A cabeça de foco colimadora usa um dispositivo mecânico como plataforma de suporte e se move para frente e para trás através do dispositivo mecânico para realizar a soldagem de soldas com 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 desviar a lente. O motor é acionado por uma determinada corrente e tem as vantagens de alta precisão, pequena inércia e resposta rápida. Quando o feixe de luz é irradiado nas lentes do galvanômetro, a deflexão do galvanômetro altera o ângulo de reflexão do feixe de laser. Portanto, o feixe de laser pode varrer qualquer trajetória no campo de visão de varredura através do sistema galvanômetro. A cabeça vertical utilizada no sistema de soldagem robótica é uma aplicação baseada neste princípio.
Os principais componentes dosistema de digitalização galvanômetrosão o colimador de expansão de feixe, lente de foco, galvanômetro de varredura de dois eixos XY, placa de controle e sistema de software de 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 dos gráficos predefinidos do software do computador host e o modo de caminho definido, e mover-se rapidamente no plano da peça de trabalho para formar uma trajetória de varredura.
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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 (imagem à esquerda) e varredura com foco traseiro (imagem à direita). Devido à existência de diferença no caminho óptico quando o feixe de laser desvia para posições diferentes (a distância de transmissão do feixe é diferente), o plano focal do laser no processo de varredura de focagem anterior é uma superfície curva hemisférica, conforme mostrado na figura à esquerda. O método de varredura com foco traseiro é mostrado na figura à direita, na qual a lente objetiva é uma lente de campo plano. A lente de campo plano possui um design óptico especial.
Ao introduzir a correção óptica, o plano focal hemisférico do feixe de laser pode ser ajustado a um plano. A digitalização com foco traseiro é adequada principalmente para aplicações com requisitos de alta precisão de processamento e pequena faixa de processamento, como marcação a laser, soldagem de microestrutura a laser, etc. Devido a limitações técnicas e materiais, o preço das lentes de grande abertura é muito caro, e esta solução não é aceita. A combinação do sistema de varredura do galvanômetro na frente da lente objetiva e um robô de seis eixos é uma solução viável que pode reduzir a dependência do equipamento galvanômetro, podendo ter um grau considerável de precisão do sistema e boa compatibilidade. Esta solução foi adotada pela maioria dos integradores, o que costuma ser chamado de soldagem voadora. A soldagem do barramento do módulo, incluindo a limpeza do poste, possui aplicações voadoras, que podem aumentar de forma flexível e eficiente o formato de processamento.
Quer se trate de varredura com foco frontal ou 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 com foco em um formato pequeno. Porém, quando o plano a ser escaneado 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 os limites superior e inferior da profundidade focal 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 sistema óptico cuja distância focal pode ser alterada conforme necessário. Portanto, ao usar uma lente de foco dinâmico para compensar a diferença do caminho óptico, a lente côncava (expansor de feixe) se move linearmente ao longo do eixo óptico para controlar a posição do foco, conseguindo assim uma compensação dinâmica da diferença do caminho óptico da superfície a ser processada em diferentes posições. Comparado com o galvanômetro 2D, a composição do galvanômetro 3D adiciona principalmente um “sistema óptico do eixo Z”, que permite ao galvanômetro 3D alterar livremente a posição focal durante o processo de soldagem e realizar soldagem de superfície curva espacial, sem a necessidade de ajustar a soldagem. posição de foco alterando a altura do transportador, como a máquina-ferramenta ou robô, como o galvanômetro 2D.
O sistema de foco dinâmico pode alterar a quantidade de desfocagem, alterar o tamanho do ponto, realizar ajuste de foco no eixo Z e processamento tridimensional.
A distância de trabalho é definida como a distância da borda mecânica mais frontal da lente até o plano focal ou plano de varredura da objetiva. Tenha cuidado para não confundir isso com a distância focal efetiva (EFL) da objetiva. Isso é medido a partir do plano principal, um plano hipotético no qual se presume que todo o sistema de lentes refrata, até o plano focal do sistema óptico.
Horário da postagem: 04/06/2024
