Lāzera skeneris, ko sauc arī par lāzera galvanometru, sastāv no XY optiskās skenēšanas galviņas, elektroniskā piedziņas pastiprinātāja un optiskās atstarošanas lēcas. Datora kontrollera sniegtais signāls darbina optisko skenēšanas galviņu caur piedziņas pastiprinātāja ķēdi, tādējādi kontrolējot lāzera stara novirzi XY plaknē. Vienkārši sakot, galvanometrs ir skenējošs galvanometrs, ko izmanto lāzeru nozarē. Tā profesionālais termins ir ātrgaitas skenēšanas galvanometra Galvo skenēšanas sistēma. Tā saukto galvanometru var saukt arī par ampērmetru. Tā konstrukcijas ideja pilnībā atbilst ampērmetra konstrukcijas metodei. Lēca aizstāj adatu, un zondes signālu aizstāj ar datora vadītu -5V-5V vai -10V-+10V līdzstrāvas signālu, lai pabeigtu iepriekš noteikto darbību. Tāpat kā rotējošā spoguļa skenēšanas sistēma, arī šī tipiskā vadības sistēma izmanto ievelkamu spoguļu pāri. Atšķirība ir tāda, ka soļu motoru, kas darbina šo lēcu komplektu, aizstāj ar servomotoru. Šajā vadības sistēmā tiek izmantots pozīcijas sensors. Projektēšanas ideja un negatīva atgriezeniskās saites cilpa vēl vairāk nodrošina sistēmas precizitāti, un visas sistēmas skenēšanas ātrums un atkārtotas pozicionēšanas precizitāte sasniedz jaunu līmeni. Galvanometra skenēšanas marķēšanas galviņa galvenokārt sastāv no XY skenēšanas spoguļa, lauka lēcas, galvanometra un datorvadāmas marķēšanas programmatūras. Izvēlieties atbilstošus optiskos komponentus atbilstoši dažādiem lāzera viļņu garumiem. Saistītās iespējas ietver arī lāzera stara paplašinātājus, lāzerus utt. Lāzera demonstrācijas sistēmā optiskās skenēšanas viļņu forma ir vektora skenēšana, un sistēmas skenēšanas ātrums nosaka lāzera raksta stabilitāti. Pēdējos gados ir izstrādāti ātrgaitas skeneri, kuru skenēšanas ātrums sasniedz 45 000 punktus sekundē, ļaujot demonstrēt sarežģītas lāzera animācijas.
5.1 Lāzera galvanometra metināšanas savienojums
5.1.1 Galvanometra metināšanas savienojuma definīcija un sastāvs:
Kolimācijas fokusēšanas galviņa izmanto mehānisku ierīci kā atbalsta platformu. Mehāniskā ierīce pārvietojas uz priekšu un atpakaļ, lai panāktu dažādu trajektoriju metinājumu metināšanu. Metināšanas precizitāte ir atkarīga no izpildmehānisma precizitātes, tāpēc rodas tādas problēmas kā zema precizitāte, lēns reakcijas ātrums un liela inerce. Galvanometra skenēšanas sistēma izmanto motoru, lai nestu lēcu novirzei. Motoru darbina noteikta strāva, un tam ir tādas priekšrocības kā augsta precizitāte, maza inerce un ātra reakcija. Kad stars tiek apgaismots uz galvanometra lēcas, galvanometra novirze maina lāzera staru. Tādēļ lāzera stars var skenēt jebkuru trajektoriju skenēšanas redzes laukā caur galvanometra sistēmu.
Galvanometra skenēšanas sistēmas galvenās sastāvdaļas ir stara izplešanās kolimators, fokusēšanas lēca, XY divu asu skenēšanas galvanometrs, vadības plate un resursdatora programmatūras sistēma. Skenējošais galvanometrs galvenokārt attiecas uz divām XY galvanometra skenēšanas galviņām, kuras darbina ātrgaitas virzuļmotori. Divu asu servo sistēma darbina XY divu asu skenējošo galvanometru, lai tas novirzītos attiecīgi pa X asi un Y asi, nosūtot komandu signālus uz X un Y asu servomotoriem. Tādā veidā, izmantojot XY divu asu spoguļlēcas kombinēto kustību, vadības sistēma var pārveidot signālu caur galvanometra plati atbilstoši resursdatora programmatūras iepriekš iestatītajai grafiskajai veidnei atbilstoši iestatītajam ceļam un ātri pārvietoties pa sagataves plakni, lai izveidotu skenēšanas trajektoriju.
5.1.2 Galvanometra metināšanas savienojumu klasifikācija:
1. Priekšējā fokusēšanas skenēšanas lēca
Atkarībā no fokusēšanas lēcas un lāzera galvanometra novietojuma attiecībām galvanometra skenēšanas režīmu var iedalīt priekšējās fokusēšanas skenēšanā (1. attēls zemāk) un aizmugurējās fokusēšanas fokusēšanas skenēšanā (2. attēls zemāk). Sakarā ar optiskā ceļa atšķirību, kad lāzera stars tiek novirzīts uz dažādām pozīcijām (stara pārraides attālums ir atšķirīgs), lāzera fokusa virsma iepriekšējā fokusēšanas režīma skenēšanas procesā ir puslodes virsma, kā parādīts kreisajā attēlā. Pēcfokusēšanas skenēšanas metode ir parādīta attēlā labajā pusē. Objektīva lēca ir F plāna lēca. F plāna spogulim ir īpašs optiskais dizains. Ieviešot optisko korekciju, lāzera stara puslodes fokusa virsmu var noregulēt uz plakanu. Pēcfokusēšanas skenēšana galvenokārt ir piemērota lietojumprogrammām, kurām nepieciešama augsta apstrādes precizitāte un neliels apstrādes diapazons, piemēram, lāzera marķēšanai, lāzera mikrostruktūras metināšanai utt.
2.Aizmugurējā fokusēšanas skenēšanas objektīvs
Palielinoties skenēšanas laukumam, palielinās arī f-teta lēcas apertūra. Tehnisku un materiālu ierobežojumu dēļ lielas apertūras f-teta lēcas ir ļoti dārgas, un šis risinājums nav pieņemams. Objektīva lēcas priekšējā galvanometra skenēšanas sistēma apvienojumā ar sešu asu robotu ir relatīvi iespējams risinājums, kas var samazināt atkarību no galvanometra aprīkojuma, tam ir ievērojama sistēmas precizitātes pakāpe un laba saderība. Šo risinājumu ir pieņēmuši vairums integratoru. To bieži dēvē par lidojuma metināšanu. Moduļu kopņu metināšanai, tostarp polu tīrīšanai, ir lidojuma pielietojums, kas var elastīgi un efektīvi palielināt apstrādes platumu.
3.3D galvanometrs:
Neatkarīgi no tā, vai tā ir priekšējā fokusēšana vai aizmugurējā fokusēšana, lāzera stara fokusu nevar kontrolēt dinamiskai fokusēšanai. Priekšējā fokusēšanas skenēšanas režīmā, ja apstrādājamā sagatave ir maza, fokusēšanas lēcai ir noteikts fokusa dziļuma diapazons, tāpēc tā var veikt fokusētu skenēšanu ar mazu formātu. Tomēr, ja skenējamā plakne ir liela, punkti perifērijas tuvumā nebūs fokusā un tos nevarēs fokusēt uz apstrādājamās sagataves virsmu, jo tā pārsniedz lāzera fokusa dziļuma diapazonu. Tāpēc, ja lāzera staram jābūt labi fokusētam jebkurā skenēšanas plaknes pozīcijā un redzes lauks ir liels, fiksēta fokusa attāluma lēcas izmantošana nevar apmierināt skenēšanas prasības. Dinamiskās fokusēšanas sistēma ir optisko sistēmu kopums, kuru fokusa attālums var mainīties pēc nepieciešamības. Tāpēc pētnieki ierosina izmantot dinamisko fokusēšanas lēcu, lai kompensētu optiskā ceļa atšķirību, un izmantot ieliektu lēcu (staru paplašinātāju), lai lineāri pārvietotos pa optisko asi, lai kontrolētu fokusa pozīciju un panāktu, ka apstrādājamā virsma dinamiski kompensē optiskā ceļa atšķirību dažādās pozīcijās. Salīdzinot ar 2D galvanometru, 3D galvanometra sastāvs galvenokārt papildina “Z ass optisko sistēmu”, lai 3D galvanometrs metināšanas procesa laikā varētu brīvi mainīt fokusa pozīciju un veikt telpisku izliektu virsmu metināšanu, nemainot nesēju, piemēram, darbgaldu utt., kā tas ir 2D galvanometra gadījumā. Robota augstums tiek izmantots, lai pielāgotu metināšanas fokusa pozīciju.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 23. maijs
