Laserscanner, ook wel lasergalvanometer genoemd, bestaat uit een XY optische scankop, een elektronische aandrijfversterker en een optische reflectielens.Het door de computercontroller geleverde signaal stuurt de optische scankop door het aandrijfversterkercircuit, waardoor de afbuiging van de laserstraal in het XY-vlak wordt geregeld.Simpel gezegd is de galvanometer een scannende galvanometer die wordt gebruikt in de laserindustrie.De professionele term heet high-speed scanning galvanometer Galvo-scansysteem.De zogenaamde galvanometer kan ook een ampèremeter worden genoemd.Het ontwerpidee volgt volledig de ontwerpmethode van een ampèremeter.De lens vervangt de naald en het signaal van de sonde wordt vervangen door een computergestuurd -5V-5V of -10V-+10V DC signaal., om de vooraf bepaalde actie te voltooien.Net als het roterende spiegelscansysteem maakt dit typische besturingssysteem gebruik van een paar intrekbare spiegels.Het verschil is dat de stappenmotor die deze set lenzen aandrijft, vervangen is door een servomotor.In dit besturingssysteem wordt een positiesensor gebruikt. Het ontwerpidee van een negatieve feedbacklus zorgt verder voor de nauwkeurigheid van het systeem, en de scansnelheid en herhaalde positioneringsnauwkeurigheid van het hele systeem bereiken een nieuw niveau.De scanmarkeerkop van de galvanometer bestaat hoofdzakelijk uit een XY-scanspiegel, een veldlens, een galvanometer en computergestuurde markeersoftware.Selecteer overeenkomstige optische componenten volgens verschillende lasergolflengten.Gerelateerde opties omvatten ook laserstraalexpanders, lasers, enz. In het laserdemonstratiesysteem is de golfvorm van optisch scannen een vectorscan en bepaalt de scansnelheid van het systeem de stabiliteit van het laserpatroon.De afgelopen jaren zijn er hogesnelheidsscanners ontwikkeld, met scansnelheden tot 45.000 punten/seconde, waardoor het mogelijk wordt complexe laseranimaties te demonstreren.
5.1 Lasverbinding met lasergalvanometer
5.1.1 Definitie en samenstelling van galvanometerlasverbinding:
De collimatiefocusseerkop gebruikt een mechanisch apparaat als ondersteunend platform.Het mechanische apparaat beweegt heen en weer om lassen van verschillende trajectlassen te bereiken.De lasnauwkeurigheid hangt af van de nauwkeurigheid van de actuator, dus er zijn problemen zoals lage nauwkeurigheid, lage reactiesnelheid en grote traagheid.Het galvanometerscansysteem maakt gebruik van een motor om de lens te dragen voor afbuiging.De motor wordt aangedreven door een bepaalde stroom en heeft de voordelen van hoge precisie, kleine traagheid en snelle respons.Wanneer de straal op de lens van de galvanometer wordt belicht, verandert de afbuiging van de galvanometer de laserstraal.Daarom kan de laserstraal elk traject in het scanveld door het galvanometersysteem scannen.
De belangrijkste componenten van het galvanometerscansysteem zijn de bundelexpansiecollimator, de focusseerlens, de XY tweeassige scangalvanometer, de besturingskaart en het hostcomputersoftwaresysteem.De scannende galvanometer verwijst voornamelijk naar de twee XY-galvanometerscankoppen, die worden aangedreven door snelle heen en weer bewegende servomotoren.Het dubbelassige servosysteem drijft de XY dubbelassige scangalvanometer aan om respectievelijk langs de X-as en Y-as af te buigen door opdrachtsignalen naar de X- en Y-as servomotoren te sturen.Op deze manier kan het besturingssysteem, door de gecombineerde beweging van de XY-spiegellens met twee assen, het signaal via het galvanometerbord omzetten volgens het vooraf ingestelde grafische sjabloon van de hostcomputersoftware volgens het ingestelde pad, en snel verder gaan op de werkstukvlak om een scantraject te vormen.
5.1.2 Classificatie van galvanometerlasverbindingen:
1. Scanlens voor focus
Afhankelijk van de positionele relatie tussen de focusseringslens en de lasergalvanometer, kan de scanmodus van de galvanometer worden onderverdeeld in focusscanning aan de voorkant (Figuur 1 hieronder) en focusscanning aan de achterkant (Figuur 2 hieronder).Vanwege het bestaan van een verschil in optisch pad wanneer de laserstraal naar verschillende posities wordt afgebogen (de transmissieafstand van de straal is anders), is het brandpuntsoppervlak van de laser tijdens het vorige scanproces in de scherpstellingsmodus een halfbolvormig oppervlak, zoals weergegeven in de linkerfiguur.De post-focusscanmethode wordt weergegeven in de afbeelding rechts.De objectieflens is een F-plan lens.De F-vlakspiegel heeft een speciaal optisch ontwerp.Door optische correctie te introduceren, kan het halfbolvormige brandpuntsoppervlak van de laserstraal vlak worden gemaakt.Post-focus scannen is vooral geschikt voor toepassingen die een hoge verwerkingsnauwkeurigheid en een klein verwerkingsbereik vereisen, zoals lasermarkeren, lasermicrostructuurlassen, enz.
2.Scanlens met focus op de achterkant
Naarmate het scangebied groter wordt, neemt ook de opening van de f-thetaalens toe.Vanwege technische en materiële beperkingen zijn f-theta-lenzen met een groot diafragma erg duur en deze oplossing wordt niet geaccepteerd.Het scansysteem voor de galvanometer met objectieve lens in combinatie met de zesassige robot is een relatief haalbare oplossing, die de afhankelijkheid van de galvanometerapparatuur kan verminderen, een aanzienlijke mate van systeemnauwkeurigheid heeft en een goede compatibiliteit heeft.Deze oplossing is door de meeste integrators overgenomen.Adopteren, vaak vluchtlassen genoemd.Het lassen van modulerail, inclusief paalreiniging, heeft vliegtoepassingen, waardoor de verwerkingsbreedte flexibel en efficiënt kan worden vergroot.
3.3D galvanometer:
Ongeacht of het om front-focused scannen of achterwaarts-focusseren gaat, de focus van de laserstraal kan niet worden geregeld voor dynamische focussering.Voor de scanmodus met frontfocus, wanneer het te bewerken werkstuk klein is, heeft de focusseringslens een bepaald focusdieptebereik, zodat deze gericht kan scannen met een klein formaat.Wanneer het te scannen vlak echter groot is, zullen de punten nabij de omtrek onscherp zijn en kunnen ze niet worden scherpgesteld op het oppervlak van het te bewerken werkstuk, omdat dit het dieptebereik van de laserfocus overschrijdt.Daarom kan het gebruik van een lens met vaste brandpuntsafstand niet voldoen aan de scanvereisten wanneer de laserbundel op elke positie op het scanvlak goed gefocusseerd moet zijn en het gezichtsveld groot is.Het dynamische focussysteem is een reeks optische systemen waarvan de brandpuntsafstand indien nodig kan veranderen.Daarom stellen onderzoekers voor om een dynamische focusseringslens te gebruiken om het verschil in het optische pad te compenseren, en een concave lens (bundelexpander) te gebruiken om lineair langs de optische as te bewegen om de focuspositie te controleren en te bereiken. Het te bewerken oppervlak compenseert dynamisch de optische padverschil op verschillende posities.Vergeleken met de 2D-galvanometer voegt de samenstelling van de 3D-galvanometer voornamelijk een “Z-as optisch systeem” toe, zodat de 3D-galvanometer de focuspositie tijdens het lasproces vrijelijk kan veranderen en ruimtelijk gebogen oppervlaktelassen kan uitvoeren, zonder de noodzaak om te veranderen de drager, zoals een werktuigmachine, enz. zoals de 2D-galvanometer.De hoogte van de robot wordt gebruikt om de lasfocuspositie aan te passen.
Posttijd: 23 mei 2024
