Laserskandeerder, ook genoem lasergalvanometer, bestaan uit 'n XY optiese skanderingskop, elektroniese aandrywerversterker en optiese weerkaatsingslens. Die sein wat deur die rekenaarbeheerder verskaf word, dryf die optiese skanderingskop deur die aandrywerversterkerkring, waardeur die defleksie van die laserstraal in die XY-vlak beheer word. Eenvoudig gestel, die galvanometer is 'n skanderingsgalvanometer wat in die laserbedryf gebruik word. Die professionele term word hoëspoed-skanderinggalvanometer Galvo-skanderingstelsel genoem. Die sogenaamde galvanometer kan ook 'n ampèremeter genoem word. Die ontwerpidee volg volledig die ontwerpmetode van 'n ampèremeter. Die lens vervang die naald, en die sein van die sonde word vervang deur 'n rekenaarbeheerde -5V-5V of -10V-+10V GS-sein, om die voorafbepaalde aksie te voltooi. Soos die roterende spieëlskanderingstelsel, gebruik hierdie tipiese beheerstelsel 'n paar intrekbare spieëls. Die verskil is dat die stapmotor wat hierdie stel lense aandryf, deur 'n servomotor vervang word. In hierdie beheerstelsel word 'n posisiesensor gebruik. Die ontwerpidee en negatiewe terugvoerlus verseker verder die akkuraatheid van die stelsel, en die skanderingspoed en herhaalde posisioneringsakkuraatheid van die hele stelsel bereik 'n nuwe vlak. Die galvanometer-skandeermerkkop bestaan hoofsaaklik uit 'n XY-skandeerspieël, veldlens, galvanometer en rekenaarbeheerde merksagteware. Kies ooreenstemmende optiese komponente volgens verskillende lasergolflengtes. Verwante opsies sluit ook laserstraaluitbreiders, lasers, ens. in. In die laserdemonstrasiestelsel is die golfvorm van optiese skandering 'n vektorskandering, en die skanderingspoed van die stelsel bepaal die stabiliteit van die laserpatroon. In onlangse jare is hoëspoed-skandeerders ontwikkel, met skanderingsnelhede van 45 000 punte/sekonde, wat dit moontlik maak om komplekse laseranimasies te demonstreer.
5.1 Lasergalvanometer-sweislas
5.1.1 Definisie en samestelling van galvanometer-sweislas:
Die kollimasie-fokuskop gebruik 'n meganiese toestel as 'n ondersteunende platform. Die meganiese toestel beweeg heen en weer om sweiswerk van verskillende trajeklasse te bewerkstellig. Die sweisakkuraatheid hang af van die akkuraatheid van die aktuator, dus is daar probleme soos lae akkuraatheid, stadige reaksiespoed en groot traagheid. Die galvanometer-skandeerstelsel gebruik 'n motor om die lens vir defleksie te dra. Die motor word deur 'n sekere stroom aangedryf en het die voordele van hoë presisie, klein traagheid en vinnige reaksie. Wanneer die straal op die galvanometerlens verlig word, verander die defleksie van die galvanometer die laserstraal. Daarom kan die laserstraal enige trajek in die skanderingsveld deur die galvanometerstelsel skandeer.
Die hoofkomponente van die galvanometer-skandeerstelsel is die straaluitbreidingskollimator, fokuslens, XY-twee-as-skandeergalvanometer, beheerbord en gasheerrekenaarsagtewarestelsel. Die skandeergalvanometer verwys hoofsaaklik na die twee XY-galvanometer-skandeerkoppe, wat aangedryf word deur hoëspoed-supermotors. Die dubbelas-servostelsel dryf die XY-twee-as-skandeergalvanometer aan om onderskeidelik langs die X-as en Y-as te buig deur bevelseine na die X- en Y-as-servomotors te stuur. Op hierdie manier, deur die gekombineerde beweging van die XY-twee-as-spieëllens, kan die beheerstelsel die sein deur die galvanometerbord omskakel volgens die voorafbepaalde grafiese sjabloon van die gasheerrekenaarsagteware volgens die ingestelde pad, en vinnig op die werkstukvlak beweeg om 'n skandeertrajek te vorm.
5.1.2 Klassifikasie van galvanometer-sweisverbindings:
1. Voorste fokus-skandeerlens
Volgens die posisionele verhouding tussen die fokuslens en die lasergalvanometer, kan die skanderingsmodus van die galvanometer verdeel word in voorfokusskandering (Figuur 1 hieronder) en agterfokusskandering (Figuur 2 hieronder). As gevolg van die bestaan van 'n optiese padverskil wanneer die laserstraal na verskillende posisies gedeflekteer word (die straaltransmissieafstand is anders), is die laserbrandpuntoppervlak tydens die vorige fokusmodus-skandeerproses 'n halfsferiese oppervlak, soos in die linkerfiguur getoon. Die na-fokusskanderingsmetode word in die prentjie regs getoon. Die objektieflens is 'n F-vlaklens. Die F-vlakspieël het 'n spesiale optiese ontwerp. Deur optiese korreksie in te voer, kan die halfsferiese brandpuntoppervlak van die laserstraal plat aangepas word. Na-fokusskandering is hoofsaaklik geskik vir toepassings wat hoë verwerkingsakkuraatheid en 'n klein verwerkingsbereik vereis, soos lasermerk, lasermikrostruktuursweiswerk, ens.
2.Agterste fokus skanderingslens
Soos die skanderingsarea toeneem, neem die diafragma van die f-theta-lens ook toe. As gevolg van tegniese en materiële beperkings is f-theta-lense met groot diafragma baie duur en hierdie oplossing word nie aanvaar nie. Die objektieflens se voorste galvanometer-skandeerstelsel gekombineer met die ses-as-robot is 'n relatief haalbare oplossing wat die afhanklikheid van die galvanometertoerusting kan verminder, 'n aansienlike mate van stelselakkuraatheid het en goeie versoenbaarheid het. Hierdie oplossing is deur die meeste integrators aangeneem. Aanvaarding, dikwels na verwys as vlugsweising. Die sweis van module-rails, insluitend poolreiniging, het vlugtoepassings wat die verwerkingswydte buigsaam en doeltreffend kan verhoog.
3.3D galvanometer:
Ongeag of dit voor-gefokusde skandering of agter-gefokusde skandering is, kan die fokus van die laserstraal nie beheer word vir dinamiese fokusering nie. Vir die voor-fokus skandering modus, wanneer die werkstuk wat verwerk moet word klein is, het die fokuslens 'n sekere fokusdiepte bereik, sodat dit gefokusde skandering met 'n klein formaat kan uitvoer. Wanneer die vlak wat geskandeer moet word egter groot is, sal die punte naby die periferie buite fokus wees en nie op die oppervlak van die werkstuk wat verwerk moet word, gefokus kan word nie, omdat dit die diepte bereik van die laserfokus oorskry. Daarom, wanneer die laserstraal goed gefokus moet wees op enige posisie op die skanderingvlak en die gesigsveld groot is, kan die gebruik van 'n vaste brandpuntsafstand lens nie aan die skanderingvereistes voldoen nie. Die dinamiese fokusstelsel is 'n stel optiese stelsels waarvan die brandpuntsafstand kan verander soos nodig. Daarom stel navorsers voor om 'n dinamiese fokuslens te gebruik om te kompenseer vir die optiese padverskil, en 'n konkawe lens (straaluitbreider) te gebruik om lineêr langs die optiese as te beweeg om die fokusposisie te beheer en te bereik dat die oppervlak wat verwerk moet word, dinamies kompenseer vir die optiese padverskil by verskillende posisies. In vergelyking met die 2D-galvanometer, voeg die samestelling van die 3D-galvanometer hoofsaaklik 'n "Z-as optiese stelsel" by, sodat die 3D-galvanometer die fokusposisie vrylik tydens die sweisproses kan verander en ruimtelike geboë oppervlaksweiswerk kan uitvoer, sonder die nodigheid om die draer soos 'n masjiengereedskap, ens. soos die 2D-galvanometer te verander. Die hoogte van die robot word gebruik om die sweisfokusposisie aan te pas.
Plasingstyd: 23 Mei 2024
