Robotsveisesystem – galvanometersveisehode

Det kollimerende fokuseringshodet bruker en mekanisk enhet som støtteplattform, og beveger seg frem og tilbake gjennom den mekaniske enheten for å oppnå sveising av sveiser med forskjellige baner. Sveisenøyaktigheten avhenger av aktuatorens nøyaktighet, så det er problemer som lav nøyaktighet, langsom responshastighet og stor treghet. Galvanometerskanningssystemet bruker en motor for å avbøye linsen. Motoren drives av en viss strøm og har fordelene med høy nøyaktighet, liten treghet og rask respons. Når lysstrålen bestråles på galvanometerlinsen, endrer galvanometeravbøyningen laserstrålens refleksjonsvinkel. Derfor kan laserstrålen skanne enhver bane i skannefeltet gjennom galvanometersystemet. Det vertikale hodet som brukes i robotsveisesystemet er en applikasjon basert på dette prinsippet.

Hovedkomponentene igalvanometer-skanningssystemer stråleekspansjonskollimatoren, fokuseringslinsen, XY toakset skannegalvanometer, kontrollkortet og vertsdatamaskinens programvaresystem. Skannegalvanometeret refererer hovedsakelig til de to XY-galvanometerskannehodene, som drives av høyhastighets frem- og tilbakegående servomotorer. Det dobbeltaksede servosystemet driver XY toakset skannegalvanometer til å avbøyes langs henholdsvis X-aksen og Y-aksen ved å sende kommandosignaler til X- og Y-aksens servomotorer. På denne måten, gjennom den kombinerte bevegelsen av XY toakset speillinse, kan kontrollsystemet konvertere signalet gjennom galvanometerkortet i henhold til malen for den forhåndsinnstilte grafikken til vertsdatamaskinens programvare og den innstilte banemodusen, og raskt bevege seg på arbeidsstykkets plan for å danne en skannebane.

、

I henhold til posisjonsforholdet mellom fokuseringslinsen og lasergalvanometeret, kan galvanometerets skannemodus deles inn i frontfokuseringsskanning (venstre bilde) og bakfokuseringsskanning (høyre bilde). På grunn av forskjeller i optisk bane når laserstrålen avbøyes til forskjellige posisjoner (strålens transmisjonsavstand er forskjellig), er laserens fokusplan i den tidligere fokuseringsskanneprosessen en halvkuleformet buet overflate, som vist i venstre figur. Bakfokuseringsskannemetoden er vist i høyre figur, der objektivlinsen er en flatfeltlinse. Flatfeltlinsen har en spesiell optisk design.

Robotisk sveisesystem

Ved å introdusere optisk korreksjon kan laserstrålens halvkuleformede fokusplan justeres til et plan. Bakfokuseringsskanning er hovedsakelig egnet for applikasjoner med høye krav til prosesseringsnøyaktighet og lite prosesseringsområde, for eksempel lasermerking, lasermikrostruktursveising osv. Etter hvert som skanneområdet øker, øker også linsens blenderåpning. På grunn av tekniske og materielle begrensninger er prisen på flenser med stor blenderåpning svært dyr, og denne løsningen aksepteres ikke. Kombinasjonen av galvanometerskannesystemet foran objektivlinsen og en seksakset robot er en gjennomførbar løsning som kan redusere avhengigheten av galvanometerutstyret, og kan ha en betydelig grad av systemnøyaktighet og god kompatibilitet. Denne løsningen har blitt tatt i bruk av de fleste integratorer, som ofte kalles flygende sveising. Sveising av modulsamleskinnen, inkludert rengjøring av stolpen, har flygende applikasjoner, som fleksibelt og effektivt kan øke prosesseringsformatet.

Enten det er frontfokus-skanning eller bakfokus-skanning, kan ikke laserstrålens fokus kontrolleres for dynamisk fokusering. For frontfokus-skanningsmodus, når arbeidsstykket som skal bearbeides er lite, har fokuseringslinsen et visst fokusdybdeområde, slik at den kan utføre fokuseringsskanning 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 bearbeides fordi det overskrider de øvre og nedre grensene for laserens fokusdybde. Derfor, når laserstrålen må være godt fokusert på en hvilken som helst posisjon på skanneplanet og synsfeltet er stort, kan ikke bruk av et objektiv med fast brennvidde oppfylle skannekravene.

Det dynamiske fokuseringssystemet er et optisk system der brennvidden kan endres etter behov. Ved å bruke en dynamisk fokuseringslinse for å kompensere for forskjellen i optisk bane, beveger den konkave linsen (stråleekspanderen) seg lineært langs den optiske aksen for å kontrollere fokusposisjonen, og dermed oppnå dynamisk kompensasjon av forskjellen i optisk bane for overflaten som skal behandles i forskjellige posisjoner. Sammenlignet med 2D-galvanometeret, legger 3D-galvanometerets sammensetning hovedsakelig til et "Z-akse optisk system", som lar 3D-galvanometeret fritt endre brennpunktsposisjonen under sveiseprosessen og utføre romlig buet overflatesveising, uten behov for å justere sveisefokusposisjonen ved å endre høyden på bæreren, for eksempel maskinverktøyet eller roboten som 2D-galvanometeret.

Det dynamiske fokuseringssystemet kan endre mengden defokus, endre punktstørrelsen, realisere Z-aksens fokusjustering og tredimensjonal prosessering.

Arbeidsavstand er definert som avstanden fra linsens fremre mekaniske kant til objektivets fokusplan eller skanneplan. Vær forsiktig så du ikke forveksler dette med objektivets effektive brennvidde (EFL). Dette måles fra hovedplanet, et hypotetisk plan der hele linsesystemet antas å brytes, til det optiske systemets fokusplan.