Detaljan sažetak letećih laserskih glava za zavarivanje

Detaljan sažetakLeteće laserske glave za zavarivanje

Obuhvata nazive komponenti, definicije, principe, parametre dizajna i formule za izračunavanje, te je primjenjiv nabrzo skenirajuće zavarivanje(kao što su galvanometarski sistemi) ili aplikacije za daljinsko zavarivanje.

1. Sastav i definicija letećih laserskih glava za zavarivanje

Letećim zavarivanjem (skenirajućim laserskim zavarivanjem) ostvaruje se dinamičko fokusiranje putem laserskih zraka velike brzine koje reflektiraju galvanometrom i pogodno je za velike površine izavarivanje velikom brzinomNjegove osnovne komponente su sljedeće:

1. Modul za kolimaciju snopa

Kolimator

Funkcija: Pretvara divergentni laserski snop (NA=0,1~0,22) koji se emituje iz optičkog vlakna u paralelni snop.

Ključni parametri: Žižna daljina fcoll, prečnik kolimiranog snopa Dcoll.

Formula：

1.2 Galvanometarski sistem skeniranja

Galvo ogledala X/Y ose

Funkcija: Promjena smjera svjetlosnog snopa pomoću brzih rotirajućih ogledala za postizanje dvodimenzionalnog skeniranja ravni.

Ključni parametri: Brzina skeniranja (obično ≥10m/s), tačnost ponavljanja pozicioniranja (<±5μrad), veličina ogledala (mora pokriti prečnik snopa Dcoll).

Galvanometarski motor: Servo motor ili galvanometarski motor s vremenom odziva <1ms.

1.3 Modul dinamičkog fokusiranja (F-Theta sočivo ili galvanometar + sočivo ravnog polja)

F-Theta sočivo

Funkcija: Pretvori ugao otklona galvanometra u linearni pomak na ravni kako bi se održala konzistentnost fokusa.

Ključne formule:

2. Princip rada

Putanja snopa: Laser → Kolimator → X galvanometar → Y galvanometar → F-Theta sočivo → Površina obratka.

Dinamičko fokusiranje:

Kada je ugao otklona galvanometra θ, pozicija fokusa (x, y) se pretvara pomoću F-Theta sočiva kao:

3. Ključni parametri dizajna i formule

3.1 Izračunavanje veličine tačke

Prečnik fokusirane tačke d (granica difrakcije):

3.2 Opseg skeniranja i ugao galvanometra

Maksimalni domet skeniranja L:

3.3 Brzina i ubrzanje zavarivanja

Linearna brzina v

3.4 Dubina fokusa (DOF)

3.5 Gustoća snage i unos energije

Gustoća snage I:

Gustoća energije E (pulsno zavarivanje):

4. Aberacije i optimizacija dizajna

4.1 Korekcija aberacije F-theta sočiva

Distorzija: Mora zadovoljiti r∝θ, a nelinearna distorzija treba biti <0,1%.

Zakrivljenost polja: Dizajnirajte ravno polje pomoću grupa više sočiva.

4.2 Greška sinhronizacije galvanometra

Kašnjenje X/Y galvanometra treba biti <1 μs kako bi se izbjegle eliptične mrlje.

5. Primjer procesa dizajniranja

Ulazni zahtjevi: Opseg skeniranja L, veličina tačke d, brzina zavarivanja v. Odaberite F-Theta sočivo: Odredite fθ prema L=2fθtan(θmax).

Izračunajte parametre galvanometra: Kutna brzina ω=v/fθ i provjerite performanse galvanometra.

Provjera kvalitete tačke: Optimizirajte aberacije grupe sočiva putem Zemax/OpticStudio programa.

6. Mjere opreza

Termalno upravljanje: Galvanometri i sočiva zahtijevaju vodeno hlađenje pri velikoj snazi ​​(npr. >1kW).

Zaštita od sudara: Galvanometrima je potrebno kočenje u nuždi kako bi se izbjegao mehanički sudar.

Kalibracija: Redovno kalibrirajte koaksijalnost optičkog puta (odstupanje <0,05 mm).