Η κεφαλή εστίασης ευθυγράμμισης χρησιμοποιεί μια μηχανική συσκευή ως πλατφόρμα στήριξης και κινείται εμπρός και πίσω μέσω της μηχανικής συσκευής για να επιτύχει συγκόλληση συγκολλήσεων με διαφορετικές τροχιές. Η ακρίβεια συγκόλλησης εξαρτάται από την ακρίβεια του ενεργοποιητή, επομένως υπάρχουν προβλήματα όπως χαμηλή ακρίβεια, αργή ταχύτητα απόκρισης και μεγάλη αδράνεια. Το σύστημα σάρωσης γαλβανόμετρου χρησιμοποιεί έναν κινητήρα για την εκτροπή του φακού. Ο κινητήρας κινείται από ένα συγκεκριμένο ρεύμα και έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ακρίβειας, της μικρής αδράνειας και της γρήγορης απόκρισης. Όταν η δέσμη φωτός ακτινοβολείται στον φακό του γαλβανόμετρου, η εκτροπή του γαλβανόμετρου αλλάζει τη γωνία ανάκλασης της δέσμης λέιζερ. Επομένως, η δέσμη λέιζερ μπορεί να σαρώσει οποιαδήποτε τροχιά στο οπτικό πεδίο σάρωσης μέσω του συστήματος γαλβανόμετρου. Η κάθετη κεφαλή που χρησιμοποιείται στο ρομποτικό σύστημα συγκόλλησης είναι μια εφαρμογή που βασίζεται σε αυτήν την αρχή.
Τα κύρια συστατικά τουσύστημα σάρωσης γαλβανόμετρουείναι ο κολυμβητής διαστολής δέσμης, ο φακός εστίασης, το γαλβανόμετρο σάρωσης δύο αξόνων XY, η πλακέτα ελέγχου και το σύστημα λογισμικού του κεντρικού υπολογιστή. Το γαλβανόμετρο σάρωσης αναφέρεται κυρίως στις δύο κεφαλές σάρωσης γαλβανόμετρου XY, οι οποίες κινούνται από παλινδρομικούς σερβοκινητήρες υψηλής ταχύτητας. Το σερβοσύστημα δύο αξόνων οδηγεί το γαλβανόμετρο σάρωσης δύο αξόνων XY για να εκτραπεί κατά μήκος του άξονα X και του άξονα Y αντίστοιχα, στέλνοντας σήματα εντολών στους σερβοκινητήρες των αξόνων X και Y. Με αυτόν τον τρόπο, μέσω της συνδυασμένης κίνησης του φακού καθρέφτη δύο αξόνων XY, το σύστημα ελέγχου μπορεί να μετατρέψει το σήμα μέσω της πλακέτας γαλβανόμετρου σύμφωνα με το πρότυπο των προκαθορισμένων γραφικών του λογισμικού του κεντρικού υπολογιστή και την καθορισμένη λειτουργία διαδρομής και να κινηθεί γρήγορα στο επίπεδο του τεμαχίου εργασίας για να σχηματίσει μια τροχιά σάρωσης.
、
Σύμφωνα με τη σχέση θέσης μεταξύ του φακού εστίασης και του γαλβανόμετρου λέιζερ, η λειτουργία σάρωσης του γαλβανόμετρου μπορεί να χωριστεί σε σάρωση με εμπρόσθια εστίαση (αριστερή εικόνα) και σάρωση με οπίσθια εστίαση (δεξιά εικόνα). Λόγω της ύπαρξης διαφοράς οπτικής διαδρομής όταν η δέσμη λέιζερ εκτρέπεται σε διαφορετικές θέσεις (η απόσταση μετάδοσης της δέσμης είναι διαφορετική), το εστιακό επίπεδο του λέιζερ στην προηγούμενη διαδικασία σάρωσης με εστίαση είναι μια ημισφαιρική καμπύλη επιφάνεια, όπως φαίνεται στο αριστερό σχήμα. Η μέθοδος σάρωσης με οπίσθια εστίαση φαίνεται στο δεξί σχήμα, όπου ο αντικειμενικός φακός είναι ένας φακός επίπεδου πεδίου. Ο φακός επίπεδου πεδίου έχει ειδικό οπτικό σχεδιασμό.
Με την εισαγωγή της οπτικής διόρθωσης, το ημισφαιρικό εστιακό επίπεδο της δέσμης λέιζερ μπορεί να ρυθμιστεί σε ένα επίπεδο. Η σάρωση με οπίσθια εστίαση είναι κυρίως κατάλληλη για εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας επεξεργασίας και μικρό εύρος επεξεργασίας, όπως η σήμανση με λέιζερ, η συγκόλληση μικροδομών με λέιζερ κ.λπ. Καθώς αυξάνεται η περιοχή σάρωσης, αυξάνεται και το διάφραγμα του φακού. Λόγω τεχνικών και υλικών περιορισμών, η τιμή των φλάνσε μεγάλου διαφράγματος είναι πολύ ακριβή και αυτή η λύση δεν γίνεται αποδεκτή. Ο συνδυασμός του συστήματος σάρωσης γαλβανόμετρου μπροστά από τον αντικειμενικό φακό και ενός ρομπότ έξι αξόνων είναι μια εφικτή λύση που μπορεί να μειώσει την εξάρτηση από τον εξοπλισμό γαλβανόμετρου και μπορεί να έχει σημαντικό βαθμό ακρίβειας συστήματος και καλής συμβατότητας. Αυτή η λύση έχει υιοθετηθεί από τους περισσότερους ολοκληρωτές, η οποία συχνά ονομάζεται ιπτάμενη συγκόλληση. Η συγκόλληση του ζυγού της μονάδας, συμπεριλαμβανομένου του καθαρισμού του στύλου, έχει ιπτάμενες εφαρμογές, οι οποίες μπορούν να αυξήσουν ευέλικτα και αποτελεσματικά τη μορφή επεξεργασίας.
Είτε πρόκειται για σάρωση εμπρόσθιας εστίασης είτε για σάρωση οπίσθιας εστίασης, η εστίαση της δέσμης λέιζερ δεν μπορεί να ελεγχθεί για δυναμική εστίαση. Για τη λειτουργία σάρωσης εμπρόσθιας εστίασης, όταν το προς επεξεργασία τεμάχιο εργασίας είναι μικρό, ο φακός εστίασης έχει ένα συγκεκριμένο εύρος εστιακού βάθους, επομένως μπορεί να εκτελέσει σάρωση εστίασης με μικρό μέγεθος. Ωστόσο, όταν το επίπεδο που πρόκειται να σαρωθεί είναι μεγάλο, τα σημεία κοντά στην περιφέρεια θα είναι εκτός εστίασης και δεν θα μπορούν να εστιαστούν στην επιφάνεια του προς επεξεργασία τεμαχίου εργασίας, επειδή υπερβαίνει τα ανώτερα και κατώτερα όρια του εστιακού βάθους του λέιζερ. Επομένως, όταν η δέσμη λέιζερ πρέπει να είναι καλά εστιασμένη σε οποιαδήποτε θέση στο επίπεδο σάρωσης και το οπτικό πεδίο είναι μεγάλο, η χρήση φακού σταθερής εστιακής απόστασης δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις σάρωσης.
Το σύστημα δυναμικής εστίασης είναι ένα οπτικό σύστημα του οποίου η εστιακή απόσταση μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τις ανάγκες. Επομένως, χρησιμοποιώντας έναν φακό δυναμικής εστίασης για την αντιστάθμιση της διαφοράς οπτικής διαδρομής, ο κοίλος φακός (διαστολέας δέσμης) κινείται γραμμικά κατά μήκος του οπτικού άξονα για να ελέγχει τη θέση εστίασης, επιτυγχάνοντας έτσι δυναμική αντιστάθμιση της διαφοράς οπτικής διαδρομής της επιφάνειας που πρόκειται να υποστεί επεξεργασία σε διαφορετικές θέσεις. Σε σύγκριση με το 2D γαλβανόμετρο, η σύνθεση του 3D γαλβανόμετρου προσθέτει κυρίως ένα "οπτικό σύστημα άξονα Ζ", το οποίο επιτρέπει στο 3D γαλβανόμετρο να αλλάζει ελεύθερα την εστιακή θέση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης και να εκτελεί χωρική καμπύλη συγκόλληση επιφάνειας, χωρίς να χρειάζεται να ρυθμίζεται η θέση εστίασης συγκόλλησης αλλάζοντας το ύψος του φορέα, όπως η εργαλειομηχανή ή το ρομπότ, όπως το 2D γαλβανόμετρο.
Το δυναμικό σύστημα εστίασης μπορεί να αλλάξει την ποσότητα αποεστίασης, να αλλάξει το μέγεθος του σημείου, να πραγματοποιήσει ρύθμιση εστίασης στον άξονα Z και τρισδιάστατη επεξεργασία.
Η απόσταση εργασίας ορίζεται ως η απόσταση από το πιο μπροστινό μηχανικό άκρο του φακού έως το εστιακό επίπεδο ή επίπεδο σάρωσης του αντικειμενικού φακού. Προσέξτε να μην το συγχέετε αυτό με την ενεργό εστιακή απόσταση (EFL) του αντικειμενικού φακού. Αυτή μετριέται από το κύριο επίπεδο, ένα υποθετικό επίπεδο στο οποίο θεωρείται ότι διαθλάται ολόκληρο το σύστημα φακών, έως το εστιακό επίπεδο του οπτικού συστήματος.
Ώρα δημοσίευσης: 04 Ιουνίου 2024
