A kollimáló fókuszáló fej egy mechanikus eszközt használ tartóplatformként, és a mechanikus eszközön keresztül előre-hátra mozog, hogy különböző pályájú hegesztéseket hozzon létre. A hegesztési pontosság a működtető pontosságától függ, így olyan problémák merülhetnek fel, mint az alacsony pontosság, a lassú válaszidő és a nagy tehetetlenség. A galvanométer pásztázó rendszer motort használ a lencse eltérítésére. A motort egy bizonyos áram hajtja, és előnyei a nagy pontosság, a kis tehetetlenség és a gyors válaszidő. Amikor a fénysugár a galvanométer lencséjére esik, a galvanométer eltérítése megváltoztatja a lézersugár visszaverődési szögét. Ezért a lézersugár a galvanométer rendszeren keresztül a pásztázó látómezőben bármilyen pályát képes beolvasni. A robothegesztő rendszerben használt függőleges fej ezen az elven alapuló alkalmazás.
A fő összetevői agalvanométeres letapogató rendszera nyalábtágító kollimátor, a fókuszáló lencse, az XY kéttengelyes pásztázó galvanométer, a vezérlőpanel és a gazdaszámítógép szoftverrendszere. A pásztázó galvanométer elsősorban két XY galvanométer pásztázófejre utal, amelyeket nagy sebességű, dugattyús szervomotorok hajtanak. A kéttengelyes szervorendszer az XY kéttengelyes pásztázó galvanométert az X és Y tengely mentén eltéríti az X és Y tengely mentén, parancsjeleket küldve az X és Y tengely szervomotoroknak. Ily módon az XY kéttengelyes tükörlencse együttes mozgásán keresztül a vezérlőrendszer a galvanométer panelen keresztül érkező jelet a gazdaszámítógép szoftverének előre beállított grafikájának sablonja és a beállított útvonalmód szerint konvertálhatja, és gyorsan mozoghat a munkadarab síkján, hogy pásztázási pályát alakítson ki.
、
A fókuszáló lencse és a lézergalvanométer közötti helyzetviszony alapján a galvanométer pásztázási módja felosztható elülső fókuszáló pásztázásra (bal oldali kép) és hátsó fókuszáló pásztázásra (jobb oldali kép). Mivel a lézersugár különböző pozíciókba való eltérésekor optikai útkülönbség van (a sugárátviteli távolság is eltérő), a lézer fókuszsíkja az előző fókuszálási pásztázási folyamatban egy félgömb alakú görbült felület, ahogy a bal oldali ábra is mutatja. A hátsó fókuszáló pásztázási módszer a jobb oldali ábrán látható, ahol az objektívlencse egy síklátószögű lencse. A síklátószögű lencse speciális optikai kialakítással rendelkezik.
Optikai korrekció bevezetésével a lézersugár félgömb alakú fókuszsíkja síkhoz igazítható. A visszafókuszáló szkennelés elsősorban olyan alkalmazásokhoz alkalmas, ahol nagy a feldolgozási pontossági követelmény, és kis a feldolgozási tartomány, például lézeres jelölés, lézeres mikroszerkezet-hegesztés stb. A szkennelési terület növekedésével a lencse rekesze is növekszik. A technikai és anyagi korlátok miatt a nagy rekesznyílású lencsék ára nagyon drága, és ez a megoldás nem elfogadott. Az objektívlencse előtt elhelyezett galvanométer szkennelő rendszer és egy hattengelyes robot kombinációja egy megvalósítható megoldás, amely csökkentheti a galvanométer berendezéstől való függőséget, és jelentős mértékű rendszerpontossággal és jó kompatibilitással rendelkezhet. Ezt a megoldást a legtöbb integrátor átvette, és gyakran repülő hegesztési módszernek nevezik. A modul gyűjtősínének hegesztése, beleértve a pólus tisztítását is, repülő alkalmazásokkal rendelkezik, amelyek rugalmasan és hatékonyan növelhetik a feldolgozási formátumot.
Akár elölről, akár hátulról fókuszált szkennelésről van szó, a lézersugár fókusza nem szabályozható dinamikus fókuszáláshoz. Elölről fókuszált szkennelési módban, amikor a megmunkálandó munkadarab kicsi, a fókuszáló lencse egy bizonyos fókusztávolság-tartománnyal rendelkezik, így kis formátummal is képes fókuszáló szkennelést végezni. Ha azonban a szkennelendő sík nagy, a perifériához közeli pontok fókuszon kívülre kerülnek, és nem fókuszálhatók a megmunkálandó munkadarab felületére, mivel az meghaladja a lézer fókusztávolságának felső és alsó határát. Ezért, amikor a lézersugárnak a szkennelési sík bármely pontján jól fókuszáltnak kell lennie, és a látómező nagy, a fix fókusztávolságú lencse használata nem tudja kielégíteni a szkennelési követelményeket.
A dinamikus fókuszáló rendszer egy olyan optikai rendszer, amelynek fókusztávolsága szükség szerint módosítható. Ezért egy dinamikus fókuszáló lencse használatával, amely kompenzálja az optikai útkülönbséget, a konkáv lencse (nyalábtágító) lineárisan mozog az optikai tengely mentén a fókuszpozíció szabályozásához, így dinamikusan kompenzálva a megmunkálandó felület optikai útkülönbségét a különböző pozíciókban. A 2D galvanométerhez képest a 3D galvanométer kompozíció főként egy „Z tengelyes optikai rendszert” tartalmaz, amely lehetővé teszi a 3D galvanométer számára, hogy a hegesztési folyamat során szabadon változtassa a fókuszpozíciót, és térbeli ívelt felülethegesztést végezzen anélkül, hogy a hegesztési fókuszpozíciót a hordozó, például a szerszámgép vagy a robot magasságának változtatásával kellene beállítani, mint a 2D galvanométer esetében.
A dinamikus fókuszáló rendszer képes megváltoztatni a defókuszálás mértékét, a pont méretét, Z-tengelyes fókuszbeállítást és háromdimenziós feldolgozást végezni.
A munkatávolság a lencse legelső mechanikus szélétől az objektív fókuszsíkjáig vagy pásztázási síkjáig mért távolság. Ügyeljünk arra, hogy ne keverjük össze ezt az objektív effektív fókusztávolságával (EFL). Ezt a fősíktól – egy hipotetikus síktól, amelyben feltételezzük, hogy a teljes lencserendszer megtörik – az optikai rendszer fókuszsíkjáig mérjük.
Közzététel ideje: 2024. június 4.
