Лазерны сканер, які таксама называюць лазерным гальванометрам, складаецца з аптычнай сканіруючай галоўкі XY, электроннага ўзмацняльніка кіравання і аптычнай адбівальнай лінзы. Сігнал, які падаецца камп'ютэрным кантролерам, кіруе аптычнай сканіруючай галоўкай праз схему ўзмацняльніка кіравання, тым самым кіруючы адхіленнем лазернага прамяня ў плоскасці XY. Проста кажучы, гальванометр - гэта сканіруючы гальванометр, які выкарыстоўваецца ў лазернай прамысловасці. Яго прафесійны тэрмін называецца высакахуткасным сканіруючым гальванометрам - сістэмай сканавання Galvo. Так званы гальванометр таксама можна назваць амперметрам. Яго канструктыўная ідэя цалкам адпавядае метаду праектавання амперметра. Лінза замяняе стрэлку, а сігнал зонда замяняецца кіраваным камп'ютарам сігналам пастаяннага току -5V-5V або -10V-+10V для выканання зададзенага дзеяння. Падобна сістэме сканавання з паваротным люстэркам, гэтая тыповая сістэма кіравання выкарыстоўвае пару ўцягвальных люстэркаў. Розніца заключаецца ў тым, што крокавы рухавік, які кіруе гэтым наборам лінзаў, заменены серварухавіком. У гэтай сістэме кіравання выкарыстоўваецца датчык становішча. Канструктыўная ідэя і адмоўная зваротная сувязь дадаткова забяспечваюць дакладнасць сістэмы, а хуткасць сканавання і дакладнасць паўторнага пазіцыянавання ўсёй сістэмы дасягаюць новага ўзроўню. Галоўка маркіроўкі сканіруючага гальванометра ў асноўным складаецца з XY-сканіруючага люстэрка, палявой лінзы, гальванометра і праграмнага забеспячэння для маркіроўкі з камп'ютэрным кіраваннем. Выбірайце адпаведныя аптычныя кампаненты ў залежнасці ад розных даўжынь хваль лазера. Звязаныя опцыі таксама ўключаюць пашыральнікі лазернага прамяня, лазеры і г.д. У сістэме дэманстрацыі лазера форма хвалі аптычнага сканавання з'яўляецца вектарным сканаваннем, і хуткасць сканавання сістэмы вызначае стабільнасць лазернага малюнка. У апошнія гады былі распрацаваны высакахуткасныя сканеры са хуткасцю сканавання дасягае 45 000 кропак/секунду, што дазваляе дэманстраваць складаную лазерную анімацыю.
5.1 Зварное злучэнне лазерным гальванометрам
5.1.1 Вызначэнне і склад зварнога злучэння гальванометра:
Калімацыйная факусуючая галоўка выкарыстоўвае механічную прыладу ў якасці апорнай платформы. Механічная прылада рухаецца наперад і назад для дасягнення зваркі зварных швоў з рознай траекторыяй. Дакладнасць зваркі залежыць ад дакладнасці прывада, таму існуюць такія праблемы, як нізкая дакладнасць, павольная хуткасць рэагавання і вялікая інэрцыя. Сістэма сканавання гальванометра выкарыстоўвае рухавік для перамяшчэння лінзы для адхілення. Рухавік прыводзіцца ў рух пэўным токам і мае перавагі высокай дакладнасці, малой інэрцыі і хуткай рэакцыі. Калі прамень асвятляецца на лінзе гальванометра, адхіленне гальванометра змяняе лазерны прамень. Такім чынам, лазерны прамень можа сканаваць любую траекторыю ў полі зроку сканавання праз сістэму гальванометра.
Асноўнымі кампанентамі сістэмы сканавання гальванометра з'яўляюцца каліматар пашырэння прамяня, факусуючая лінза, двухвосевы сканіруючы гальванометр па восях XY, плата кіравання і праграмнае забеспячэнне галоўнага кампутара. Сканіруючы гальванометр у асноўным складаецца з дзвюх сканіруючых галовак гальванометра па восях XY, якія прыводзяцца ў рух высакахуткаснымі поршневымі серварухавікамі. Двухвосевая сервасістэма прыводзіць у рух двухвосевы сканіруючы гальванометр па восях XY, адхіляючы яго ўздоўж восі X і восі Y адпаведна, пасылаючы камандныя сігналы на серварухавікі па восях X і Y. Такім чынам, дзякуючы сумесным рухам двухвосевай люстраной лінзы па восях XY, сістэма кіравання можа пераўтвараць сігнал, які паступае праз плату гальванометра, у адпаведнасці з зададзеным графічным шаблонам праграмнага забеспячэння галоўнага кампутара ў адпаведнасці з зададзенай траекторыяй і хутка перамяшчацца па плоскасці апрацоўванай дэталі, фарміруючы траекторыю сканавання.
5.1.2 Класіфікацыя зварных злучэнняў гальванометра:
1. Сканіруючы аб'ектыў з пярэдняй факусоўкай
У залежнасці ад размяшчэння факусуючай лінзы і лазернага гальванометра, рэжым сканавання гальванометра можна падзяліць на сканаванне з пярэдняй факусоўкай (малюнак 1 ніжэй) і сканаванне з задняй факусоўкай (малюнак 2 ніжэй). З-за наяўнасці рознасці аптычных шляхоў пры адхіленні лазернага прамяня ў розныя пазіцыі (розная адлегласць прапускання прамяня), факальная паверхня лазера падчас папярэдняга працэсу сканавання ў рэжыме факусоўкі ўяўляе сабой паўсферычную паверхню, як паказана на левым малюнку. Метад постфакуснага сканавання паказаны на малюнку справа. Аб'ектыў - гэта лінза F-плоскасці. Люстэрка F-плоскасці мае спецыяльную аптычную канструкцыю. Дзякуючы аптычнай карэкцыі, паўсферычную факальную паверхню лазернага прамяня можна зрабіць плоскай. Постфакуснае сканаванне ў асноўным падыходзіць для прымянення, якія патрабуюць высокай дакладнасці апрацоўкі і невялікага дыяпазону апрацоўкі, такіх як лазерная маркіроўка, лазерная зварка мікраструктур і г.д.
2.Сканіруючы аб'ектыў з задняй факусоўкай
Па меры павелічэння плошчы сканавання павялічваецца і дыяфрагма f-тэта-лінзы. З-за тэхнічных і матэрыяльных абмежаванняў лінзы f-тэта з вялікай дыяфрагмай вельмі дарагія, і гэтае рашэнне не прымаецца. Сістэма сканавання пярэдняй гальванометры з аб'ектывам у спалучэнні з шасцівосевым робатам з'яўляецца адносна рэальным рашэннем, якое можа знізіць залежнасць ад гальванометрычнага абсталявання, мае значную ступень дакладнасці сістэмы і добрую сумяшчальнасць. Гэтае рашэнне было прынята большасцю інтэгратараў. Прымяненне часта называюць палётнай зваркай. Зварка модульных шын, у тым ліку ачыстка слупоў, мае палётнае прымяненне, што дазваляе гнутка і эфектыўна павялічваць шырыню апрацоўкі.
3.3D-гальванометр:
Незалежна ад таго, ці гэта сканаванне з пярэдняй факусоўкай, ці сканаванне з задняй факусоўкай, фокус лазернага прамяня не можа кантралявацца для дынамічнай факусоўкі. У рэжыме сканавання з пярэдняй факусоўкай, калі апрацоўваемая дэталь невялікая, факусуючая лінза мае пэўны дыяпазон глыбіні фокуснай адлегласці, таму яна можа выконваць факусаванае сканаванне з малым фарматам. Аднак, калі плоскасць сканавання вялікая, кропкі паблізу перыферыі будуць не ў фокусе і не могуць быць факусаваны на паверхні апрацоўваемай дэталі, таму што гэта перавышае дыяпазон глыбіні лазернай факусоўкі. Такім чынам, калі лазерны прамень павінен быць добра сфакусаваны ў любым становішчы на плоскасці сканавання, а поле зроку вялікае, выкарыстанне лінзы з фіксаванай фокуснай адлегласцю не можа задаволіць патрабаванні сканавання. Сістэма дынамічнай факусоўкі - гэта набор аптычных сістэм, фокусная адлегласць якіх можа змяняцца па меры неабходнасці. Таму даследчыкі прапануюць выкарыстоўваць дынамічную факусуючую лінзу для кампенсацыі рознасці аптычнага шляху і выкарыстоўваць увагнутую лінзу (пашыральнік прамяня) для лінейнага перамяшчэння ўздоўж аптычнай восі для кіравання становішчам фокусу і дасягнення таго, каб апрацоўваемая паверхня дынамічна кампенсавала рознасць аптычнага шляху ў розных становішчах. У параўнанні з 2D-гальванометрам, 3D-гальванометр у асноўным мае «аптычную сістэму па восі Z», дзякуючы якой 3D-гальванометр можа свабодна змяняць становішча фокуса падчас працэсу зваркі і выконваць прасторавую крывалінейную паверхневую зварку без неабходнасці змены носьбіта, напрыклад, станка і г.д., як у 2D-гальванометры. Вышыня робата выкарыстоўваецца для рэгулявання становішча фокуса зваркі.
Час публікацыі: 23 мая 2024 г.
