El cabezal de enfoque colimador utiliza un dispositivo mecánico como plataforma de soporte y se mueve hacia adelante y hacia atrás a través del dispositivo mecánico para lograr la soldadura de soldaduras con diferentes trayectorias. La precisión de la soldadura depende de la precisión del actuador, por lo que existen problemas como baja precisión, velocidad de respuesta lenta y gran inercia. El sistema de escaneo del galvanómetro utiliza un motor para desviar la lente. El motor es impulsado por una determinada corriente y tiene las ventajas de alta precisión, pequeña inercia y respuesta rápida. Cuando el haz de luz se irradia sobre la lente del galvanómetro, la desviación del galvanómetro cambia el ángulo de reflexión del rayo láser. Por lo tanto, el rayo láser puede escanear cualquier trayectoria en el campo de visión de escaneo a través del sistema galvanómetro. El cabezal vertical utilizado en el sistema de soldadura robótica es una aplicación basada en este principio.
Los principales componentes delsistema de escaneo galvanométricoson el colimador de expansión del haz, la lente de enfoque, el galvanómetro de escaneo de dos ejes XY, el tablero de control y el sistema de software del ordenador host. El galvanómetro de escaneo se refiere principalmente a los dos cabezales de escaneo del galvanómetro XY, que son impulsados por servomotores alternativos de alta velocidad. El servosistema de doble eje impulsa el galvanómetro de escaneo de doble eje XY para que se desvíe a lo largo del eje X y el eje Y respectivamente enviando señales de comando a los servomotores de los ejes X e Y. De esta manera, a través del movimiento combinado de la lente del espejo de dos ejes XY, el sistema de control puede convertir la señal a través del tablero del galvanómetro de acuerdo con la plantilla de los gráficos preestablecidos del software de la computadora host y el modo de ruta establecido, y moverse rápidamente en el plano de la pieza de trabajo para formar una trayectoria de escaneo.
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Según la relación posicional entre la lente de enfoque y el galvanómetro láser, el modo de escaneo del galvanómetro se puede dividir en escaneo de enfoque frontal (imagen de la izquierda) y escaneo de enfoque posterior (imagen de la derecha). Debido a la existencia de una diferencia en la trayectoria óptica cuando el rayo láser se desvía a diferentes posiciones (la distancia de transmisión del rayo es diferente), el plano focal del láser en el proceso de escaneo de enfoque anterior es una superficie curva hemisférica, como se muestra en la figura de la izquierda. El método de escaneo de enfoque posterior se muestra en la figura de la derecha, en el que la lente objetivo es una lente de campo plano. La lente de campo plano tiene un diseño óptico especial.
Mediante la introducción de una corrección óptica se puede ajustar el plano focal hemisférico del rayo láser a un plano. El escaneo con retroenfoque es principalmente adecuado para aplicaciones con requisitos de alta precisión de procesamiento y un rango de procesamiento pequeño, como marcado láser, soldadura láser de microestructuras, etc. A medida que aumenta el área de escaneo, también aumenta la apertura de la lente. Debido a limitaciones técnicas y materiales, el precio de las lentes de gran apertura es muy elevado y esta solución no se acepta. La combinación del sistema de escaneo del galvanómetro frente a la lente objetivo y un robot de seis ejes es una solución factible que puede reducir la dependencia del equipo del galvanómetro y puede tener un grado considerable de precisión del sistema y buena compatibilidad. Esta solución ha sido adoptada por la mayoría de los integradores, lo que a menudo se denomina soldadura voladora. La soldadura de la barra colectora del módulo, incluida la limpieza del poste, tiene aplicaciones voladoras que pueden aumentar de manera flexible y eficiente el formato de procesamiento.
Ya sea que se trate de un escaneo de enfoque frontal o de un escaneo de enfoque trasero, el enfoque del rayo láser no se puede controlar para el enfoque dinámico. Para el modo de escaneo de enfoque frontal, cuando la pieza de trabajo a procesar es pequeña, la lente de enfoque tiene un cierto rango de profundidad focal, por lo que puede realizar un escaneo de enfoque con un formato pequeño. Sin embargo, cuando el plano a escanear es grande, los puntos cerca de la periferia estarán desenfocados y no podrán enfocarse en la superficie de la pieza a procesar porque excede los límites superior e inferior de la profundidad focal del láser. Por lo tanto, cuando se requiere que el rayo láser esté bien enfocado en cualquier posición del plano de escaneo y el campo de visión es grande, el uso de una lente de distancia focal fija no puede cumplir con los requisitos de escaneo.
El sistema de enfoque dinámico es un sistema óptico cuya distancia focal se puede cambiar según sea necesario. Por lo tanto, al utilizar una lente de enfoque dinámico para compensar la diferencia de trayectoria óptica, la lente cóncava (expansor de haz) se mueve linealmente a lo largo del eje óptico para controlar la posición de enfoque, logrando así una compensación dinámica de la diferencia de trayectoria óptica de la superficie a procesar. en diferentes posiciones. En comparación con el galvanómetro 2D, la composición del galvanómetro 3D agrega principalmente un "sistema óptico de eje Z", que permite que el galvanómetro 3D cambie libremente la posición focal durante el proceso de soldadura y realice soldadura de superficie curva espacial, sin necesidad de ajustar la soldadura. Posición de enfoque cambiando la altura del soporte, como la máquina herramienta o el robot, como el galvanómetro 2D.
El sistema de enfoque dinámico puede cambiar la cantidad de desenfoque, cambiar el tamaño del punto, realizar ajustes de enfoque del eje Z y procesamiento tridimensional.
La distancia de trabajo se define como la distancia desde el borde mecánico más frontal de la lente hasta el plano focal o plano de escaneo del objetivo. Tenga cuidado de no confundir esto con la distancia focal efectiva (EFL) del objetivo. Esto se mide desde el plano principal, un plano hipotético en el que se supone que todo el sistema de lentes refracta, hasta el plano focal del sistema óptico.
Hora de publicación: 04-jun-2024
