Kolimačná zaostrovacia hlava využíva mechanické zariadenie ako nosnú platformu a pohybuje sa tam a späť cez mechanické zariadenie, aby sa dosiahli zvary s rôznymi trajektóriami. Presnosť zvárania závisí od presnosti ovládača, takže existujú problémy, ako je nízka presnosť, pomalá rýchlosť odozvy a veľká zotrvačnosť. Galvanometrický skenovací systém využíva motor na vychýlenie šošovky. Motor je poháňaný určitým prúdom a má výhody vysokej presnosti, malej zotrvačnosti a rýchlej odozvy. Keď svetelný lúč dopadne na šošovku galvanometra, vychýlenie galvanometra zmení uhol odrazu laserového lúča. Preto môže laserový lúč skenovať akúkoľvek trajektóriu v zornom poli skenovacieho systému cez galvanometrický systém. Vertikálna hlava používaná v robotickom zváracom systéme je aplikácia založená na tomto princípe.
Hlavné zložkygalvanometrický skenovací systémSú to kolimátor expanzie lúča, zaostrovacia šošovka, dvojosový skenovací galvanometer XY, riadiaca doska a softvérový systém hostiteľského počítača. Skenovací galvanometer sa v podstate vzťahuje na dve skenovacie hlavy XY galvanometra, ktoré sú poháňané vysokorýchlostnými vratnými servomotormi. Dvojosový servo systém poháňa dvojosový skenovací galvanometer XY tak, aby sa vychyľoval pozdĺž osi X a osi Y vysielaním povelových signálov do servomotorov osi X a Y. Týmto spôsobom, prostredníctvom kombinovaného pohybu dvojosovej zrkadlovej šošovky XY, môže riadiaci systém konvertovať signál cez dosku galvanometra podľa šablóny prednastavenej grafiky softvéru hostiteľského počítača a nastaveného režimu dráhy a rýchlo sa pohybovať po rovine obrobku a vytvárať trajektóriu skenovania.
、
Podľa polohy medzi zaostrovacou šošovkou a laserovým galvanometrom možno režim skenovania galvanometra rozdeliť na skenovanie s predným zaostrovaním (ľavý obrázok) a skenovanie so zadným zaostrovaním (pravý obrázok). Vzhľadom na existenciu rozdielu optickej dráhy, keď sa laserový lúč vychyľuje do rôznych polôh (prenosová vzdialenosť lúča je rôzna), je ohnisková rovina laseru v predchádzajúcom procese skenovania so zaostrovaním pologuľovitý zakrivený povrch, ako je znázornené na ľavom obrázku. Metóda skenovania so zadným zaostrovaním je znázornená na pravom obrázku, na ktorom je objektívom plochá šošovka. Plochá šošovka má špeciálnu optickú konštrukciu.
Zavedením optickej korekcie je možné hemisférickú ohniskovú rovinu laserového lúča upraviť na rovinu. Skenovanie so spätným zaostrovaním je vhodné najmä pre aplikácie s vysokými požiadavkami na presnosť spracovania a malým rozsahom spracovania, ako je laserové značenie, zváranie laserových mikroštruktúr atď. So zväčšujúcou sa plochou skenovania sa zvyšuje aj clona šošovky. Vzhľadom na technické a materiálové obmedzenia je cena ploch s veľkou clonou veľmi vysoká a toto riešenie nie je akceptované. Kombinácia skenovacieho systému galvanometra pred objektívom a šesťosového robota je uskutočniteľným riešením, ktoré môže znížiť závislosť od galvanometrického zariadenia a môže mať značný stupeň presnosti systému a dobrú kompatibilitu. Toto riešenie prijala väčšina integrátorov a často sa nazýva „flying walking“. Zváranie modulovej zbernice vrátane čistenia pólu má „flying walking“ aplikácie, ktoré môžu flexibilne a efektívne zvýšiť formát spracovania.
Či už ide o skenovanie s predným alebo zadným zaostrením, zaostrenie laserového lúča nie je možné dynamicky ovládať. V režime skenovania s predným zaostrením, keď je obrábaný obrobok malý, má zaostrovacia šošovka určitý rozsah ohniskovej vzdialenosti, takže dokáže vykonávať zaostrovacie skenovanie s malým formátom. Ak je však skenovaná rovina veľká, body v blízkosti periférie budú mimo zaostrenia a nebudú môcť byť zaostrené na povrch obrábaného obrobku, pretože presahujú hornú a dolnú hranicu ohniskovej vzdialenosti lasera. Preto, keď sa vyžaduje, aby bol laserový lúč dobre zaostrený v akejkoľvek polohe na rovine skenovania a zorné pole je veľké, použitie šošovky s pevnou ohniskovou vzdialenosťou nemôže splniť požiadavky na skenovanie.
Dynamický zaostrovací systém je optický systém, ktorého ohniskovú vzdialenosť je možné meniť podľa potreby. Preto sa pomocou dynamickej zaostrovacej šošovky na kompenzáciu rozdielu optickej dráhy konkávna šošovka (expandér lúča) lineárne pohybuje pozdĺž optickej osi, aby riadila polohu zaostrenia, čím sa dosahuje dynamická kompenzácia rozdielu optickej dráhy spracovávaného povrchu v rôznych polohách. V porovnaní s 2D galvanometrom pridáva 3D galvanometrická kompozícia hlavne „optický systém osi Z“, ktorý umožňuje 3D galvanometru voľne meniť ohniskovú polohu počas procesu zvárania a vykonávať priestorové zakrivené povrchové zváranie bez nutnosti upravovať polohu zaostrenia zvárania zmenou výšky nosiča, ako je napríklad obrábací stroj alebo robot, ako je to v prípade 2D galvanometra.
Systém dynamického zaostrovania dokáže zmeniť mieru rozostrenia, zmeniť veľkosť bodu, realizovať nastavenie zaostrenia na osi Z a trojrozmerné spracovanie.
Pracovná vzdialenosť je definovaná ako vzdialenosť od najprednejšieho mechanického okraja šošovky k ohniskovej rovine alebo rovine skenovania objektívu. Dávajte si pozor, aby ste si to nepomýlili s efektívnou ohniskovou vzdialenosťou (EFL) objektívu. Meria sa od hlavnej roviny, hypotetickej roviny, v ktorej sa predpokladá, že celý systém šošoviek láme svetlo, k ohniskovej rovine optického systému.
Čas uverejnenia: 4. júna 2024
