Laserskanneri, jota kutsutaan myös lasergalvanometriksi, koostuu XY-optisesta skannauspäästä, elektronisesta käyttövahvistimesta ja optisesta heijastuslinssistä. Tietokoneen ohjaimen tuottama signaali ohjaa optista skannauspäätä käyttövahvistinpiirin kautta, mikä ohjaa lasersäteen taipumista XY-tasossa. Yksinkertaisesti sanottuna galvanometri on laserteollisuudessa käytetty skannaava galvanometri. Sen ammattinimitystä kutsutaan nopeaksi skannaavaksi galvanometriksi eli Galvo-skannausjärjestelmäksi. Niin kutsuttua galvanometriä voidaan kutsua myös ampeerimittariksi. Sen suunnitteluajatuksena on täysin ampeerimittarin suunnittelumenetelmä. Linssi korvaa neulan, ja anturin signaali korvataan tietokoneohjatulla -5V-5V tai -10V-+10V DC-signaalilla ennalta määrätyn toiminnon suorittamiseksi. Kuten pyörivän peilin skannausjärjestelmässä, tässä tyypillisessä ohjausjärjestelmässä käytetään paria sisäänvedettäviä peilejä. Ero on siinä, että näitä linssejä käyttävä askelmoottori on korvattu servomoottorilla. Tässä ohjausjärjestelmässä käytetään asentoanturia. Suunnitteluidea ja negatiivinen takaisinkytkentäsilmukka varmistavat entisestään järjestelmän tarkkuuden, ja koko järjestelmän skannausnopeus ja toistetun paikannuksen tarkkuus saavuttavat uuden tason. Galvanometrin skannausmerkintäpää koostuu pääasiassa XY-skannauspeilistä, kenttälinssistä, galvanometristä ja tietokoneohjatusta merkintäohjelmistosta. Valitse vastaavat optiset komponentit eri laseraallonpituuksien mukaan. Liitännäisiin vaihtoehtoihin kuuluvat myös lasersäteen laajentimet, laserit jne. Laserdemonstraatiojärjestelmässä optisen skannauksen aaltomuoto on vektoriskannaus, ja järjestelmän skannausnopeus määrää laserkuvion vakauden. Viime vuosina on kehitetty nopeita skannereita, joiden skannausnopeudet ovat jopa 45 000 pistettä sekunnissa, mikä mahdollistaa monimutkaisten laseranimaatioiden demonstroinnin.
5.1 Lasergalvanometrihitsausliitos
5.1.1 Galvanometrihitsausliitoksen määritelmä ja koostumus:
Kollimaatiotarkennuspää käyttää mekaanista laitetta tukialustana. Mekaaninen laite liikkuu edestakaisin saavuttaakseen eri lentoratojen hitsauksen. Hitsaustarkkuus riippuu toimilaitteen tarkkuudesta, joten ongelmia aiheuttaa alhainen tarkkuus, hidas vasteaika ja suuri inertia. Galvanometrin skannausjärjestelmässä käytetään moottoria linssin kantamiseen taipumista varten. Moottoria käytetään tietyllä virralla, ja sen etuna on korkea tarkkuus, pieni inertia ja nopea vasteaika. Kun säde osuu galvanometrin linssiin, galvanometrin taipuma muuttaa lasersädettä. Siksi lasersäde voi skannata minkä tahansa lentoradan skannausnäkökentässä galvanometrijärjestelmän läpi.
Galvanometrin skannausjärjestelmän pääkomponentit ovat säteen laajennuskollimaattori, tarkennuslinssi, XY-kaksiakselinen skannausgalvanometri, ohjauskortti ja isäntätietokoneen ohjelmistojärjestelmä. Skannausgalvanometri viittaa pääasiassa kahteen XY-galvanometrin skannauspäähän, joita käyttävät nopeat edestakaisin liikkuvat servomoottorit. Kaksiakselinen servojärjestelmä ohjaa XY-kaksiakselista skannausgalvanometriä taipumaan X- ja Y-akselien suuntaisesti lähettämällä komentosignaaleja X- ja Y-akselien servomoottoreille. Tällä tavoin XY-kaksiakselisen peililinssin yhdistetyn liikkeen avulla ohjausjärjestelmä voi muuntaa signaalin galvanometrikortin läpi isäntätietokoneen ohjelmiston esiasetetun graafisen mallin mukaisesti asetetun reitin mukaisesti ja liikkua nopeasti työkappaleen tasossa muodostaen skannausradan.
5.1.2 Galvanometrihitsausliitosten luokittelu:
1. Etupuolen tarkennusskannauslinssi
Tarkennuslinssin ja lasergalvanometrin välisen sijaintisuhteen mukaan galvanometrin skannaustila voidaan jakaa etutarkentavaan skannaukseen (kuva 1 alla) ja takatarkentavaan skannaukseen (kuva 2 alla). Koska optiset reitit eroavat toisistaan, kun lasersäde ohjataan eri asentoihin (säteen läpäisymatka on erilainen), laserin polttopinta edellisen tarkennustilan skannausprosessin aikana on puolipallon muotoinen pinta, kuten vasemmassa kuvassa on esitetty. Jälkitarkennusmenetelmä on esitetty oikeassa kuvassa. Objektiivi on F-tason linssi. F-tason peilillä on erityinen optinen rakenne. Optisen korjauksen avulla lasersäteen puolipallon muotoinen polttopinta voidaan säätää tasaiseksi. Jälkitarkennusskannaus sopii pääasiassa sovelluksiin, jotka vaativat suurta prosessointitarkkuutta ja pientä prosessointialuetta, kuten lasermerkintä, lasermikrorakennehitsaus jne.
2.Takana tarkentava skannauslinssi
Kun skannausalue kasvaa, myös f-theta-linssin aukko kasvaa. Teknisten ja materiaalisten rajoitusten vuoksi suuren aukon omaavat f-theta-linssit ovat erittäin kalliita, eikä tätä ratkaisua hyväksytä. Objektiivin etuosan galvanometriskannausjärjestelmä yhdistettynä kuusiakseliseen robottiin on suhteellisen toteuttamiskelpoinen ratkaisu, joka voi vähentää riippuvuutta galvanometrilaitteistosta, sillä on huomattava järjestelmän tarkkuus ja hyvä yhteensopivuus. Useimmat integraattorit ovat ottaneet tämän ratkaisun käyttöön. Adoptio, jota usein kutsutaan lentohitsaukseksi. Moduulikiskojen hitsauksessa, mukaan lukien napojen puhdistus, on lentosovelluksia, jotka voivat lisätä käsittelyleveyttä joustavasti ja tehokkaasti.
3.3D-galvanometri:
Riippumatta siitä, onko kyseessä etu- vai takatarkennusskannaus, lasersäteen tarkennusta ei voida ohjata dynaamista tarkennusta varten. Etutarkennusskannaustilassa, kun käsiteltävä työkappale on pieni, tarkennuslinssillä on tietty polttovälialue, joten se voi suorittaa tarkennetun skannauksen pienellä formaatilla. Kuitenkin, kun skannattava taso on suuri, reunojen lähellä olevat pisteet ovat epätarkoita eivätkä niitä voida tarkentaa käsiteltävän työkappaleen pintaan, koska se ylittää laserin tarkennusalueen syvyysalueen. Siksi, kun lasersäteen on oltava hyvin tarkennettu missä tahansa skannaustasossa ja näkökenttä on suuri, kiinteän polttovälin linssin käyttö ei voi täyttää skannausvaatimuksia. Dynaaminen tarkennusjärjestelmä on joukko optisia järjestelmiä, joiden polttoväli voi muuttua tarpeen mukaan. Siksi tutkijat ehdottavat dynaamisen tarkennuslinssin käyttöä optisen reitin eron kompensoimiseksi ja koveran linssin (säteenlaajentimen) käyttöä lineaarisesti liikkumaan optista akselia pitkin tarkennusasennon ohjaamiseksi ja saavuttaakseen, että käsiteltävä pinta kompensoi dynaamisesti optisen reitin eron eri kohdissa. Verrattuna 2D-galvanometriin, 3D-galvanometrin koostumuksessa on pääasiassa lisätty "Z-akselin optinen järjestelmä", joten 3D-galvanometri voi vapaasti muuttaa tarkennusasentoa hitsausprosessin aikana ja suorittaa spatiaalista kaarevien pintojen hitsausta ilman, että tarvitsee vaihtaa kantoainetta, kuten työstökonetta jne., kuten 2D-galvanometrissä. Robotin korkeutta käytetään hitsaustarkennusasennon säätämiseen.
Julkaisun aika: 23.5.2024
