E Laserscanner, och Lasergalvanometer genannt, besteet aus engem XY-opteschen Scankopf, engem elektroneschen Undriffsverstärker an enger optescher Reflexiounslëns. De Signal, deen vum Computercontroller geliwwert gëtt, dréit den opteschen Scankopf duerch de Undriffsverstärkerkrees a kontrolléiert doduerch d'Oflenkung vum Laserstrahl an der XY-Fläch. Einfach ausgedréckt ass de Galvanometer e Scangalvanometer, deen an der Laserindustrie benotzt gëtt. Säin professionellen Term gëtt High-Speed-Scanning-Galvo-Scanning-System genannt. De sougenannte Galvanometer kann och Ampèremeter genannt ginn. Seng Designidee follegt komplett der Designmethod vun engem Ampèremeter. D'Lëns ersetzt d'Nadel, an d'Signal vun der Sond gëtt duerch e computergesteierten -5V-5V oder -10V-+10V DC-Signal ersat, fir déi virbestëmmt Aktioun ofzeschléissen. Wéi de rotéierende Spigel-Scanning-System benotzt dëst typescht Kontrollsystem e puer zréckzéiend Spigelen. Den Ënnerscheed ass, datt de Schrëttmotor, deen dës Lënsen ugedriwwen huet, duerch e Servomotor ersat gëtt. An dësem Kontrollsystem gëtt e Positiounssensor benotzt. D'Designidee an eng negativ Réckkopplungsschleef garantéieren weider d'Genauegkeet vum System, an d'Scangeschwindegkeet an d'Widderhuelungspositionéierungsgenauegkeet vum ganze System erreechen en neien Niveau. De Galvanometer-Scanning-Markéierungskopf besteet haaptsächlech aus engem XY-Scanningspigel, enger Feldlëns, engem Galvanometer a computergesteierter Markéierungssoftware. Wielt déi entspriechend optesch Komponenten no verschiddene Laserwellelängten. Zu den Optiounen gehéieren och Laserstrahl-Expander, Laser, etc. Am Laser-Demonstratiounssystem ass d'Wellenform vum optesche Scannen e Vektorscan, an d'Scangeschwindegkeet vum System bestëmmt d'Stabilitéit vum Lasermuster. An de leschte Jore goufen Héichgeschwindegkeetsscanner entwéckelt, mat Scangeschwindegkeete vu 45.000 Punkten/Sekonn, wat et erméiglecht, komplex Laseranimatiounen ze demonstréieren.
5.1 Lasergalvanometer-Schweißverbindung
5.1.1 Definitioun an Zesummesetzung vun enger Galvanometer-Schweissverbindung:
De Kollimatiounsfokussierungskopf benotzt en mechaneschen Apparat als Ënnerstëtzungsplattform. Den Apparat beweegt sech hin an hier fir d'Schweißen vu verschiddenen Trajektorienschweißnähten z'erreechen. D'Schweißgenauegkeet hänkt vun der Genauegkeet vum Aktuator of, dofir gëtt et Problemer wéi niddreg Genauegkeet, lues Reaktiounsgeschwindegkeet a grouss Trägheet. De Galvanometer-Scansystem benotzt e Motor fir d'Lëns fir d'Oflenkung ze droen. De Motor gëtt vun engem bestëmmte Stroum ugedriwwen an huet d'Virdeeler vun héijer Präzisioun, klenger Trägheet a schneller Reaktioun. Wann de Stral op der Galvanometerlëns beliicht gëtt, ännert d'Oflenkung vum Galvanometer de Laserstrahl. Dofir kann de Laserstrahl all Trajektorie am Scanfeld duerch de Galvanometersystem scannen.
Déi Haaptkomponente vum Galvanometer-Scansystem sinn de Straleausdehnungskollimator, d'Fokussierlëns, den XY-Zweiachs-Scanngalvanometer, d'Steierplat an den Hostcomputer-Softwaresystem. De Scanngalvanometer bezitt sech haaptsächlech op déi zwee XY-Galvanometer-Scannkäpp, déi vun héichgeschwindegen, hin- an hiergedriwwenen Servomotoren ugedriwwe ginn. Den Duebelachs-Servosystem dréit den XY-Zweiachs-Scanngalvanometer un, fir sech laanscht d'X-Achs respektiv d'Y-Achs ofzelenken, andeems et Kommandosignaler un d'X- an d'Y-Achs-Servomotoren schéckt. Op dës Manéier kann de Kontrollsystem, duerch déi kombinéiert Bewegung vun der XY-Zweiachs-Spigellëns, d'Signal iwwer d'Galvanometerplat no der virdefinéierter Grafikschabloun vun der Hostcomputer-Software no dem festgeluechte Wee konvertéieren a sech séier op der Werkstéckfläch beweegen, fir eng Scanbunn ze bilden.
5.1.2 Klassifikatioun vu Galvanometer-Schweißverbindungen:
1. Frontfokusséierungsscanner
Jee no der Positiounsbezéiung tëscht der Fokussierungslëns an dem Lasergalvanometer kann de Scanmodus vum Galvanometer a Frontfokussierungsscannen (Figur 1 hei ënnendrënner) an Hannerfokussierungsscannen (Figur 2 hei ënnendrënner) opgedeelt ginn. Wéinst der Existenz vun engem optesche Weeënnerscheed wann de Laserstrahl a verschidde Positiounen ofgelenkt gëtt (d'Transmissiounsdistanz vum Stral ass ënnerschiddlech), ass d'Laserfokusfläch während dem virege Fokussierungsmodus-Scanprozess eng hallefkugelfërmeg Uewerfläch, wéi an der lénkser Figur gewisen. D'Postfokussierungsmethod gëtt an der Bild riets gewisen. D'Objektivlëns ass eng F-Plan-Lëns. Den F-Plan-Spigel huet en speziellen opteschen Design. Duerch d'Aféierung vun enger optescher Korrektur kann déi hallefkugelfërmeg Fokusfläch vum Laserstrahl op flaach ugepasst ginn. Postfokussierung ass haaptsächlech gëeegent fir Uwendungen, déi eng héich Veraarbechtungsgenauegkeet an e klenge Veraarbechtungsberäich erfuerderen, wéi z. B. Lasermarkéierung, Lasermikrostrukturschweißen, etc.
2.Réckfokusséierungslens
Wann d'Scanfläche méi grouss gëtt, klëmmt och d'Apertur vun der f-Theta-Lëns. Wéinst techneschen a materiellen Aschränkungen si f-Theta-Lënsen mat grousser Apertur ganz deier an dës Léisung gëtt net akzeptéiert. De Scansystem vum Galvanometer vun der Objektivlëns a Kombinatioun mam sechsachsegen Roboter ass eng relativ machbar Léisung, déi d'Ofhängegkeet vun der Galvanometerausrüstung reduzéiere kann, e beträchtleche Grad u Systemgenauegkeet huet a gutt Kompatibilitéit huet. Dës Léisung gouf vun de meeschten Integratoren ugeholl. Adopt, dacks als Flight Welding bezeechent. D'Schweißen vun de Modulschinnen, inklusiv der Polreinigung, huet Flight-Uwendungen, déi d'Veraarbechtungsbreet flexibel an effizient erhéije kënnen.
3.3D Galvanometer:
Egal ob et sech ëm e frontfokuséierte Scan oder e backfokuséierte Scan handelt, de Fokus vum Laserstrahl kann net fir dynamesch Fokuséierung kontrolléiert ginn. Fir de frontfokuséierte Scanmodus, wann d'Wierkstéck, dat veraarbecht soll ginn, kleng ass, huet d'Fokussiounslëns e gewësse Fokusdéifteberäich, sou datt se e fokuséierte Scan mat engem klenge Format ausféiere kann. Wann d'Fläch, déi gescannt soll ginn, awer grouss ass, sinn d'Punkten no bei der Peripherie onscharf a kënnen net op der Uewerfläch vum ze veraarbechte Werkstéck fokusséiert ginn, well se den Déifteberäich vum Laserfokus iwwerschreit. Dofir, wann de Laserstrahl op all Positioun op der Scanfläch gutt fokusséiert muss sinn an d'Siichtfeld grouss ass, kann d'Benotzung vun enger Objektiv mat fester Brennwäit d'Scanufuerderunge net erfëllen. Dat dynamescht Fokuséierungssystem ass eng Rei vun optesche Systemer, deenen hir Brennwäit sech no Bedarf ännere kann. Dofir proposéieren d'Fuerscher eng dynamesch Fokuséierungslëns ze benotzen fir den Ënnerscheed am optesche Wee ze kompenséieren, an eng konkav Lëns (Strahlenexpander) ze benotzen fir sech linear laanscht d'optesch Achs ze beweegen fir d'Fokuspositioun ze kontrolléieren an z'erreechen datt d'Uewerfläch, déi veraarbecht soll ginn, dynamesch den Ënnerscheed am optesche Wee op verschiddene Positiounen kompenséiert. Am Verglach mam 2D-Galvanometer füügt d'Zesummesetzung vum 3D-Galvanometer haaptsächlech en "Z-Achs optescht System" bäi, sou datt den 3D-Galvanometer d'Fokuspositioun während dem Schweessprozess fräi ännere kann a raimlech gekrëmmt Uewerflächeschweißen duerchféiere kann, ouni datt den Träger wéi eng Maschinn usw. wéi beim 2D-Galvanometer geännert muss ginn. D'Héicht vum Roboter gëtt benotzt fir d'Schweessfokuspositioun unzepassen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 23. Mee 2024
