Колімаційна фокусуюча головка використовує механічний пристрій як опорну платформу та рухається вперед і назад через механічний пристрій для досягнення зварювання зварних швів різними траєкторіями. 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 відхилення лінзи. Двигун приводиться в рух певним струмом і має такі переваги, як висока точність, мала інерція та швидка реакція. При опроміненні пучка світла на лінзу гальванометра відхилення гальванометра змінює кут відбиття лазерного променя. Таким чином, лазерний промінь може сканувати будь-яку траєкторію в полі зору сканування через систему гальванометра. Вертикальна головка, яка використовується в роботизованій системі зварювання, є додатком, заснованим на цьому принципі.
Основні компоненти вскануюча система гальванометраце 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 із 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 шаблону попередньо встановленої графіки програмного забезпечення головного комп’ютера та встановленого режиму шляху та швидко рухатися на площині заготовки для формування траєкторії сканування.
、
Відповідно до позиційного співвідношення між фокусуючою лінзою та лазерним гальванометром режим сканування гальванометра можна розділити на сканування з переднім фокусуванням (зображення зліва) та сканування з фокусуванням ззаду (зображення справа). Через існування різниці оптичного шляху, коли лазерний промінь відхиляється в різні положення (відстань передачі променя різна), фокальна площина лазера в попередньому процесі сканування фокусування є напівсферичною вигнутою поверхнею, як показано на малюнку ліворуч. Метод сканування із зворотним фокусуванням показаний на малюнку праворуч, у якому лінза об’єктива є плоскою лінзою. Лінза з плоским полем має особливу оптичну конструкцію.
Роботизована система зварювання
Впроваджуючи оптичну корекцію, напівсферичну фокальну площину лазерного променя можна налаштувати на площину. Сканування із зворотним фокусуванням в основному підходить для застосувань із високими вимогами до точності обробки та малим діапазоном обробки, таких як лазерне маркування, лазерне зварювання мікроструктури тощо. Зі збільшенням області сканування діафрагма об’єктива також збільшується. Через технічні та матеріальні обмеження ціна широкоапертурних лінз дуже висока, і це рішення не прийнято. Комбінація системи сканування гальванометра перед лінзою об’єктива та шестиосьового робота є можливим рішенням, яке може зменшити залежність від обладнання гальванометра та може мати значний ступінь точності системи та хорошу сумісність. Це рішення було прийнято більшістю інтеграторів, яке часто називають зварюванням на польоті. Зварювання шини модуля, включаючи очищення полюса, має літаючі програми, які можуть гнучко та ефективно збільшити формат обробки.
Незалежно від того, чи це сканування з переднім або заднім фокусом, 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 сканування з фокусуванням із 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 верхню та нижню межі фокусної глибини лазера. 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 оптична система, фокусну відстань якої можна змінювати за потреби. Тому, використовуючи лінзу з динамічним фокусуванням для компенсації різниці оптичного шляху, увігнута лінза (розширювач променя) рухається лінійно вздовж оптичної осі, щоб контролювати положення фокуса, таким чином досягаючи динамічної компенсації різниці оптичного ходу поверхні, що підлягає обробці. на різних позиціях. Порівняно з 2D-гальванометром, композиція 3D-гальванометра головним чином додає «оптичну систему осі Z», яка дозволяє 3D-гальванометру вільно змінювати фокусне положення під час процесу зварювання та виконувати зварювання просторової вигнутої поверхні без необхідності коригувати зварювання. положення фокуса, змінюючи висоту носія, наприклад верстата або робота, наприклад 2D-гальванометра.
Система динамічного фокусування може змінювати ступінь розфокусування, змінювати розмір плями, здійснювати коригування фокуса по осі Z і тривимірну обробку.
Робоча відстань визначається як відстань від самого переднього механічного краю лінзи до фокальної площини або площини сканування об’єктива. Будьте обережні, щоб не сплутати це з ефективною фокусною відстанню (EFL) об’єктива. Це вимірюється від головної площини, гіпотетичної площини, в якій передбачається, що заломлюється вся система лінз, до фокальної площини оптичної системи.
Час публікації: 04 червня 2024 р
