Det kollimerande fokuseringshuvudet använder en mekanisk anordning som stödplattform och rör sig fram och tillbaka genom den mekaniska anordningen för att uppnå svetsning av svetsar med olika banor. Svetsnoggrannheten beror på ställdonets noggrannhet, så det finns problem som låg noggrannhet, långsam svarshastighet och stor tröghet. Galvanometerskanningssystemet använder en motor för att avböja linsen. Motorn drivs av en viss ström och har fördelarna med hög noggrannhet, liten tröghet och snabb respons. När ljusstrålen bestrålas på galvanometerlinsen ändrar galvanometerns avböjning laserstrålens reflektionsvinkel. Därför kan laserstrålen skanna vilken bana som helst i skanningssynfältet genom galvanometersystemet. Det vertikala huvudet som används i robotsvetssystemet är en tillämpning baserad på denna princip.
Huvudkomponenterna igalvanometerskanningssystemär strålexpansionskollimatorn, fokuseringslinsen, XY-tvåaxlig svepgalvanometer, styrkort och värddatorns mjukvarusystem. Svepgalvanometern avser huvudsakligen de två XY-galvanometerskanningshuvudena, som drivs av höghastighets fram- och återgående servomotorer. Det tvåaxliga servosystemet driver XY-tvåaxliga svepgalvanometern att avböjas längs X-axeln respektive Y-axeln genom att skicka kommandosignaler till X- och Y-axelns servomotorer. På detta sätt, genom den kombinerade rörelsen av XY-tvåaxliga spegellinsen, kan styrsystemet omvandla signalen genom galvanometerkortet enligt mallen för den förinställda grafiken i värddatorns mjukvara och det inställda banläget, och snabbt röra sig längs arbetsstyckets plan för att bilda en svepningsbana.
、
Beroende på positionsförhållandet mellan fokuseringslinsen och lasergalvanometern kan galvanometerns skanningsläge delas in i framåtfokuseringsskanning (vänster bild) och bakåtfokuseringsskanning (höger bild). På grund av förekomsten av skillnader i optisk väg när laserstrålen avböjs till olika positioner (strålens överföringsavstånd är olika), är laserns fokusplan i den tidigare fokuseringsskanningsprocessen en halvsfärisk krökt yta, som visas i vänster figur. Bakåtfokuseringsskanningsmetoden visas i höger figur, där objektivlinsen är en plattfältslins. Plattfältslinsen har en speciell optisk design.
Genom att införa optisk korrigering kan laserstrålens halvsfäriska fokusplan justeras till ett plan. Bakåtfokuserande skanning är främst lämplig för applikationer med höga krav på bearbetningsnoggrannhet och litet bearbetningsområde, såsom lasermärkning, lasermikrostruktursvetsning etc. När skanningsområdet ökar ökar även linsens bländare. På grund av tekniska och materiella begränsningar är priset för flänsar med stor bländare mycket dyrt, och denna lösning accepteras inte. Kombinationen av galvanometerskanningssystemet framför objektivlinsen och en sexaxlig robot är en genomförbar lösning som kan minska beroendet av galvanometerutrustningen och kan ha en betydande grad av systemnoggrannhet och god kompatibilitet. Denna lösning har anammats av de flesta integratörer, vilket ofta kallas flygande svetsning. Svetsning av modulskenan, inklusive rengöring av stolpen, har flygande tillämpningar, vilket flexibelt och effektivt kan öka bearbetningsformatet.
Oavsett om det är frontfokus- eller bakfokus-skanning kan laserstrålens fokus inte styras för dynamisk fokusering. För frontfokus-skanningsläget, när arbetsstycket som ska bearbetas är litet, har fokuseringslinsen ett visst fokusdjupområde, så den kan utföra fokuseringsskanning med ett litet format. Men när planet som ska skannas är stort kommer punkterna nära periferin att vara ofokuserade och kan inte fokuseras på ytan av arbetsstycket som ska bearbetas eftersom det överskrider de övre och nedre gränserna för laserns fokusdjup. Därför, när laserstrålen måste vara väl fokuserad på vilken position som helst på skanningsplanet och synfältet är stort, kan användningen av en lins med fast brännvidd inte uppfylla skanningskraven.
Det dynamiska fokuseringssystemet är ett optiskt system vars brännvidd kan ändras efter behov. Genom att använda en dynamisk fokuseringslins för att kompensera för skillnaden i optisk väg, rör sig den konkava linsen (strålexpandern) linjärt längs den optiska axeln för att styra fokuspositionen, vilket uppnår dynamisk kompensation av skillnaden i optisk väg för ytan som ska bearbetas vid olika positioner. Jämfört med 2D-galvanometern har 3D-galvanometern huvudsakligen ett "Z-axeloptiskt system", vilket gör att 3D-galvanometern fritt kan ändra fokuspositionen under svetsprocessen och utföra rumslig krökt ytsvetsning, utan att behöva justera svetsfokuspositionen genom att ändra höjden på bäraren, såsom maskinverktyget eller roboten som 2D-galvanometern.
Det dynamiska fokuseringssystemet kan ändra mängden defokus, ändra punktstorleken, realisera Z-axelns fokusjustering och tredimensionell bearbetning.
Arbetsavstånd definieras som avståndet från linsens främre mekaniska kant till objektivets fokusplan eller skanningsplan. Var försiktig så att du inte förväxlar detta med objektivets effektiva brännvidd (EFL). Detta mäts från huvudplanet, ett hypotetiskt plan där hela linssystemet antas brytas, till det optiska systemets fokusplan.
Publiceringstid: 4 juni 2024
