La tête de focalisation collimatrice utilise un dispositif mécanique comme plate-forme de support et se déplace d'avant en arrière à travers le dispositif mécanique pour réaliser le soudage de soudures avec 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 dévier la lentille.Le moteur est entraîné par un certain courant et présente les avantages d'une grande précision, d'une faible inertie et d'une réponse rapide.Lorsque le faisceau lumineux est irradié sur la lentille du galvanomètre, la déviation du galvanomètre modifie l'angle de réflexion du 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.La tête verticale utilisée dans le système de soudage robotisé est une application basée sur ce principe.
Les principaux composants dusystème de balayage du galvanomètresont le collimateur d'expansion de faisceau, la lentille de focalisation, le galvanomètre à balayage à deux axes XY, la carte de commande et le système logiciel de l'ordinateur 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 des graphiques prédéfinis du logiciel de l'ordinateur hôte et le mode de chemin défini, et se déplacer rapidement. sur le plan de la pièce pour former une trajectoire de balayage.
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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 mise au point avant (image de gauche) et balayage de mise au point arrière (image de droite).En raison de l'existence d'une différence de chemin optique lorsque le faisceau laser se dévie vers différentes positions (la distance de transmission du faisceau est différente), le plan focal du laser dans le processus de balayage de focalisation précédent est une surface incurvée hémisphérique, comme le montre la figure de gauche.La méthode de balayage à mise au point arrière est illustrée dans la figure de droite, dans laquelle l'objectif est un objectif à champ plat.L'objectif à champ plat a une conception optique spéciale.
En introduisant une correction optique, le plan focal hémisphérique du faisceau laser peut être ajusté sur un plan.La numérisation à focalisation arrière convient principalement aux applications nécessitant une précision de traitement élevée et une plage de traitement réduite, telles que le marquage laser, le soudage de microstructures laser, etc. À mesure que la zone de numérisation augmente, l'ouverture de l'objectif augmente également.En raison de limitations techniques et matérielles, le prix des lunettes à grande ouverture est très élevé et cette solution n'est pas acceptée.La combinaison du système de balayage du galvanomètre devant l'objectif et d'un robot à six axes est une solution réalisable qui peut réduire la dépendance à l'égard de l'équipement du galvanomètre et peut avoir un degré considérable de précision du système et une bonne compatibilité.Cette solution a été adoptée par la plupart des intégrateurs, souvent appelée soudage volant.Le soudage du jeu de barres du module, y compris le nettoyage du poteau, a des applications volantes, qui peuvent augmenter de manière flexible et efficace le format de traitement.
Qu'il s'agisse d'un balayage à mise au point avant ou d'un balayage à mise au point 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 de mise au point 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 ils dépassent les limites supérieure et inférieure de la profondeur focale du 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 système optique dont la distance focale peut être modifiée selon les besoins.Par conséquent, en utilisant une lentille de focalisation dynamique pour compenser la différence de chemin optique, la lentille concave (extenseur de faisceau) se déplace linéairement le long de l'axe optique pour contrôler la position de mise au point, obtenant ainsi une compensation dynamique de la différence de chemin optique de la surface à traiter. à différents postes.Par rapport au galvanomètre 2D, la composition du galvanomètre 3D ajoute principalement un « système optique sur l'axe Z », qui permet au galvanomètre 3D de changer librement la position focale pendant le processus de soudage et d'effectuer un soudage de surface incurvée spatiale, sans avoir besoin d'ajuster le soudage. position de mise au point en modifiant la hauteur du support tel que la machine-outil ou le robot comme le galvanomètre 2D.
Le système de mise au point dynamique peut modifier le degré de défocalisation, modifier la taille du spot, réaliser un réglage de la mise au point sur l'axe Z et un traitement tridimensionnel.
La distance de travail est définie comme la distance entre le bord mécanique le plus avant de l'objectif et le plan focal ou plan de balayage de l'objectif.Attention à ne pas confondre cela avec la distance focale effective (EFL) de l'objectif.Ceci est mesuré à partir du plan principal, un plan hypothétique dans lequel l'ensemble du système de lentilles est supposé se réfracter, jusqu'au plan focal du système optique.
Heure de publication : 04 juin 2024
