O escáner láser, tamén chamado galvanómetro láser, consta dun cabezal de dixitalización óptico XY, un amplificador de accionamento electrónico e unha lente de reflexión óptica. O sinal proporcionado polo controlador do ordenador impulsa o cabezal de dixitalización óptico a través do circuíto do amplificador de accionamento, controlando así a desviación do raio láser no plano XY. En poucas palabras, o galvanómetro é un galvanómetro de dixitalización utilizado na industria láser. O seu termo profesional chámase galvanómetro de dixitalización de alta velocidade (sistema de dixitalización Galvo). O chamado galvanómetro tamén se pode chamar amperímetro. A súa idea de deseño segue completamente o método de deseño dun amperímetro. A lente substitúe a agulla e o sinal da sonda substitúese por un sinal de CC de -5V-5V ou -10V-+10V controlado por ordenador, para completar a acción predeterminada. Do mesmo xeito que o sistema de dixitalización de espellos rotatorios, este sistema de control típico utiliza un par de espellos retráctiles. A diferenza é que o motor paso a paso que impulsa este conxunto de lentes é substituído por un servomotor. Neste sistema de control, utilízase un sensor de posición. A idea de deseño dun bucle de retroalimentación negativa garante aínda máis a precisión do sistema, e a velocidade de dixitalización e a precisión do posicionamento repetido de todo o sistema alcanzan un novo nivel. O cabezal de marcado de dixitalización do galvanómetro está composto principalmente por un espello de dixitalización XY, unha lente de campo, un galvanómetro e un software de marcado controlado por ordenador. Seleccione os compoñentes ópticos correspondentes segundo as diferentes lonxitudes de onda do láser. As opcións relacionadas tamén inclúen expansores de feixe láser, láseres, etc. No sistema de demostración láser, a forma de onda da dixitalización óptica é unha dixitalización vectorial, e a velocidade de dixitalización do sistema determina a estabilidade do patrón láser. Nos últimos anos, desenvolvéronse escáneres de alta velocidade, con velocidades de dixitalización que alcanzan os 45.000 puntos/segundo, o que permite demostrar animacións láser complexas.
5.1 Unión de soldadura por galvanómetro láser
5.1.1 Definición e composición da unión de soldadura galvanométrica:
O cabezal de enfoque de colimación usa un dispositivo mecánico como plataforma de soporte. O dispositivo mecánico móvese cara adiante e cara atrás para lograr a soldadura de soldaduras de diferentes traxectorias. A precisión da soldadura depende da precisión do actuador, polo que existen problemas como baixa precisión, velocidade de resposta lenta e gran inercia. O sistema de dixitalización do galvanómetro usa un motor para transportar a lente para a deflexión. O motor é impulsado por unha determinada corrente e ten as vantaxes de alta precisión, pequena inercia e resposta rápida. Cando o feixe se ilumina na lente do galvanómetro, a deflexión do galvanómetro cambia o feixe láser. Polo tanto, o feixe láser pode dixitalizar calquera traxectoria no campo de visión de dixitalización a través do sistema galvanómetro.
Os compoñentes principais do sistema de dixitalización do galvanómetro son o colimador de expansión do feixe, a lente de enfoque, o galvanómetro de dixitalización de dous eixes XY, a placa de control e o sistema de software do ordenador principal. O galvanómetro de dixitalización refírese principalmente aos dous cabezales de dixitalización do galvanómetro XY, que son accionados por servomotores alternativos de alta velocidade. O sistema servo de dobre eixe acciona o galvanómetro de dixitalización de dobre eixe XY para desviar ao longo do eixe X e do eixe Y respectivamente enviando sinais de comando aos servomotores dos eixes X e Y. Deste xeito, mediante o movemento combinado da lente de espello de dous eixes XY, o sistema de control pode converter o sinal a través da placa do galvanómetro segundo o modelo gráfico predefinido do software do ordenador principal segundo a ruta establecida e moverse rapidamente no plano da peza para formar unha traxectoria de dixitalización.
5.1.2 Clasificación das unións soldadas por galvanómetro:
1. Lente de dixitalización de enfoque frontal
Segundo a relación posicional entre a lente de enfoque e o galvanómetro láser, o modo de dixitalización do galvanómetro pódese dividir en dixitalización con enfoque frontal (Figura 1 a continuación) e dixitalización con enfoque traseiro (Figura 2 a continuación). Debido á existencia dunha diferenza de traxectoria óptica cando o raio láser se desvía a diferentes posicións (a distancia de transmisión do raio é diferente), a superficie focal do láser durante o proceso de dixitalización do modo de enfoque anterior é unha superficie hemisférica, como se mostra na figura da esquerda. O método de dixitalización posenfoque móstrase na imaxe da dereita. A lente obxectiva é unha lente de plano F. O espello de plano F ten un deseño óptico especial. Ao introducir a corrección óptica, a superficie focal hemisférica do raio láser pódese axustar a plana. A dixitalización posenfoque é axeitada principalmente para aplicacións que requiren unha alta precisión de procesamento e un pequeno rango de procesamento, como o marcado láser, a soldadura de microestruturas láser, etc.
2.Lente de escaneo de enfoque traseiro
A medida que aumenta a área de dixitalización, tamén aumenta a apertura da lente f-theta. Debido ás limitacións técnicas e materiais, as lentes f-theta de gran apertura son moi caras e esta solución non se acepta. O sistema de dixitalización galvanómetro frontal da lente obxectiva combinado co robot de seis eixes é unha solución relativamente viable, que pode reducir a dependencia do equipo galvanómetro, ten un grao considerable de precisión do sistema e ten boa compatibilidade. Esta solución foi adoptada pola maioría dos integradores. Adoptar, a miúdo denominado soldadura en voo. A soldadura da barra colectora do módulo, incluída a limpeza dos polos, ten aplicacións en voo, que poden aumentar o ancho de procesamento de forma flexible e eficiente.
Galvanómetro 3.3D:
Independentemente de se se trata dunha dixitalización con enfoque frontal ou traseiro, o foco do raio láser non se pode controlar para o enfoque dinámico. Para o modo de dixitalización con enfoque frontal, cando a peza a procesar é pequena, a lente de enfoque ten un certo rango de profundidade focal, polo que pode realizar unha dixitalización enfocada cun formato pequeno. Non obstante, cando o plano a dixitalizar é grande, os puntos preto da periferia estarán desenfocados e non se poderán enfocar na superficie da peza a procesar porque excede o rango de profundidade do foco láser. Polo tanto, cando se require que o raio láser estea ben enfocado en calquera posición do plano de dixitalización e o campo de visión é grande, o uso dunha lente de distancia focal fixa non pode cumprir os requisitos de dixitalización. O sistema de enfoque dinámico é un conxunto de sistemas ópticos cuxa distancia focal pode cambiar segundo sexa necesario. Polo tanto, os investigadores propoñen usar unha lente de enfoque dinámico para compensar a diferenza de traxectoria óptica e usar unha lente cóncava (expansor de raio) para moverse linealmente ao longo do eixe óptico para controlar a posición do foco e lograr que a superficie a procesar compense dinamicamente a diferenza de traxectoria óptica en diferentes posicións. En comparación co galvanómetro 2D, a composición do galvanómetro 3D engade principalmente un "sistema óptico do eixe Z", de xeito que o galvanómetro 3D pode cambiar libremente a posición do foco durante o proceso de soldadura e realizar soldaduras de superficie curva espacial, sen necesidade de cambiar o portador, como unha máquina ferramenta, etc., como o galvanómetro 2D. A altura do robot úsase para axustar a posición do foco da soldadura.
Data de publicación: 23 de maio de 2024
