El capçal d'enfocament colimador utilitza un dispositiu mecànic com a plataforma de suport i es mou endavant i enrere a través del dispositiu mecànic per aconseguir la soldadura de soldadures amb 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 desviar la lent. El motor és impulsat per un cert corrent i té els avantatges d'una alta precisió, petita inèrcia i resposta ràpida. Quan el feix de llum s'irradia a la lent del galvanòmetre, la desviació del galvanòmetre canvia l'angle de reflexió del feix làser. Per tant, el feix làser pot escanejar qualsevol trajectòria en el camp de visió d'escaneig a través del sistema galvanòmetre. El capçal vertical utilitzat en el sistema de soldadura robòtica és una aplicació basada en aquest principi.
Els components principals de lasistema d'escaneig galvanòmetresón 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 dels gràfics preestablerts del programari de l'ordinador amfitrió i el mode de trajectòria establert, i moure's ràpidament pel pla de la peça per formar una trajectòria d'escaneig.
、
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 (imatge esquerra) i escaneig d'enfocament posterior (imatge dreta). 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), el pla focal del làser en el procés d'escaneig d'enfocament previ és una superfície corba semiesfèrica, com es mostra a la figura esquerra. El mètode d'escaneig d'enfocament posterior es mostra a la figura dreta, en què la lent objectiu és una lent de camp pla. La lent de camp pla té un disseny òptic especial.
Mitjançant la introducció de la correcció òptica, el pla focal hemisfèric del feix làser es pot ajustar a un pla. L'escaneig amb enfocament posterior és principalment adequat per a aplicacions amb requisits d'alta precisió de processament i un rang de processament petit, com ara el marcatge làser, la soldadura de microestructures làser, etc. A mesura que augmenta l'àrea d'escaneig, també augmenta l'obertura de la lent. A causa de les limitacions tècniques i materials, el preu de les lent de gran obertura és molt car i aquesta solució no s'accepta. La combinació del sistema d'escaneig galvanòmetre davant de la lent de l'objectiu i un robot de sis eixos és una solució factible que pot reduir la dependència de l'equip galvanòmetre i pot tenir un grau considerable de precisió del sistema i bona compatibilitat. Aquesta solució ha estat adoptada per la majoria d'integradors, que sovint s'anomena soldadura en vol. La soldadura de la barra colectora del mòdul, inclosa la neteja del pol, té aplicacions en vol, que poden augmentar de manera flexible i eficient el format de processament.
Tant si es tracta d'un escaneig amb enfocament frontal com d'un escaneig amb enfocament posterior, l'enfocament del feix làser no es pot controlar per a l'enfocament dinàmic. Per al mode d'escaneig amb 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 d'enfocament 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 els límits superior i inferior de la profunditat focal del 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 sistema òptic la distància focal del qual es pot canviar segons calgui. Per tant, mitjançant l'ús d'una lent d'enfocament dinàmic per compensar la diferència de trajectòria òptica, la lent còncava (expansor de feix) es mou linealment al llarg de l'eix òptic per controlar la posició d'enfocament, aconseguint així una compensació dinàmica de la diferència de trajectòria òptica de la superfície a processar en diferents posicions. En comparació amb el galvanòmetre 2D, la composició del galvanòmetre 3D afegeix principalment un "sistema òptic d'eix Z", que permet al galvanòmetre 3D canviar lliurement la posició focal durant el procés de soldadura i realitzar soldadura de superfícies corbes espacials, sense necessitat d'ajustar la posició d'enfocament de soldadura canviant l'alçada del portador, com ara la màquina-eina o el robot com el galvanòmetre 2D.
El sistema d'enfocament dinàmic pot canviar la quantitat de desenfoque, canviar la mida del punt, realitzar l'ajust de l'enfocament de l'eix Z i el processament tridimensional.
La distància de treball es defineix com la distància des de la vora mecànica més frontal de la lent fins al pla focal o pla d'escaneig de l'objectiu. Aneu amb compte de no confondre-la amb la distància focal efectiva (EFL) de l'objectiu. Aquesta es mesura des del pla principal, un pla hipotètic en què se suposa que tot el sistema de lents es refracta, fins al pla focal del sistema òptic.
Data de publicació: 04-06-2024
