Laserski skener, imenovan tudi laserski galvanometer, je sestavljen iz optične skenirne glave XY, elektronskega pogonskega ojačevalnika in optične refleksijske leče. Signal, ki ga zagotavlja računalniški krmilnik, poganja optično skenirno glavo skozi vezje pogonskega ojačevalnika in s tem nadzoruje odklon laserskega žarka v ravnini XY. Preprosto povedano, galvanometer je skenirni galvanometer, ki se uporablja v laserski industriji. Njegov strokovni izraz se imenuje visokohitrostni skenirni galvanometer - Galvo skenirni sistem. Tako imenovani galvanometer lahko imenujemo tudi ampermeter. Njegova zasnova popolnoma sledi metodi zasnove ampermetra. Leča nadomešča iglo, signal sonde pa se nadomesti z računalniško krmiljenim enosmernim signalom -5V-5V ali -10V-+10V, da se dokonča vnaprej določeno dejanje. Tako kot sistem za skeniranje z vrtljivim zrcalom tudi ta tipični krmilni sistem uporablja par uvlečnih zrcal. Razlika je v tem, da je koračni motor, ki poganja ta sklop leč, nadomeščen s servo motorjem. V tem krmilnem sistemu se uporablja senzor položaja. Zasnova in negativna povratna zanka dodatno zagotavljata natančnost sistema, hitrost skeniranja in natančnost ponavljajočega se pozicioniranja celotnega sistema pa dosegata novo raven. Glava za skeniranje galvanometra je sestavljena predvsem iz XY skenirajočega zrcala, poljske leče, galvanometra in računalniško vodene programske opreme za označevanje. Izberite ustrezne optične komponente glede na različne valovne dolžine laserja. Sorodne možnosti vključujejo tudi razširjevalnike laserskega žarka, laserje itd. V sistemu za lasersko demonstracijo je valovna oblika optičnega skeniranja vektorsko skeniranje, hitrost skeniranja sistema pa določa stabilnost laserskega vzorca. V zadnjih letih so bili razviti visokohitrostni skenerji, katerih hitrosti skeniranja dosegajo 45.000 točk/sekundo, kar omogoča demonstracijo kompleksnih laserskih animacij.
5.1 Varilni spoj z laserskim galvanometrom
5.1.1 Definicija in sestava varjenega spoja galvanometra:
Kolimacijska fokusna glava uporablja mehansko napravo kot podporno platformo. Mehanska naprava se premika naprej in nazaj, da doseže varjenje zvarov z različnimi trajektorijami. Natančnost varjenja je odvisna od natančnosti aktuatorja, zato obstajajo težave, kot so nizka natančnost, počasna hitrost odziva in velika vztrajnost. Galvanometrični sistem za skeniranje uporablja motor za prenos leče za odklon. Motor poganja določen tok in ima prednosti visoke natančnosti, majhne vztrajnosti in hitrega odziva. Ko žarek osvetli lečo galvanometra, odklon galvanometra spremeni laserski žarek. Zato lahko laserski žarek skenira katero koli trajektorijo v vidnem polju skeniranja skozi galvanometrični sistem.
Glavne komponente sistema za skeniranje galvanometra so kolimator za razširitev žarka, fokusna leča, dvoosni skenirajoči galvanometer XY, krmilna plošča in programska oprema gostiteljskega računalnika. Skenirni galvanometer se v glavnem nanaša na dve skenirajoči glavi galvanometra XY, ki ju poganjata visokohitrostna batna servo motorja. Dvoosni servo sistem poganja dvoosni skenirajoči galvanometer XY, da se odkloni vzdolž osi X oziroma osi Y, tako da pošilja ukazne signale servo motorjema osi X in Y. Na ta način lahko krmilni sistem s kombiniranim gibanjem dvoosne zrcalne leče XY pretvori signal skozi ploščo galvanometra v skladu z vnaprej določeno grafično predlogo programske opreme gostiteljskega računalnika glede na nastavljeno pot in se hitro premakne po ravnini obdelovanca, da tvori trajektorijo skeniranja.
5.1.2 Razvrstitev varjenih spojev galvanometra:
1. Sprednja fokusna skenirajoča leča
Glede na položajno razmerje med fokusno lečo in laserskim galvanometrom lahko način skeniranja galvanometra razdelimo na skeniranje s sprednjim fokusiranjem (slika 1 spodaj) in skeniranje s fokusiranjem zadaj (slika 2 spodaj). Zaradi obstoja optične razlike poti, ko se laserski žarek odbije v različne položaje (razdalja prenosa žarka je različna), je goriščna površina laserja med prejšnjim postopkom skeniranja s fokusiranjem polkrožna površina, kot je prikazano na levi sliki. Metoda skeniranja po fokusiranju je prikazana na sliki na desni. Objektiv je leča F-ravnine. Zrcalo F-ravnine ima posebno optično zasnovo. Z uvedbo optične korekcije je mogoče polkrožno goriščno površino laserskega žarka nastaviti tako, da postane ravna. Skeniranje po fokusiranju je primerno predvsem za aplikacije, ki zahtevajo visoko natančnost obdelave in majhen obseg obdelave, kot so lasersko označevanje, lasersko varjenje mikrostruktur itd.
2.Skenirna leča z zadnjim ostrenjem
Z naraščanjem območja skeniranja se povečuje tudi odprtina leče f-theta. Zaradi tehničnih in materialnih omejitev so leče f-theta z veliko odprtino zelo drage in ta rešitev ni sprejemljiva. Sistem skeniranja galvanometra s sprednjo lečo objektiva v kombinaciji s šestosnim robotom je relativno izvedljiva rešitev, ki lahko zmanjša odvisnost od galvanometrične opreme, ima precejšnjo stopnjo sistemske natančnosti in dobro združljivost. To rešitev je sprejela večina integratorjev. Sprejeti, pogosto imenovano varjenje z letenjem. Varjenje modularnih vodil, vključno s čiščenjem stebrov, ima aplikacije z letenjem, ki lahko fleksibilno in učinkovito povečajo širino obdelave.
3.3D galvanometer:
Ne glede na to, ali gre za skeniranje s sprednjim ali zadnjim fokusom, fokusa laserskega žarka ni mogoče nadzorovati za dinamično ostrenje. Pri načinu skeniranja s sprednjim fokusom ima fokusirna leča, ko je obdelovanec majhen, določen razpon goriščne globine, zato lahko izvaja fokusirano skeniranje z majhnim formatom. Ko pa je ravnina, ki jo je treba skenirati, velika, bodo točke blizu oboda izostrene in jih ni mogoče fokusirati na površino obdelovanca, ki ga je treba obdelati, ker presega razpon globine laserskega fokusa. Zato, ko mora biti laserski žarek dobro fokusiran na katerem koli položaju na ravnini skeniranja in je vidno polje veliko, uporaba leče s fiksno goriščno razdaljo ne more izpolniti zahtev skeniranja. Dinamični sistem ostrenja je niz optičnih sistemov, katerih goriščna razdalja se lahko po potrebi spreminja. Zato raziskovalci predlagajo uporabo dinamične fokusne leče za kompenzacijo optične razlike poti in uporabo konkavne leče (razširitve žarka) za linearno premikanje vzdolž optične osi za nadzor položaja ostrenja in doseganje dinamične kompenzacije optične razlike poti na različnih položajih obdelovane površine. V primerjavi z 2D galvanometrom sestava 3D galvanometra v glavnem vključuje "optični sistem osi Z", tako da lahko 3D galvanometer med varjenjem prosto spreminja položaj ostrenja in izvaja prostorsko ukrivljeno površinsko varjenje, ne da bi bilo treba spreminjati nosilec, kot je strojno orodje itd., kot pri 2D galvanometru. Višina robota se uporablja za nastavitev položaja ostrenja varjenja.
Čas objave: 23. maj 2024
