Kolimacijska fokusirajuća glava koristi mehanički uređaj kao potpornu platformu i pomiče se naprijed-nazad kroz mehanički uređaj kako bi se postiglo zavarivanje zavara s različitim putanjama. Tačnost zavarivanja zavisi od tačnosti aktuatora, tako da postoje problemi kao što su niska tačnost, spora brzina odziva i velika inercija. Sistem za skeniranje galvanometra koristi motor za skretanje sočiva. Motor pokreće određena struja i ima prednosti visoke tačnosti, male inercije i brzog odziva. Kada svjetlosni snop usmjeri na sočivo galvanometra, skretanje galvanometra mijenja ugao refleksije laserskog snopa. Stoga, laserski snop može skenirati bilo koju putanju u vidnom polju skeniranja kroz sistem galvanometra. Vertikalna glava koja se koristi u robotskom sistemu zavarivanja je primjena zasnovana na ovom principu.
Glavne komponentegalvanometarski sistem za skeniranjeTo su kolimator za širenje snopa, sočivo za fokusiranje, XY dvoosni skenirajući galvanometar, kontrolna ploča i softverski sistem glavnog računara. Skenirajući galvanometar se uglavnom odnosi na dvije XY galvanometarske glave za skeniranje, koje pokreću brzi klipni servo motori. Dvoosni servo sistem pokreće XY dvoosni skenirajući galvanometar da se skreće duž X-ose i Y-ose, respektivno, slanjem komandnih signala servo motorima X i Y-ose. Na taj način, kombinovanim kretanjem XY dvoosnog ogledalskog sočiva, kontrolni sistem može pretvoriti signal kroz ploču galvanometra prema šablonu unaprijed postavljene grafike softvera glavnog računara i postavljenom režimu putanje, te se brzo pomicati po ravni obratka kako bi formirao putanju skeniranja.
、
Prema pozicijskom odnosu između fokusirajućeg sočiva i laserskog galvanometra, način skeniranja galvanometra može se podijeliti na skeniranje s prednjim fokusiranjem (lijeva slika) i skeniranje s pozadinskim fokusiranjem (desna slika). Zbog postojanja razlike optičkog puta kada se laserski snop skreće u različite položaje (udaljenost prijenosa snopa je različita), žarišna ravan lasera u prethodnom procesu fokusiranja skeniranja je hemisferično zakrivljena površina, kao što je prikazano na lijevoj slici. Metoda skeniranja s pozadinskim fokusiranjem prikazana je na desnoj slici, na kojoj je objektiv sočivo s ravnim poljem. Sočivo s ravnim poljem ima poseban optički dizajn.
Robotski sistem za zavarivanje
Uvođenjem optičke korekcije, hemisferična žarišna ravan laserskog snopa može se podesiti na ravan. Skeniranje sa pozadinskim fokusiranjem uglavnom je pogodno za primjene sa visokim zahtjevima za tačnost obrade i malim rasponom obrade, kao što su lasersko označavanje, lasersko zavarivanje mikrostrukture itd. Kako se područje skeniranja povećava, povećava se i otvor blende sočiva. Zbog tehničkih i materijalnih ograničenja, cijena sočiva sa velikim otvorom blende je vrlo skupa i ovo rješenje nije prihvaćeno. Kombinacija galvanometrskog sistema za skeniranje ispred objektiva i robota sa šest osi je izvodljivo rješenje koje može smanjiti ovisnost o galvanometrskoj opremi i može imati značajan stepen tačnosti sistema i dobru kompatibilnost. Ovo rješenje je usvojila većina integratora, što se često naziva letećim zavarivanjem. Zavarivanje sabirnice modula, uključujući čišćenje stuba, ima leteće primjene, što može fleksibilno i efikasno povećati format obrade.
Bilo da se radi o skeniranju s prednjim ili stražnjim fokusom, fokus laserskog snopa ne može se kontrolirati za dinamičko fokusiranje. Za način skeniranja s prednjim fokusom, kada je obradak koji se obrađuje mali, fokusno sočivo ima određeni raspon žarišne dubine, tako da može izvršiti fokusiranje skeniranja s malim formatom. Međutim, kada je ravan koja se skenira velika, tačke blizu periferije bit će izvan fokusa i ne mogu se fokusirati na površinu obradka koji se obrađuje jer prelazi gornju i donju granicu laserske žarišne dubine. Stoga, kada je potrebno da laserski snop bude dobro fokusiran na bilo kojoj poziciji na ravni skeniranja i kada je vidno polje veliko, upotreba sočiva s fiksnom žarišnom daljinom ne može zadovoljiti zahtjeve skeniranja.
Dinamički sistem fokusiranja je optički sistem čija se žarišna daljina može mijenjati po potrebi. Stoga, korištenjem dinamičkog sočiva za fokusiranje za kompenzaciju optičke razlike puta, konkavno sočivo (ekspander snopa) se linearno kreće duž optičke ose kako bi kontrolisalo položaj fokusa, čime se postiže dinamička kompenzacija optičke razlike puta površine koja se obrađuje na različitim pozicijama. U poređenju sa 2D galvanometrom, sastav 3D galvanometra uglavnom dodaje "optički sistem Z-ose", koji omogućava 3D galvanometru da slobodno mijenja žarišnu poziciju tokom procesa zavarivanja i izvodi prostorno zakrivljeno površinsko zavarivanje, bez potrebe za podešavanjem položaja fokusa zavarivanja promjenom visine nosača kao što je alatna mašina ili robot poput 2D galvanometra.
Dinamički sistem fokusiranja može promijeniti količinu defokusiranja, promijeniti veličinu tačke, ostvariti podešavanje fokusa po Z-osi i trodimenzionalnu obradu.
Radna udaljenost se definiše kao udaljenost od najudaljenije mehaničke ivice sočiva do fokalne ravni ili ravni skeniranja objektiva. Pazite da ovo ne pomiješate sa efektivnom fokalnom daljinom (EFL) objektiva. Mjeri se od glavne ravni, hipotetičke ravni u kojoj se pretpostavlja da cijeli sistem sočiva prelama svjetlost, do fokalne ravni optičkog sistema.
Vrijeme objave: 04.06.2024.
