L'escàner làser, també anomenat galvanòmetre làser, consta d'un capçal d'escaneig òptic XY, un amplificador d'accionament electrònic i una lent de reflexió òptica. El senyal proporcionat pel controlador de l'ordinador impulsa el capçal d'escaneig òptic a través del circuit amplificador d'accionament, controlant així la desviació del feix làser en el pla XY. En poques paraules, el galvanòmetre és un galvanòmetre d'escaneig utilitzat en la indústria làser. El seu terme professional s'anomena galvanòmetre d'escaneig d'alta velocitat (sistema d'escaneig Galvo). L'anomenat galvanòmetre també es pot anomenar amperímetre. La seva idea de disseny segueix completament el mètode de disseny d'un amperímetre. La lent substitueix l'agulla i el senyal de la sonda es substitueix per un senyal de CC de -5V-5V o -10V-+10V controlat per ordinador, per completar l'acció predeterminada. Igual que el sistema d'escaneig de mirall giratori, aquest sistema de control típic utilitza un parell de miralls retràctils. La diferència és que el motor pas a pas que impulsa aquest conjunt de lents es substitueix per un servomotor. En aquest sistema de control, s'utilitza un sensor de posició. La idea de disseny d'un bucle de retroalimentació negativa garanteix encara més la precisió del sistema, i la velocitat d'escaneig i la precisió del posicionament repetit de tot el sistema arriben a un nou nivell. El capçal de marcatge d'escaneig del galvanòmetre està compost principalment per un mirall d'escaneig XY, una lent de camp, un galvanòmetre i un programari de marcatge controlat per ordinador. Seleccioneu els components òptics corresponents segons les diferents longituds d'ona del làser. Les opcions relacionades també inclouen expansors de feix làser, làsers, etc. En el sistema de demostració làser, la forma d'ona de l'escaneig òptic és un escaneig vectorial, i la velocitat d'escaneig del sistema determina l'estabilitat del patró làser. En els darrers anys, s'han desenvolupat escàners d'alta velocitat, amb velocitats d'escaneig que arriben als 45.000 punts/segon, cosa que permet demostrar animacions làser complexes.
5.1 Junta de soldadura amb galvanòmetre làser
5.1.1 Definició i composició de la unió de soldadura galvanòmetre:
El capçal d'enfocament de colimació utilitza un dispositiu mecànic com a plataforma de suport. El dispositiu mecànic es mou endavant i enrere per aconseguir la soldadura de soldadures de diferents trajectòries. La precisió de la soldadura depèn de la precisió de l'actuador, de manera que hi ha problemes com ara baixa precisió, velocitat de resposta lenta i gran inèrcia. El sistema d'escaneig del galvanòmetre utilitza un motor per portar la lent per a la desviació. El motor és impulsat per un cert corrent i té els avantatges d'alta precisió, petita inèrcia i resposta ràpida. Quan el feix s'il·lumina a la lent del galvanòmetre, la desviació del galvanòmetre canvia el feix làser. Per tant, el feix làser pot escanejar qualsevol trajectòria en el camp de visió d'escaneig a través del sistema galvanòmetre.
Els components principals del sistema d'escaneig del galvanòmetre són el colimador d'expansió del feix, la lent d'enfocament, el galvanòmetre d'escaneig de dos eixos XY, la placa de control i el sistema de programari de l'ordinador amfitrió. El galvanòmetre d'escaneig es refereix principalment als dos capçals d'escaneig del galvanòmetre XY, que són accionats per servomotors alternatius d'alta velocitat. El sistema servo de doble eix acciona el galvanòmetre d'escaneig de doble eix XY per desviar-se al llarg de l'eix X i l'eix Y respectivament enviant senyals de comandament als servomotors dels eixos X i Y. D'aquesta manera, mitjançant el moviment combinat de la lent de mirall de dos eixos XY, el sistema de control pot convertir el senyal a través de la placa del galvanòmetre segons la plantilla gràfica preestablerta del programari de l'ordinador amfitrió segons la trajectòria establerta i moure's ràpidament pel pla de la peça per formar una trajectòria d'escaneig.
5.1.2 Classificació de les unions de soldadura galvanòmetre:
1. Lent d'escaneig d'enfocament frontal
Segons la relació posicional entre la lent d'enfocament i el galvanòmetre làser, el mode d'escaneig del galvanòmetre es pot dividir en escaneig d'enfocament frontal (Figura 1 a continuació) i escaneig d'enfocament posterior (Figura 2 a continuació). A causa de l'existència d'una diferència de trajectòria òptica quan el feix làser es desvia a diferents posicions (la distància de transmissió del feix és diferent), la superfície focal del làser durant el procés d'escaneig del mode d'enfocament anterior és una superfície semiesfèrica, tal com es mostra a la figura esquerra. El mètode d'escaneig post-enfocament es mostra a la imatge de la dreta. La lent de l'objectiu és una lent de pla F. El mirall de pla F té un disseny òptic especial. En introduir la correcció òptica, la superfície focal semiesfèrica del feix làser es pot ajustar a plana. L'escaneig post-enfocament és principalment adequat per a aplicacions que requereixen una alta precisió de processament i un rang de processament petit, com ara el marcatge làser, la soldadura de microestructures làser, etc.
2.Lent d'escaneig d'enfocament posterior
A mesura que augmenta l'àrea d'escaneig, també augmenta l'obertura de la lent f-theta. A causa de les limitacions tècniques i materials, les lents f-theta de gran obertura són molt cares i aquesta solució no s'accepta. El sistema d'escaneig galvanòmetre frontal de lent objectiu combinat amb el robot de sis eixos és una solució relativament factible, que pot reduir la dependència de l'equip galvanòmetre, té un grau considerable de precisió del sistema i té una bona compatibilitat. Aquesta solució ha estat adoptada per la majoria d'integradors. Adoptar, sovint anomenada soldadura de vol. La soldadura de la barra colectora del mòdul, inclosa la neteja del pol, té aplicacions de vol, que poden augmentar l'amplada de processament de manera flexible i eficient.
Galvanometre 3.3D:
Independentment de si es tracta d'un escaneig frontal o posterior, l'enfocament del feix làser no es pot controlar per a l'enfocament dinàmic. Per al mode d'escaneig d'enfocament frontal, quan la peça a processar és petita, la lent d'enfocament té un cert rang de profunditat focal, de manera que pot realitzar un escaneig enfocat amb un format petit. Tanmateix, quan el pla a escanejar és gran, els punts propers a la perifèria estaran desenfocats i no es podran enfocar a la superfície de la peça a processar perquè supera el rang de profunditat de l'enfocament làser. Per tant, quan cal que el feix làser estigui ben enfocat en qualsevol posició del pla d'escaneig i el camp de visió és gran, l'ús d'una lent de distància focal fixa no pot complir els requisits d'escaneig. El sistema d'enfocament dinàmic és un conjunt de sistemes òptics la distància focal dels quals pot canviar segons calgui. Per tant, els investigadors proposen utilitzar una lent d'enfocament dinàmic per compensar la diferència de trajectòria òptica i utilitzar una lent còncava (expansor de feix) per moure's linealment al llarg de l'eix òptic per controlar la posició d'enfocament i aconseguir que la superfície a processar compensi dinàmicament la diferència de trajectòria òptica en diferents posicions. En comparació amb el galvanòmetre 2D, la composició del galvanòmetre 3D afegeix principalment un "sistema òptic d'eix Z", de manera que el galvanòmetre 3D pot canviar lliurement la posició d'enfocament durant el procés de soldadura i realitzar soldadura de superfície corba espacial, sense necessitat de canviar el portador com ara una màquina-eina, etc. com el galvanòmetre 2D. L'alçada del robot s'utilitza per ajustar la posició d'enfocament de la soldadura.
Data de publicació: 23 de maig de 2024
