O scanner a laser, também chamado de galvanômetro a laser, consiste em um cabeçote de varredura óptica XY, amplificador de acionamento eletrônico e lente de reflexão óptica. O sinal fornecido pelo controlador do computador conduz a cabeça de varredura óptica através do circuito amplificador de acionamento, controlando assim a deflexão do feixe de laser no plano XY. Simplificando, o galvanômetro é um galvanômetro de varredura usado na indústria de laser. Seu termo profissional é chamado de sistema de digitalização Galvo de galvanômetro de varredura de alta velocidade. O chamado galvanômetro também pode ser chamado de amperímetro. Sua ideia de design segue completamente o método de design de um amperímetro. A lente substitui a agulha e o sinal da sonda é substituído por um sinal DC de -5V-5V ou -10V-+10V controlado por computador. , para concluir a ação predeterminada. Tal como o sistema de digitalização de espelhos rotativos, este sistema de controle típico utiliza um par de espelhos retráteis. A diferença é que o motor de passo que aciona esse conjunto de lentes é substituído por um servo motor. Neste sistema de controle, um sensor de posição é usado. A ideia de design e o circuito de feedback negativo garantem ainda mais a precisão do sistema, e a velocidade de varredura e a precisão de posicionamento repetida de todo o sistema atingem um novo nível. A cabeça de marcação de varredura do galvanômetro é composta principalmente de espelho de varredura XY, lente de campo, galvanômetro e software de marcação controlado por computador. Selecione os componentes ópticos correspondentes de acordo com os diferentes comprimentos de onda do laser. As opções relacionadas também incluem expansores de feixe de laser, lasers, etc. No sistema de demonstração de laser, a forma de onda da varredura óptica é uma varredura vetorial, e a velocidade de varredura do sistema determina a estabilidade do padrão do laser. Nos últimos anos, foram desenvolvidos scanners de alta velocidade, com velocidades de digitalização que chegam a 45.000 pontos/segundo, tornando possível demonstrar animações de laser complexas.
5.1 Junta de soldagem com galvanômetro a laser
5.1.1 Definição e composição da junta de soldagem do galvanômetro:
A cabeça de focagem de colimação utiliza um dispositivo mecânico como plataforma de suporte. O dispositivo mecânico se move para frente e para trás para conseguir a soldagem de diferentes trajetórias. A precisão da soldagem depende da precisão do atuador, portanto, existem problemas como baixa precisão, velocidade de resposta lenta e grande inércia. O sistema de varredura do galvanômetro usa um motor para transportar a lente para deflexão. O motor é acionado por uma determinada corrente e tem as vantagens de alta precisão, pequena inércia e resposta rápida. Quando o feixe é iluminado nas lentes do galvanômetro, a deflexão do galvanômetro altera o feixe de laser. Portanto, o feixe de laser pode varrer qualquer trajetória no campo de visão de varredura através do sistema galvanômetro.
Os principais componentes do sistema de varredura do galvanômetro são colimador de expansão de feixe, lente de foco, galvanômetro de varredura de dois eixos XY, placa de controle e sistema de software do computador host. O galvanômetro de varredura refere-se principalmente às duas cabeças de varredura do galvanômetro XY, que são acionadas por servo motores alternativos de alta velocidade. O sistema servo de eixo duplo aciona o galvanômetro de varredura de eixo duplo XY para desviar ao longo do eixo X e do eixo Y, respectivamente, enviando sinais de comando para os servomotores dos eixos X e Y. Desta forma, através do movimento combinado da lente espelhada de dois eixos XY, o sistema de controle pode converter o sinal através da placa do galvanômetro de acordo com o modelo gráfico predefinido do software do computador host de acordo com o caminho definido e mover-se rapidamente no plano da peça de trabalho para formar uma trajetória de digitalização.
5.1.2 Classificação das juntas soldadas por galvanômetro:
1. Lente de digitalização com foco frontal
De acordo com a relação posicional entre a lente de foco e o galvanômetro a laser, o modo de varredura do galvanômetro pode ser dividido em varredura com foco frontal (Figura 1 abaixo) e varredura com foco traseiro (Figura 2 abaixo). Devido à existência de diferença no caminho óptico quando o feixe de laser é desviado para posições diferentes (a distância de transmissão do feixe é diferente), a superfície focal do laser durante o processo de varredura do modo de foco anterior é uma superfície hemisférica, conforme mostrado na figura à esquerda. O método de digitalização pós-foco é mostrado na imagem à direita. A lente objetiva é uma lente plano F. O espelho plano F possui um design óptico especial. Ao introduzir a correção óptica, a superfície focal hemisférica do feixe de laser pode ser ajustada para plana. A digitalização pós-foco é adequada principalmente para aplicações que exigem alta precisão de processamento e uma pequena faixa de processamento, como marcação a laser, soldagem de microestrutura a laser, etc.
2.Lente de digitalização com foco traseiro
À medida que a área de digitalização aumenta, a abertura da lente f-teta também aumenta. Devido a limitações técnicas e de material, as lentes f-teta de grande abertura são muito caras e esta solução não é aceita. O sistema de varredura do galvanômetro frontal com lente objetiva combinado com o robô de seis eixos é uma solução relativamente viável, que pode reduzir a dependência do equipamento galvanômetro, tem um grau considerável de precisão do sistema e tem boa compatibilidade. Esta solução foi adotada pela maioria dos integradores. Adote, muitas vezes referida como soldagem de vôo. A soldagem do barramento do módulo, incluindo a limpeza do poste, tem aplicações de voo, que podem aumentar a largura de processamento de maneira flexível e eficiente.
Galvanômetro 3.3D:
Independentemente de ser uma varredura com foco frontal ou uma varredura com foco traseiro, o foco do feixe de laser não pode ser controlado para foco dinâmico. Para o modo de digitalização com foco frontal, quando a peça a ser processada é pequena, a lente de foco possui uma certa faixa de profundidade focal, para que possa realizar a digitalização focada com um formato pequeno. No entanto, quando o plano a ser digitalizado é grande, os pontos próximos à periferia ficarão fora de foco e não poderão ser focados na superfície da peça a ser processada porque excede a faixa de profundidade do foco do laser. Portanto, quando é necessário que o feixe de laser esteja bem focado em qualquer posição no plano de varredura e o campo de visão seja grande, o uso de uma lente de distância focal fixa não pode atender aos requisitos de varredura. O sistema de foco dinâmico é um conjunto de sistemas ópticos cuja distância focal pode mudar conforme necessário. Portanto, os pesquisadores propõem o uso de uma lente de foco dinâmico para compensar a diferença do caminho óptico e o uso de uma lente côncava (expansor de feixe) para se mover linearmente ao longo do eixo óptico para controlar a posição do foco e alcançar A superfície a ser processada compensa dinamicamente o óptico diferença de caminho em diferentes posições. Comparado com o galvanômetro 2D, a composição do galvanômetro 3D adiciona principalmente um “sistema óptico do eixo Z”, de modo que o galvanômetro 3D pode alterar livremente a posição do foco durante o processo de soldagem e realizar soldagem de superfície curva espacial, sem a necessidade de alterar o transportador, como uma máquina-ferramenta, etc., como o galvanômetro 2D. A altura do robô é usada para ajustar a posição do foco de soldagem.
Horário da postagem: 23 de maio de 2024
