Le scanner laser, également appelé galvanomètre laser, se compose d'une tête de balayage optique XY, d'un amplificateur d'entraînement électronique et d'une lentille de réflexion optique. Le signal fourni par le contrôleur informatique entraîne la tête de balayage optique à travers le circuit amplificateur de commande, contrôlant ainsi la déviation du faisceau laser dans le plan XY. En termes simples, le galvanomètre est un galvanomètre à balayage utilisé dans l'industrie laser. Son terme professionnel est appelé système de balayage Galvo pour galvanomètre à balayage à grande vitesse. Le soi-disant galvanomètre peut également être appelé ampèremètre. Son idée de conception suit entièrement la méthode de conception d'un ampèremètre. La lentille remplace l'aiguille et le signal de la sonde est remplacé par un signal -5V-5V ou -10V-+10V DC contrôlé par ordinateur. , pour terminer l’action prédéterminée. Comme le système de balayage à miroir rotatif, ce système de contrôle typique utilise une paire de miroirs rétractables. La différence est que le moteur pas à pas qui entraîne cet ensemble d’objectifs est remplacé par un servomoteur. Dans ce système de contrôle, un capteur de position est utilisé. L'idée de conception et la boucle de rétroaction négative garantissent en outre la précision du système, et la vitesse de balayage et la précision de positionnement répété de l'ensemble du système atteignent un nouveau niveau. La tête de marquage à balayage du galvanomètre est principalement composée d'un miroir de balayage XY, d'une lentille de champ, d'un galvanomètre et d'un logiciel de marquage contrôlé par ordinateur. Sélectionnez les composants optiques correspondants en fonction des différentes longueurs d'onde laser. Les options associées incluent également des expanseurs de faisceau laser, des lasers, etc. Dans le système de démonstration laser, la forme d'onde du balayage optique est un balayage vectoriel et la vitesse de balayage du système détermine la stabilité du motif laser. Ces dernières années, des scanners à grande vitesse ont été développés, avec des vitesses de numérisation atteignant 45 000 points/seconde, permettant de démontrer des animations laser complexes.
5.1 Joint de soudage par galvanomètre laser
5.1.1 Définition et composition du joint de soudure galvanométrique :
La tête de focalisation par collimation utilise un dispositif mécanique comme plate-forme de support. Le dispositif mécanique se déplace d'avant en arrière pour réaliser le soudage de soudures à différentes trajectoires. La précision du soudage dépend de la précision de l'actionneur, il existe donc des problèmes tels qu'une faible précision, une vitesse de réponse lente et une grande inertie. Le système de balayage du galvanomètre utilise un moteur pour transporter la lentille pour la déviation. Le moteur est entraîné par un certain courant et présente les avantages d'une haute précision, d'une faible inertie et d'une réponse rapide. Lorsque le faisceau est éclairé sur la lentille du galvanomètre, la déviation du galvanomètre modifie le faisceau laser. Par conséquent, le faisceau laser peut balayer n’importe quelle trajectoire dans le champ de vision de balayage à travers le système galvanométrique.
Les principaux composants du système de balayage du galvanomètre sont le collimateur à expansion de faisceau, la lentille de focalisation, le galvanomètre à balayage à deux axes XY, la carte de commande et le système logiciel informatique hôte. Le galvanomètre à balayage fait principalement référence aux deux têtes de balayage du galvanomètre XY, qui sont entraînées par des servomoteurs alternatifs à grande vitesse. Le système d'asservissement à deux axes entraîne le galvanomètre à balayage à double axe XY pour qu'il dévie respectivement le long des axes X et Y en envoyant des signaux de commande aux servomoteurs des axes X et Y. De cette façon, grâce au mouvement combiné de la lentille miroir à deux axes XY, le système de contrôle peut convertir le signal via la carte galvanomètre selon le modèle graphique prédéfini du logiciel de l'ordinateur hôte selon le chemin défini, et se déplacer rapidement sur le plan de la pièce à usiner pour former une trajectoire de balayage.
5.1.2 Classification des joints de soudure galvanométriques :
1. Objectif de numérisation à mise au point avant
Selon la relation de position entre la lentille de focalisation et le galvanomètre laser, le mode de balayage du galvanomètre peut être divisé en balayage de focalisation avant (Figure 1 ci-dessous) et balayage de focalisation arrière (Figure 2 ci-dessous). En raison de l'existence d'une différence de chemin optique lorsque le faisceau laser est dévié vers différentes positions (la distance de transmission du faisceau est différente), la surface focale du laser lors du processus de balayage en mode de focalisation précédent est une surface hémisphérique, comme le montre la figure de gauche. La méthode de numérisation post-mise au point est illustrée dans l'image de droite. L'objectif est un objectif à plan F. Le miroir plan F a une conception optique spéciale. En introduisant une correction optique, la surface focale hémisphérique du faisceau laser peut être réglée à plat. La numérisation post-mise au point convient principalement aux applications nécessitant une précision de traitement élevée et une petite plage de traitement, telles que le marquage laser, le soudage de microstructures laser, etc.
2.Objectif de numérisation à mise au point arrière
À mesure que la zone de numérisation augmente, l’ouverture de l’objectif f-thêta augmente également. En raison de limitations techniques et matérielles, les objectifs f-thêta à grande ouverture sont très coûteux et cette solution n'est pas acceptée. Le système de balayage du galvanomètre avant à lentille d'objectif combiné au robot à six axes constitue une solution relativement réalisable, qui peut réduire la dépendance à l'égard de l'équipement du galvanomètre, présente un degré considérable de précision du système et présente une bonne compatibilité. Cette solution a été adoptée par la plupart des intégrateurs. Adopter, souvent appelé soudage en vol. Le soudage des barres omnibus des modules, y compris le nettoyage des pôles, a des applications en vol, qui peuvent augmenter la largeur de traitement de manière flexible et efficace.
Galvanomètre 3.3D :
Qu'il s'agisse d'un balayage focalisé vers l'avant ou d'un balayage focalisé vers l'arrière, la focalisation du faisceau laser ne peut pas être contrôlée pour une mise au point dynamique. Pour le mode de numérisation à mise au point frontale, lorsque la pièce à traiter est petite, l'objectif de mise au point a une certaine plage de profondeur focale, ce qui lui permet d'effectuer une numérisation focalisée avec un petit format. Cependant, lorsque le plan à numériser est grand, les points proches de la périphérie seront flous et ne pourront pas être focalisés sur la surface de la pièce à traiter car elle dépasse la plage de profondeur de focalisation laser. Par conséquent, lorsque le faisceau laser doit être bien focalisé en n'importe quelle position sur le plan de balayage et que le champ de vision est grand, l'utilisation d'un objectif à focale fixe ne peut pas répondre aux exigences de balayage. Le système de focalisation dynamique est un ensemble de systèmes optiques dont la distance focale peut changer selon les besoins. Par conséquent, les chercheurs proposent d'utiliser une lentille de focalisation dynamique pour compenser la différence de chemin optique et d'utiliser une lentille concave (extenseur de faisceau) pour se déplacer linéairement le long de l'axe optique afin de contrôler la position de mise au point et d'obtenir que la surface à traiter compense dynamiquement l'optique. différence de marche à différentes positions. Par rapport au galvanomètre 2D, la composition du galvanomètre 3D ajoute principalement un « système optique sur l'axe Z », de sorte que le galvanomètre 3D puisse changer librement la position de mise au point pendant le processus de soudage et effectuer un soudage de surface incurvée spatiale, sans avoir besoin de changer. le support comme une machine-outil, etc. comme le galvanomètre 2D. La hauteur du robot est utilisée pour ajuster la position de focalisation du soudage.
Heure de publication : 23 mai 2024
