Robotizēta metināšanas sistēma – galvanometra metināšanas galva

Kolimācijas fokusēšanas galviņa izmanto mehānisku ierīci kā atbalsta platformu un pārvietojas uz priekšu un atpakaļ caur mehānisko ierīci, lai panāktu metinājumu ar dažādām trajektorijām. 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 novirzītu lēcu. Motoru darbina noteikta strāva, un tam ir tādas priekšrocības kā augsta precizitāte, maza inerce un ātra reakcija. Kad gaismas stars tiek apstarots uz galvanometra lēcas, galvanometra novirze maina lāzera stara atstarošanas leņķi. Tādēļ lāzera stars var skenēt jebkuru trajektoriju skenēšanas redzes laukā caur galvanometra sistēmu. Vertikālā galva, ko izmanto robotizētajā metināšanas sistēmā, ir pielietojums, kas balstīts uz šo principu.

Galvenās sastāvdaļasgalvanometra skenēšanas sistēmair stara izplešanās kolimators, fokusēšanas lēca, XY divu asu skenējošais 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 spoguļa lēcas kombinēto kustību, vadības sistēma var pārveidot signālu caur galvanometra plati atbilstoši resursdatora programmatūras iepriekš iestatītās grafikas veidnei un iestatītajam ceļa režīmam un ātri pārvietoties pa sagataves plakni, lai izveidotu skenēšanas trajektoriju.

、

Atkarībā no fokusēšanas lēcas un lāzera galvanometra novietojuma attiecībām galvanometra skenēšanas režīmu var iedalīt priekšējās fokusēšanas skenēšanā (attēls kreisajā pusē) un aizmugurējās fokusēšanas skenēšanā (attēls labajā pusē). Sakarā ar optiskā ceļa atšķirību, kad lāzera stars novirzās uz dažādām pozīcijām (stara pārraides attālums ir atšķirīgs), lāzera fokusa plakne iepriekšējā fokusēšanas skenēšanas procesā ir puslodes formas izliekta virsma, kā parādīts kreisajā attēlā. Atpakaļfokusēšanas skenēšanas metode ir parādīta labajā attēlā, kurā objektīva lēca ir plakanā lauka lēca. Plakanā lauka lēcai ir īpašs optiskais dizains.

Robotizēta metināšanas sistēma

Ieviešot optisko korekciju, lāzera stara puslodes fokusa plakni var pielāgot plaknei. Skenēšana ar atpakaļfokusēšanu galvenokārt ir piemērota lietojumprogrammām ar augstām apstrādes precizitātes prasībām un nelielu apstrādes diapazonu, piemēram, lāzera marķēšanai, lāzera mikrostruktūras metināšanai utt. Palielinoties skenēšanas laukumam, palielinās arī lēcas apertūra. Tehnisku un materiālu ierobežojumu dēļ lielas apertūras lēcu cena ir ļoti dārga, un šis risinājums nav pieņemams. Galvanometra skenēšanas sistēmas kombinācija objektīva lēcas priekšā un sešu asu robots ir iespējams risinājums, kas var samazināt atkarību no galvanometra aprīkojuma un var nodrošināt ievērojamu sistēmas precizitātes pakāpi un labu saderību. Šo risinājumu ir pieņēmuši vairums integratoru, ko bieži sauc par lidojošo metināšanu. Moduļa kopnes metināšana, ieskaitot pola tīrīšanu, ir lidojoša lietojumprogramma, kas var elastīgi un efektīvi palielināt apstrādes formātu.

Neatkarīgi no tā, vai tā ir priekšējā fokusa skenēšana vai aizmugures fokusa skenēšana, lāzera stara fokusu nevar kontrolēt dinamiskai fokusēšanai. Priekšējā fokusa skenēšanas režīmā, ja apstrādājamā sagatave ir maza, fokusēšanas lēcai ir noteikts fokusa dziļuma diapazons, tāpēc tā var veikt fokusēšanas 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 augšējo un apakšējo robežu. Tāpēc, ja lāzera staram jābūt labi fokusētam jebkurā skenēšanas plaknes pozīcijā un redzes lauks ir liels, fiksēta fokusa attāluma lēcas izmantošana nevar izpildīt skenēšanas prasības.

Dinamiskās fokusēšanas sistēma ir optiska sistēma, kuras fokusa attālumu var mainīt pēc nepieciešamības. Tādēļ, izmantojot dinamiskās fokusēšanas lēcu, lai kompensētu optiskā ceļa starpību, ieliektā lēca (staru kūļa paplašinātājs) lineāri pārvietojas pa optisko asi, lai kontrolētu fokusa pozīciju, tādējādi panākot apstrādājamās virsmas optiskā ceļa starpības dinamisko kompensāciju dažādās pozīcijās. Salīdzinot ar 2D galvanometru, 3D galvanometra sastāvs galvenokārt papildina "Z ass optisko sistēmu", kas ļauj 3D galvanometram metināšanas procesa laikā brīvi mainīt fokusa pozīciju un veikt telpisku izliektu virsmu metināšanu, bez nepieciešamības pielāgot metināšanas fokusa pozīciju, mainot nesēja, piemēram, darbgalda vai robota, augstumu, kā tas ir 2D galvanometra gadījumā.

Dinamiskās fokusēšanas sistēma var mainīt defokusēšanas apjomu, mainīt punkta izmēru, realizēt Z ass fokusa regulēšanu un trīsdimensiju apstrādi.

Darba attālums ir definēts kā attālums no lēcas priekšējās mehāniskās malas līdz objektīva fokusa plaknei vai skenēšanas plaknei. Esiet uzmanīgi, lai to nejauktu ar objektīva efektīvo fokusa attālumu (EFL). To mēra no galvenās plaknes, hipotētiskas plaknes, kurā tiek pieņemts, ka visa lēcu sistēma lauž gaismu, līdz optiskās sistēmas fokusa plaknei.