Kolimační zaostřovací hlava využívá mechanické zařízení jako nosnou platformu a pohybuje se v něm tam a zpět, aby dosáhla svařování svarů s různými trajektoriemi. Přesnost svařování závisí na přesnosti aktuátoru, takže existují problémy, jako je nízká přesnost, pomalá rychlost odezvy a velká setrvačnost. Galvanometrický skenovací systém používá motor k vychýlení čočky. Motor je poháněn určitým proudem a má výhody vysoké přesnosti, malé setrvačnosti a rychlé odezvy. Když je světelný paprsek ozařován na čočku galvanometru, vychýlení galvanometru mění úhel odrazu laserového paprsku. Laserový paprsek tak může skenovat jakoukoli trajektorii v zorném poli skenovacího systému galvanometrem. Vertikální hlava používaná v robotickém svařovacím systému je aplikací založenou na tomto principu.
Hlavní složkygalvanometrický skenovací systémSoučástí jsou kolimátor expanze paprsku, zaostřovací čočka, dvouosý skenovací galvanometr XY, řídicí deska a softwarový systém hostitelského počítače. Skenovací galvanometr se týká především dvou skenovacích hlavic XY galvanometru, které jsou poháněny vysokorychlostními vratnými servomotory. Dvouosý servo systém pohání dvouosý skenovací galvanometr XY tak, aby se vychyloval podél osy X a osy Y, a to vysíláním povelových signálů do servomotorů os X a Y. Tímto způsobem může řídicí systém prostřednictvím kombinovaného pohybu dvouosé zrcadlové čočky XY převádět signál z desky galvanometru podle šablony přednastavené grafiky softwaru hostitelského počítače a nastaveného režimu dráhy a rychle se pohybovat po rovině obrobku a vytvářet tak skenovací trajektorii.
、
Podle polohy mezi zaostřovací čočkou a laserovým galvanometrem lze režim skenování galvanometru rozdělit na skenování s předním zaostřováním (levý obrázek) a skenování se zadním zaostřováním (pravý obrázek). Vzhledem k existenci rozdílu optické dráhy, když se laserový paprsek vychyluje do různých poloh (liší se přenosová vzdálenost paprsku), je ohnisková rovina laseru v předchozím procesu skenování s zaostřováním polokulově zakřivená plocha, jak je znázorněno na levém obrázku. Metoda skenování se zadním zaostřováním je znázorněna na pravém obrázku, kde je objektivem čočka s plochým zorným polem. Čočka s plochým zorným polem má speciální optickou konstrukci.
Zavedením optické korekce lze polokulovou ohniskovou rovinu laserového paprsku upravit na rovinu. Skenování se zpětným zaostřováním je vhodné zejména pro aplikace s vysokými požadavky na přesnost zpracování a malým rozsahem zpracování, jako je laserové značení, laserové svařování mikrostruktur atd. S rostoucí plochou skenování se zvyšuje i clona čočky. Vzhledem k technickým a materiálovým omezením je cena clonek s velkou clonou velmi vysoká a toto řešení není akceptováno. Kombinace galvanometrického skenovacího systému před objektivem a šestiosého robota je proveditelným řešením, které může snížit závislost na galvanometrickém zařízení a může mít značnou míru přesnosti systému a dobrou kompatibilitu. Toto řešení přijala většina integrátorů a často se nazývá letmé svařování. Svařování modulové přípojnice, včetně čištění sloupu, má letmé aplikace, které mohou flexibilně a efektivně zvýšit formát zpracování.
Ať už se jedná o skenování s předním nebo zadním ostřením, zaostření laserového paprsku nelze řídit pro dynamické zaostřování. V režimu skenování s předním ostřením, když je obráběný obrobek malý, má zaostřovací čočka určitý rozsah ohniskové hloubky, takže může provádět zaostřovací skenování s malým formátem. Pokud je však skenovaná rovina velká, body v blízkosti periferie budou mimo ohnisko a nelze je zaostřit na povrch obráběného obrobku, protože překračují horní a dolní limity ohniskové hloubky laseru. Proto, pokud je požadováno, aby byl laserový paprsek dobře zaostřený v jakékoli poloze na skenovací rovině a zorné pole je velké, použití čočky s pevnou ohniskovou vzdáleností nemůže splňovat požadavky na skenování.
Dynamický zaostřovací systém je optický systém, jehož ohniskovou vzdálenost lze měnit podle potřeby. Proto se pomocí dynamické zaostřovací čočky kompenzující rozdíl optické dráhy pohybuje konkávní čočka (expandér paprsku) lineárně podél optické osy a řídí tak polohu zaostření, čímž se dosahuje dynamické kompenzace rozdílu optické dráhy zpracovávaného povrchu v různých polohách. Ve srovnání s 2D galvanometrem přidává 3D galvanometr především „optický systém osy Z“, který umožňuje 3D galvanometru volně měnit ohniskovou polohu během svařovacího procesu a provádět prostorové svařování zakřivených povrchů, aniž by bylo nutné upravovat polohu zaostření svařování změnou výšky nosiče, jako je obráběcí stroj nebo robot, jako je tomu u 2D galvanometru.
Systém dynamického ostření dokáže změnit míru rozostření, velikost bodu, realizovat úpravu ostření v ose Z a trojrozměrné zpracování.
Pracovní vzdálenost je definována jako vzdálenost od nejpřednějšího mechanického okraje čočky k ohniskové rovině nebo rovině skenování objektivu. Dávejte pozor, abyste si ji nezaměnili s efektivní ohniskovou vzdáleností (EFL) objektivu. Ta se měří od hlavní roviny, hypotetické roviny, ve které se předpokládá, že celý systém čoček láme světlo, k ohniskové rovině optického systému.
Čas zveřejnění: 4. června 2024
