En laserscanner, også kaldet lasergalvanometer, består af et XY optisk scanningshoved, en elektronisk drivforstærker og en optisk reflektionslinse. Signalet fra computercontrolleren driver det optiske scanningshoved gennem drivforstærkerkredsløbet og styrer derved laserstrålens afbøjning i XY-planet. Kort sagt er et galvanometer et scanningsgalvanometer, der anvendes i laserindustrien. Dets professionelle betegnelse kaldes et højhastigheds-scanningsgalvanometer, et Galvo-scanningssystem. Det såkaldte galvanometer kan også kaldes et amperemeter. Dets designidé følger fuldstændigt designmetoden for et amperemeter. Linsen erstatter nålen, og probens signal erstattes af et computerstyret -5V-5V eller -10V-+10V DC-signal for at fuldføre den forudbestemte handling. Ligesom det roterende spejlscanningssystem bruger dette typiske styresystem et par tilbagetrækkende spejle. Forskellen er, at steppermotoren, der driver dette sæt linser, erstattes af en servomotor. I dette styresystem anvendes en positionssensor. Designidéen og en negativ feedback-loop sikrer yderligere systemets nøjagtighed, og scanningshastigheden og den gentagne positioneringsnøjagtighed for hele systemet når et nyt niveau. Galvanometer-scanningsmærkningshovedet består hovedsageligt af et XY-scanningsspejl, en feltlinse, et galvanometer og computerstyret mærkningssoftware. Vælg de tilsvarende optiske komponenter i henhold til forskellige laserbølgelængder. Relaterede muligheder omfatter også laserstråleudvidelser, lasere osv. I laserdemonstrationssystemet er bølgeformen for optisk scanning en vektorscanning, og systemets scanningshastighed bestemmer lasermønsterets stabilitet. I de senere år er der blevet udviklet højhastighedsscannere med scanningshastigheder på op til 45.000 punkter/sekund, hvilket gør det muligt at demonstrere komplekse laseranimationer.
5.1 Lasergalvanometersvejseforbindelse
5.1.1 Definition og sammensætning af galvanometersvejseforbindelse:
Kollimeringsfokuseringshovedet bruger en mekanisk enhed som støtteplatform. Den mekaniske enhed bevæger sig frem og tilbage for at opnå svejsning af forskellige banevejssvejsninger. Svejsningenøjagtigheden afhænger af aktuatorens nøjagtighed, så der er problemer såsom lav nøjagtighed, langsom reaktionshastighed og stor inerti. Galvanometer-scanningssystemet bruger en motor til at bære linsen til afbøjning. Motoren drives af en bestemt strøm og har fordelene ved høj præcision, lille inerti og hurtig reaktion. Når strålen belyses på galvanometerlinsen, ændrer galvanometerets afbøjning laserstrålen. Derfor kan laserstrålen scanne enhver bane i scanningssynsfeltet gennem galvanometersystemet.
Hovedkomponenterne i galvanometer-scanningssystemet er stråleekspansionskollimator, fokuseringslinse, XY to-akset scanningsgalvanometer, styrekort og værtscomputersoftwaresystem. Scanningsgalvanometeret refererer primært til de to XY-galvanometer-scanningshoveder, der drives af højhastigheds-reciprokerende servomotorer. Det dobbeltaksede servosystem driver XY dobbeltaksede scanningsgalvanometer til at afbøje langs henholdsvis X-aksen og Y-aksen ved at sende kommandosignaler til X- og Y-aksens servomotorer. På denne måde kan styresystemet, gennem den kombinerede bevægelse af XY to-aksede spejllinser, konvertere signalet gennem galvanometerkortet i henhold til den forudindstillede grafiske skabelon i værtscomputersoftwaren i henhold til den indstillede bane og hurtigt bevæge sig på emneplanet for at danne en scanningsbane.
5.1.2 Klassificering af galvanometersvejseforbindelser:
1. Frontfokuserende scanningslinse
I henhold til positionsforholdet mellem fokuseringslinsen og lasergalvanometeret kan galvanometerets scanningstilstand opdeles i frontfokuseringsscanning (figur 1 nedenfor) og bagfokuseringsscanning (figur 2 nedenfor). På grund af den optiske vejforskel, når laserstrålen afbøjes til forskellige positioner (strålens transmissionsafstand er forskellig), er laserens fokusflade under den foregående fokuseringstilstandsscanningsproces en halvkugleformet overflade, som vist på figuren til venstre. Postfokuseringsscanningsmetoden er vist på billedet til højre. Objektivlinsen er en F-planlinse. F-planspejlet har et specielt optisk design. Ved at introducere optisk korrektion kan laserstrålens halvkugleformede fokusflade justeres til flad. Postfokuseringsscanning er primært egnet til applikationer, der kræver høj bearbejdningsnøjagtighed og et lille bearbejdningsområde, såsom lasermærkning, lasermikrostruktursvejsning osv.
2.Bagfokuserende scanningslinse
Efterhånden som scanningsområdet øges, øges også blænden af f-theta-linsen. På grund af tekniske og materielle begrænsninger er f-theta-linser med stor blændeåbning meget dyre, og denne løsning accepteres ikke. Scanningsystemet med objektivlinsens frontgalvanometer kombineret med den seks-aksede robot er en relativt mulig løsning, som kan reducere afhængigheden af galvanometerudstyret, har en betydelig grad af systemnøjagtighed og god kompatibilitet. Denne løsning er blevet anvendt af de fleste integratorer. Adopt, ofte omtalt som flight svejsning. Svejsning af modulskinne, inklusive polrensning, har flight svejsningsapplikationer, som kan øge bearbejdningsbredden fleksibelt og effektivt.
3.3D galvanometer:
Uanset om det er frontfokuseret eller bagfokuseret scanning, kan laserstrålens fokus ikke styres ved dynamisk fokusering. I frontfokuseret scanningstilstand, når det emne, der skal bearbejdes, er lille, har fokuseringslinsen et bestemt fokusdybdeområde, så den kan udføre fokuseret scanning med et lille format. Men når det plan, der skal scannes, er stort, vil punkterne nær periferien være ude af fokus og kan ikke fokuseres på overfladen af det emne, der skal bearbejdes, fordi det overstiger laserfokussets dybdeområde. Derfor, når laserstrålen skal være godt fokuseret på enhver position på scanningsplanet, og synsfeltet er stort, kan brugen af en linse med fast brændvidde ikke opfylde scanningskravene. Det dynamiske fokuseringssystem er et sæt optiske systemer, hvis brændvidde kan ændres efter behov. Derfor foreslår forskere at bruge en dynamisk fokuseringslinse til at kompensere for forskellen i den optiske vej og bruge en konkav linse (stråleekspander) til at bevæge sig lineært langs den optiske akse for at styre fokuspositionen og opnå en dynamisk kompensation af forskellen i den optiske vej på forskellige positioner. Den overflade, der skal bearbejdes, kompenserer dynamisk for forskellen i den optiske vej på forskellige positioner. Sammenlignet med 2D-galvanometeret tilføjer 3D-galvanometeret primært et "Z-akse optisk system", så 3D-galvanometeret frit kan ændre fokuspositionen under svejseprocessen og udføre rumlig buet overfladesvejsning uden behov for at skifte bærer, såsom et maskinværktøj osv., som 2D-galvanometeret. Robottens højde bruges til at justere svejsefokuspositionen.
Udsendelsestidspunkt: 23. maj 2024
