Laserskanner, også kalt lasergalvanometer, består av XY optisk skannerhode, elektronisk drivforsterker og optisk refleksjonslinse. Signalet som leveres av datakontrolleren driver det optiske skannehodet gjennom den drivende forsterkerkretsen, og kontrollerer derved avbøyningen av laserstrålen i XY-planet. Enkelt sagt er galvanometeret et skanningsgalvanometer som brukes i laserindustrien. Dens profesjonelle betegnelse kalles høyhastighets skanningsgalvanometer Galvo skanningssystem. Det såkalte galvanometeret kan også kalles et amperemeter. Designideen følger fullstendig designmetoden til et amperemeter. Linsen erstatter nålen, og signalet til sonden erstattes av et datastyrt -5V-5V eller -10V-+10V DC-signal. , for å fullføre den forhåndsbestemte handlingen. I likhet med det roterende speilskanningssystemet, bruker dette typiske kontrollsystemet et par tilbaketrekkbare speil. Forskjellen er at trinnmotoren som driver dette linsesettet er erstattet av en servomotor. I dette kontrollsystemet brukes en posisjonssensor. Designideen og negativ tilbakemeldingssløyfe sikrer ytterligere nøyaktigheten til systemet, og skannehastigheten og gjentatt posisjoneringsnøyaktighet til hele systemet når et nytt nivå. Galvanometer-skanningsmarkeringshodet består hovedsakelig av XY-skannespeil, feltlinse, galvanometer og datastyrt merkeprogramvare. Velg tilsvarende optiske komponenter i henhold til forskjellige laserbølgelengder. Beslektede alternativer inkluderer også laserstråleutvidere, lasere osv. I laserdemonstrasjonssystemet er bølgeformen til optisk skanning en vektorskanning, og skanningshastigheten til systemet bestemmer stabiliteten til lasermønsteret. De siste årene har høyhastighetsskannere blitt utviklet, med skanningshastigheter på 45 000 poeng/sekund, noe som gjør det mulig å demonstrere komplekse laseranimasjoner.
5.1 Laser galvanometer sveiseskjøt
5.1.1 Definisjon og sammensetning av galvanometersveiseskjøt:
Kollimasjonsfokuseringshodet bruker en mekanisk enhet som støtteplattform. Den mekaniske enheten beveger seg frem og tilbake for å oppnå sveising av forskjellige banesveiser. Sveisenøyaktigheten avhenger av aktuatorens nøyaktighet, så det er problemer som lav nøyaktighet, lav responshastighet og stor treghet. Galvanometerskanningssystemet bruker en motor for å bære linsen for avbøyning. Motoren drives av en viss strøm og har fordelene med høy presisjon, liten treghet og rask respons. Når strålen er opplyst på galvanometerlinsen, endrer galvanometerets avbøyning laserstrålen. Derfor kan laserstrålen skanne hvilken som helst bane i skannesynsfeltet gjennom galvanometersystemet.
Hovedkomponentene i galvanometerskanningssystemet er strålekspansjonskollimator, fokuseringslinse, XY to-akset skanningsgalvanometer, kontrollkort og vertsdatamaskinprogramvare. Skannegalvanometeret refererer hovedsakelig til de to XY-galvanometer-skannehodene, som drives av høyhastighets frem- og tilbakegående servomotorer. Det toaksede servosystemet driver XY-dobbeltakset skanningsgalvanometer til å avbøyes langs henholdsvis X-aksen og Y-aksen ved å sende kommandosignaler til X- og Y-akse servomotorer. På denne måten, gjennom den kombinerte bevegelsen av XY to-akse speillinsen, kan kontrollsystemet konvertere signalet gjennom galvanometerkortet i henhold til den forhåndsinnstilte grafiske malen til vertsdatamaskinprogramvaren i henhold til den angitte banen, og raskt flytte på arbeidsstykkeplan for å danne en skannebane.
5.1.2 Klassifisering av galvanometersveiseskjøter:
1. Skannelinse med fokus foran
I henhold til posisjonsforholdet mellom fokuseringslinsen og lasergalvanometeret, kan skanningsmodusen til galvanometeret deles inn i frontfokuseringsskanning (Figur 1 nedenfor) og bakre fokuseringsfokuseringsskanning (Figur 2 nedenfor). På grunn av eksistensen av optisk baneforskjell når laserstrålen avbøyes til forskjellige posisjoner (stråleoverføringsavstanden er forskjellig), er laserfokusoverflaten under den forrige skanningsprosessen for fokuseringsmodus en halvkuleformet overflate, som vist i venstre figur. Skannemetoden etter fokus vises på bildet til høyre. Objektivlinsen er en F-plan linse. F-plan speilet har en spesiell optisk design. Ved å introdusere optisk korreksjon kan den halvkuleformede brennflaten til laserstrålen justeres til flat. Post-fokus skanning er hovedsakelig egnet for applikasjoner som krever høy prosesseringsnøyaktighet og et lite behandlingsområde, som lasermerking, lasermikrostruktursveising, etc.
2.Skannelinse med fokus bak
Når skanneområdet øker, øker også blenderåpningen til f-theta-objektivet. På grunn av tekniske og materielle begrensninger er f-theta-objektiver med stor blenderåpning svært kostbare og denne løsningen aksepteres ikke. Objektivets frontgalvanometerskannesystem kombinert med seksakset robot er en relativt gjennomførbar løsning, som kan redusere avhengigheten av galvanometerutstyret, har en betydelig grad av systemnøyaktighet og har god kompatibilitet. Denne løsningen har blitt tatt i bruk av de fleste integratorer. Adoptere, ofte referert til som flysveising. Sveisingen av modulskinne, inkludert polrengjøring, har flyapplikasjoner, som kan øke prosessbredden fleksibelt og effektivt.
3.3D galvanometer:
Uansett om det er frontfokusert skanning eller bakfokusert skanning, kan ikke laserstrålens fokus styres for dynamisk fokusering. For skanningsmodus for frontfokus, når arbeidsstykket som skal behandles er lite, har fokuseringslinsen et visst brenndybdeområde, slik at det kan utføre fokusert skanning med et lite format. Men når planet som skal skannes er stort, vil punktene nær periferien være ute av fokus og kan ikke fokuseres på overflaten av arbeidsstykket som skal behandles fordi det overskrider dybdeområdet til laserfokuset. Derfor, når det kreves at laserstrålen er godt fokusert i en hvilken som helst posisjon på skanningsplanet og synsfeltet er stort, kan ikke bruken av en fast brennviddelinse oppfylle skanningskravene. Det dynamiske fokuseringssystemet er et sett med optiske systemer hvis brennvidde kan endres etter behov. Derfor foreslår forskere å bruke en dynamisk fokuseringslinse for å kompensere for den optiske baneforskjellen, og bruke en konkav linse (stråleutvider) for å bevege seg lineært langs den optiske aksen for å kontrollere fokusposisjonen og oppnå overflaten som skal behandles kompenserer dynamisk for den optiske. veiforskjell på forskjellige posisjoner. Sammenlignet med 2D-galvanometeret tilfører sammensetningen av 3D-galvanometeret hovedsakelig et "Z-akse optisk system", slik at 3D-galvanometeret fritt kan endre fokusposisjonen under sveiseprosessen og utføre romlig buet overflatesveising, uten behov for å endre bæreren som en maskinverktøy osv. som 2D-galvanometeret. Høyden på roboten brukes til å justere sveisefokusposisjonen.
Innleggstid: 23. mai 2024
