertura sono molto costosi e questa soluzione non è accettata. Il sistema di scansione del galvanometro frontale con obiettivo combinato con il robot a sei assi è una soluzione relativamente fattibile, che può ridurre la dipendenza dall'attrezzatura del galvanometro, ha un notevole grado di precisione del sistema e ha una buona compatibilità. Questa soluzione è stata adottata dalla maggior parte degli integratori. Adottare, spesso definita saldatura di volo. La saldatura delle sbarre dei moduli, inclusa la pulizia dei poli, ha applicazioni di volo, che possono aumentare la larghezza di lavorazione in modo flessibile ed efficiente.
Galvanometro 3.3D:
Indipendentemente dal fatto che si tratti di scansione con messa a fuoco anteriore o di scansione con messa a fuoco posteriore, la messa a fuoco del raggio laser non può essere controllata per la messa a fuoco dinamica. Per la modalità di scansione con messa a fuoco frontale, quando il pezzo da lavorare è piccolo, la lente di messa a fuoco ha un determinato intervallo di profondità focale, quindi può eseguire la scansione focalizzata con un formato piccolo. Tuttavia, quando il piano da scansionare è grande, i punti vicini alla periferia saranno fuori fuoco e non potranno essere focalizzati sulla superficie del pezzo da lavorare perché supera la gamma di profondità del fuoco laser. Pertanto, quando è necessario che il raggio laser sia ben focalizzato in qualsiasi posizione sul piano di scansione e il campo visivo è ampio, l'uso di una lente a lunghezza focale fissa non può soddisfare i requisiti di scansione. Il sistema di messa a fuoco dinamica è un insieme di sistemi ottici la cui lunghezza focale può cambiare a seconda delle necessità. Pertanto, i ricercatori propongono di utilizzare una lente di messa a fuoco dinamica per compensare la differenza del percorso ottico e di utilizzare una lente concava (espansore del fascio) per spostarsi linearmente lungo l'asse ottico per controllare la posizione di messa a fuoco e ottenere che la superficie da elaborare compensi dinamicamente l'ottica differenza di percorso in posizioni diverse. Rispetto al galvanometro 2D, la composizione del galvanometro 3D aggiunge principalmente un "sistema ottico dell'asse Z", in modo che il galvanometro 3D possa modificare liberamente la posizione di messa a fuoco durante il processo di saldatura ed eseguire la saldatura di superfici curve spaziali, senza la necessità di modificare il supporto come una macchina utensile, ecc. come il galvanometro 2D. L'altezza del robot viene utilizzata per regolare la posizione di messa a fuoco della saldatura.
Orario di pubblicazione: 23 maggio 2024
