Kolimacijska fokusirna glava uporablja mehansko napravo kot podporno platformo in se premika naprej in nazaj skozi mehansko napravo, 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. Sistem galvanometra za skeniranje uporablja motor za odklon leče. Motor poganja določen tok in ima prednosti visoke natančnosti, majhne vztrajnosti in hitrega odziva. Ko svetlobni žarek obseva lečo galvanometra, odklon galvanometra spremeni kot odboja laserskega žarka. Zato lahko laserski žarek skenira katero koli trajektorijo v vidnem polju skeniranja skozi sistem galvanometra. Navpična glava, ki se uporablja v robotskem varilnem sistemu, je aplikacija, ki temelji na tem načelu.
Glavne komponentegalvanometrični skenirni sistemSestavljeni so iz kolimatorja za razširitev žarka, fokusirne leče, dvoosnega skenirnega galvanometra XY, krmilne plošče in programske opreme gostiteljskega računalnika. Skenirni galvanometer se v glavnem nanaša na dve skenirni glavi galvanometra XY, ki ju poganjata visokohitrostna batna servo motorja. Dvoosni servo sistem poganja dvoosni skenirni galvanometer XY, da se odkloni vzdolž osi X oziroma osi Y, tako da pošilja ukazne signale servomotorjema osi X in Y. Na ta način lahko krmilni sistem s kombiniranim gibanjem dvoosne zrcalne leče XY pretvori signal, ki prihaja iz plošče galvanometra, v skladu s predlogo prednastavljene grafike programske opreme gostiteljskega računalnika in nastavljenim načinom poti ter se hitro premakne po ravnini obdelovanca, da tvori pot skeniranja.
、
Glede na položajno razmerje med fokusno lečo in laserskim galvanometrom lahko način skeniranja galvanometra razdelimo na skeniranje s sprednjim fokusiranjem (leva slika) in skeniranje s fokusom zadaj (desna slika). Zaradi obstoja optične razlike v poti, ko se laserski žarek odbije v različne položaje (razdalja prenosa žarka je različna), je goriščna ravnina laserja v prejšnjem postopku skeniranja s fokusiranjem polkrožno ukrivljena površina, kot je prikazano na levi sliki. Metoda skeniranja s fokusom zadaj je prikazana na desni sliki, kjer je objektivna leča leča z ravnim poljem. Leča z ravnim poljem ima posebno optično zasnovo.
Z uvedbo optične korekcije je mogoče polkrožno goriščno ravnino laserskega žarka prilagoditi ravnini. Skeniranje z vzvratnim fokusiranjem je primerno predvsem za aplikacije z visokimi zahtevami glede natančnosti obdelave in majhnim obsegom obdelave, kot so lasersko označevanje, lasersko varjenje mikrostruktur itd. Z naraščanjem območja skeniranja se povečuje tudi odprtina leče. Zaradi tehničnih in materialnih omejitev je cena galvanometričnih skenirnih leč zelo visoka in ta rešitev ni sprejemljiva. Kombinacija galvanometrskega skenirnega sistema pred objektivom in šestosnega robota je izvedljiva rešitev, ki lahko zmanjša odvisnost od galvanometrske opreme in ima lahko znatno stopnjo sistemske natančnosti in dobro združljivost. To rešitev je sprejela večina integratorjev in se pogosto imenuje leteče varjenje. Varjenje modularnega vodila, vključno s čiščenjem droga, ima leteče aplikacije, ki lahko fleksibilno in učinkovito povečajo format obdelave.
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 skeniranje s fokusiranjem 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, ker presega zgornjo in spodnjo mejo laserske goriščne globine. Zato, ko mora biti laserski žarek dobro fokusiran na katerem koli mestu na ravnini skeniranja in je vidno polje veliko, uporaba leče s fiksno goriščno razdaljo ne more izpolniti zahtev skeniranja.
Dinamični sistem ostrenja je optični sistem, katerega goriščno razdaljo je mogoče po potrebi spreminjati. Zato se z uporabo dinamične fokusne leče za kompenzacijo optične razlike poti konkavna leča (razširjevalnik žarka) linearno premika vzdolž optične osi, da nadzoruje položaj ostrenja, s čimer se doseže dinamična kompenzacija optične razlike poti površine, ki jo je treba obdelati, na različnih položajih. V primerjavi z 2D galvanometrom ima 3D galvanometer v sestavi predvsem "optični sistem osi Z", ki 3D galvanometru omogoča prosto spreminjanje goriščnega položaja med varjenjem in izvajanje prostorskega ukrivljenega površinskega varjenja, ne da bi bilo treba položaj varilnega ostrenja prilagajati s spreminjanjem višine nosilca, kot je strojno orodje ali robot, kot je 2D galvanometer.
Sistem dinamičnega ostrenja lahko spremeni količino defokusiranja, spremeni velikost pike, izvede prilagoditev ostrenja po osi Z in tridimenzionalno obdelavo.
Delovna razdalja je opredeljena kot razdalja od skrajnega sprednjega mehanskega roba leče do goriščne ravnine ali ravnine skeniranja objektiva. Pazite, da je ne zamenjate z efektivno goriščno razdaljo (EFL) objektiva. Ta se meri od glavne ravnine, hipotetične ravnine, v kateri se predpostavlja, da se celoten sistem leč lomi, do goriščne ravnine optičnega sistema.
Čas objave: 4. junij 2024
