Лазерний сканер, також званий лазерним гальванометром, складається з XY оптичної скануючої головки, електронного підсилювача приводу та оптичної відбиваючої лінзи. Сигнал, який надає комп’ютерний контролер, керує оптичною скануючою головкою через схему підсилювача керування, тим самим керуючи відхиленням лазерного променя в площині XY. Простіше кажучи, гальванометр - це скануючий гальванометр, який використовується в лазерній промисловості. Його професійний термін називається високошвидкісним скануючим гальванометром Galvo scanning system. Так званий гальванометр також можна назвати амперметром. Його конструкція повністю повторює метод конструювання амперметра. Лінза замінює голку, а сигнал датчика замінюється керованим комп'ютером сигналом -5V-5V або -10V-+10V DC. , щоб завершити заздалегідь визначену дію. Подібно до системи сканування з обертовим дзеркалом, ця типова система керування використовує пару дзеркал, що втягуються. Різниця полягає в тому, що кроковий двигун, який приводить в рух цей набір лінз, замінено сервомотором. У цій системі керування використовується датчик положення Ідея дизайну та петля негативного зворотного зв’язку додатково забезпечують точність системи, а швидкість сканування та точність повторного позиціонування всієї системи виходять на новий рівень. Скануюча маркувальна головка гальванометра в основному складається з скануючого дзеркала XY, польової лінзи, гальванометра та керованого комп’ютером програмного забезпечення для маркування. Виберіть відповідні оптичні компоненти відповідно до різних довжин хвиль лазера. Пов’язані опції також включають розширювачі лазерного променя, лазери тощо. У лазерній демонстраційній системі форма сигналу оптичного сканування є векторним скануванням, а швидкість сканування системи визначає стабільність лазерного візерунка. В останні роки були розроблені високошвидкісні сканери, швидкість сканування яких досягає 45 000 точок/с, що дозволяє демонструвати складні лазерні анімації.
5.1 Зварювання з'єднання лазерного гальванометра
5.1.1 Визначення та склад зварювального з’єднання гальванометра:
Колімаційна фокусуюча головка використовує механічний пристрій як опорну платформу. Механічний пристрій рухається вперед і назад, щоб досягти зварювання різних траєкторій зварювання. Точність зварювання залежить від точності приводу, тому виникають такі проблеми, як низька точність, повільна швидкість реакції та велика інерція. Система сканування гальванометра використовує двигун для переміщення лінзи для відхилення. Двигун приводиться в рух певним струмом і має такі переваги, як висока точність, мала інерція та швидка реакція. Коли промінь освітлюється на лінзі гальванометра, відхилення гальванометра змінює лазерний промінь. Таким чином, лазерний промінь може сканувати будь-яку траєкторію в полі зору сканування через систему гальванометра.
Основними компонентами системи сканування гальванометра є коліматор розширення пучка, фокусуюча лінза, двоосьовий скануючий гальванометр XY, плата керування та система програмного забезпечення головного комп’ютера. Скануючий гальванометр в основному відноситься до двох скануючих головок гальванометра XY, які приводяться в рух високошвидкісними поршневими серводвигунами. Двоосьова сервосистема змушує скануючий гальванометр з подвійною осею XY відхилятися вздовж осі X і Y відповідно, надсилаючи командні сигнали до серводвигунів осей X і Y. Таким чином, завдяки комбінованому переміщенню двоосьової дзеркальної лінзи XY, система керування може перетворювати сигнал через плату гальванометра відповідно до попередньо встановленого графічного шаблону програмного забезпечення головного комп’ютера відповідно до встановленого шляху та швидко рухатися далі площину заготовки для формування траєкторії сканування.
5.1.2 Класифікація зварних з'єднань гальванометра:
1. Сканувальна лінза з переднім фокусуванням
Відповідно до позиційного співвідношення між фокусуючою лінзою та лазерним гальванометром режим сканування гальванометра можна розділити на сканування з переднім фокусуванням (малюнок 1 нижче) та сканування з фокусуванням із заднім фокусуванням (малюнок 2 нижче). Через існування різниці оптичного шляху, коли лазерний промінь відхиляється в різні положення (відстань передачі променя різна), фокусна поверхня лазера під час сканування в попередньому режимі фокусування є напівсферичною поверхнею, як показано на малюнку ліворуч. Метод постфокусного сканування показаний на малюнку праворуч. Лінза об’єктива є лінзою F-плану. Дзеркало F-plan має спеціальну оптичну конструкцію. За допомогою оптичної корекції напівсферичну фокальну поверхню лазерного променя можна відрегулювати до плоскої. Постфокусне сканування в основному підходить для застосувань, які вимагають високої точності обробки та невеликого діапазону обробки, таких як лазерне маркування, лазерне зварювання мікроструктури тощо.
2.Скануючий об'єктив із заднім фокусуванням
Зі збільшенням площі сканування діафрагма f-тета-лінзи також збільшується. Через технічні та матеріальні обмеження широкоапертурні f-тета-об’єктиви дуже дорогі, тому це рішення не прийнято. Система сканування переднього гальванометра з об’єктивом у поєднанні з шестиосьовим роботом є відносно здійсненним рішенням, яке може зменшити залежність від обладнання гальванометра, має значний ступінь точності системи та хорошу сумісність. Це рішення прийнято більшістю інтеграторів. Прийняти, часто називають льотним зварюванням. Зварювання шин модуля, включаючи очищення полюсів, має застосування в польоті, що може збільшити ширину обробки гнучко та ефективно.
3.3D гальванометр:
Незалежно від того, чи це сканування з переднім або заднім фокусуванням, фокус лазерного променя неможливо контролювати для динамічного фокусування. У режимі сканування з переднім фокусом, коли оброблювана деталь невелика, фокусуюча лінза має певний діапазон фокусної глибини, тому вона може виконувати фокусоване сканування з малим форматом. Однак, коли площина сканування велика, точки поблизу периферії будуть поза фокусом і не можуть бути сфокусовані на поверхні заготовки, що обробляється, оскільки вона перевищує діапазон глибини лазерного фокусу. Тому, коли потрібно, щоб лазерний промінь був добре сфокусований у будь-якій позиції на площині сканування, а поле зору велике, використання об’єктива з фіксованою фокусною відстанню не може задовольнити вимоги сканування. Система динамічного фокусування — це набір оптичних систем, фокусна відстань яких може змінюватися за потреби. Тому дослідники пропонують використовувати лінзу з динамічним фокусуванням, щоб компенсувати різницю оптичного шляху, і використовувати увігнуту лінзу (розширювач променя) для лінійного переміщення вздовж оптичної осі, щоб контролювати положення фокуса та досягати. Поверхня, яка підлягає обробці, динамічно компенсує оптичні різниця шляху в різних положеннях. Порівняно з 2D-гальванометром, композиція 3D-гальванометра в основному додає «оптичну систему осі Z», так що 3D-гальванометр може вільно змінювати положення фокуса під час процесу зварювання та виконувати зварювання просторової вигнутої поверхні без необхідності змінювати носій, такий як верстат тощо, як 2D гальванометр. Висота робота використовується для регулювання положення фокусу зварювання.
Час публікації: 23 травня 2024 р
