Kolimatör odaklama başlığı, destek platformu olarak mekanik bir cihaz kullanır ve farklı yörüngelere sahip kaynakların kaynaklanmasını sağlamak için mekanik cihaz içinde ileri geri hareket eder. Kaynak doğruluğu, aktüatörün doğruluğuna bağlıdır, bu nedenle düşük doğruluk, yavaş tepki hızı ve büyük atalet gibi sorunlar vardır. Galvanometre tarama sistemi, merceği saptırmak için bir motor kullanır. Motor belirli bir akımla çalıştırılır ve yüksek doğruluk, küçük atalet ve hızlı tepki avantajlarına sahiptir. Işık demeti galvanometre merceğine çarptığında, galvanometrenin sapması lazer ışınının yansıma açısını değiştirir. Bu nedenle, lazer ışını galvanometre sistemi aracılığıyla tarama görüş alanındaki herhangi bir yörüngeyi tarayabilir. Robotik kaynak sisteminde kullanılan dikey başlık, bu prensibe dayalı bir uygulamadır.
Başlıca bileşenlerigalvanometre tarama sistemiBurada ışın genişletme kolimatörü, odaklama merceği, XY iki eksenli tarama galvanometresi, kontrol panosu ve ana bilgisayar yazılım sistemi yer almaktadır. Tarama galvanometresi esas olarak yüksek hızlı pistonlu servo motorlarla tahrik edilen iki XY galvanometre tarama başlığını ifade eder. Çift eksenli servo sistemi, X ve Y eksenli servo motorlara komut sinyalleri göndererek XY çift eksenli tarama galvanometresini sırasıyla X ve Y eksenleri boyunca hareket ettirir. Bu şekilde, XY iki eksenli ayna merceğinin birleşik hareketiyle, kontrol sistemi, ana bilgisayar yazılımının önceden ayarlanmış grafik şablonuna ve ayarlanmış yol moduna göre galvanometre panosu üzerinden sinyali dönüştürebilir ve iş parçasının düzleminde hızlı bir şekilde hareket ederek bir tarama yörüngesi oluşturabilir.
、
Odaklama merceği ile lazer galvanometresi arasındaki konumsal ilişkiye göre, galvanometrenin tarama modu önden odaklamalı tarama (sol resim) ve arkadan odaklamalı tarama (sağ resim) olarak ikiye ayrılabilir. Lazer ışını farklı konumlara saptığında optik yol farkının varlığı nedeniyle (ışın iletim mesafesi farklıdır), önceki odaklamalı tarama işlemindeki lazer odak düzlemi, soldaki şekilde gösterildiği gibi yarım küresel kavisli bir yüzeydir. Sağdaki şekilde arkadan odaklamalı tarama yöntemi gösterilmektedir; burada objektif mercek düz alan merceğidir. Düz alan merceği özel bir optik tasarıma sahiptir.
Optik düzeltme uygulanarak, lazer ışınının yarım küresel odak düzlemi bir düzleme ayarlanabilir. Geriye odaklı tarama, lazer markalama, lazer mikro yapı kaynağı vb. gibi yüksek işleme hassasiyeti gereksinimleri ve küçük işleme aralığı olan uygulamalar için uygundur. Tarama alanı arttıkça, lensin açıklığı da artar. Teknik ve malzeme sınırlamaları nedeniyle, geniş açıklıklı lenslerin fiyatı çok yüksektir ve bu çözüm kabul görmemektedir. Objektif lensin önündeki galvanometre tarama sistemi ile altı eksenli bir robotun kombinasyonu, galvanometre ekipmanına olan bağımlılığı azaltabilen ve önemli ölçüde sistem doğruluğu ve iyi uyumluluk sağlayabilen uygulanabilir bir çözümdür. Bu çözüm, çoğu entegratör tarafından benimsenmiştir ve genellikle uçan kaynak olarak adlandırılır. Kutup temizliği de dahil olmak üzere modül bara kaynağı, esnek ve verimli bir şekilde işleme formatını artırabilen uçan uygulamalara sahiptir.
İster önden odaklı tarama, ister arkadan odaklı tarama olsun, dinamik odaklama için lazer ışınının odağı kontrol edilemez. Önden odaklı tarama modunda, işlenecek iş parçası küçük olduğunda, odaklama merceğinin belirli bir odak derinliği aralığı vardır, bu nedenle küçük formatta odaklı tarama yapılabilir. Bununla birlikte, taranacak düzlem büyük olduğunda, çevreye yakın noktalar odak dışı kalır ve lazer odak derinliğinin üst ve alt sınırlarını aştığı için işlenecek iş parçasının yüzeyine odaklanamaz. Bu nedenle, lazer ışınının tarama düzlemindeki herhangi bir konumda iyi odaklanması ve görüş alanının geniş olması gerektiğinde, sabit odak uzaklığına sahip bir merceğin kullanılması tarama gereksinimlerini karşılayamaz.
Dinamik odaklama sistemi, odak uzaklığı gerektiği gibi değiştirilebilen bir optik sistemdir. Bu nedenle, optik yol farkını telafi etmek için dinamik bir odaklama merceği kullanılarak, içbükey mercek (ışın genişletici) odak konumunu kontrol etmek için optik eksen boyunca doğrusal olarak hareket eder ve böylece farklı konumlarda işlenecek yüzeyin optik yol farkının dinamik olarak telafisi sağlanır. 2D galvanometre ile karşılaştırıldığında, 3D galvanometre yapısı esas olarak bir "Z ekseni optik sistemi" ekler; bu da 3D galvanometrenin kaynak işlemi sırasında odak konumunu serbestçe değiştirmesine ve uzamsal olarak kavisli yüzey kaynağı yapmasına olanak tanır; bu sayede 2D galvanometrede olduğu gibi takım tezgahı veya robot gibi taşıyıcının yüksekliğini değiştirerek kaynak odak konumunu ayarlamaya gerek kalmaz.
Dinamik odaklama sistemi, odak dışı kalma miktarını değiştirebilir, nokta boyutunu değiştirebilir, Z ekseni odak ayarını gerçekleştirebilir ve üç boyutlu işleme yapabilir.
Çalışma mesafesi, merceğin en ön mekanik kenarından objektifin odak düzlemine veya tarama düzlemine olan mesafe olarak tanımlanır. Bunu objektifin etkin odak uzunluğu (EFL) ile karıştırmamaya dikkat edin. Bu, tüm mercek sisteminin kırılma yaptığı varsayılan varsayımsal bir düzlem olan ana düzlemden optik sistemin odak düzlemine kadar ölçülür.
Yayın tarihi: 04-06-2024
