Роботски систем за заварување – галванометарска глава за заварување

Колимирачката фокусирачка глава користи механички уред како потпорна платформа и се движи напред-назад низ механичкиот уред за да постигне заварување на завари со различни траектории. Точноста на заварувањето зависи од точноста на актуаторот, па затоа постојат проблеми како што се ниска точност, бавна брзина на одговор и голема инерција. Системот за скенирање на галванометарот користи мотор за да ја отклони леќата. Моторот е управуван од одредена струја и има предности на висока точност, мала инерција и брз одговор. Кога светлосниот зрак е озрачен врз леќата на галванометарот, отклонувањето на галванометарот го менува аголот на рефлексија на ласерскиот зрак. Затоа, ласерскиот зрак може да скенира која било траекторија во полето на скенирање низ галванометарскиот систем. Вертикалната глава што се користи во роботскиот систем за заварување е апликација базирана на овој принцип.

Главните компоненти насистем за скенирање со галванометарсе колиматорот за експанзија на зракот, леќата за фокусирање, XY двоосниот скенирачки галванометар, контролната табла и софтверскиот систем на домаќинот компјутер. Скенирачкиот галванометар главно се однесува на двете глави за скенирање на XY галванометар, кои се управувани од високобрзински клипни серво мотори. Двоосниот серво систем го управува XY двоосниот скенирачки галванометар да се отклонува по X-оската и Y-оската, соодветно, со испраќање командни сигнали до серво моторите на X и Y-оската. На овој начин, преку комбинираното движење на XY двоосната огледална леќа, контролниот систем може да го конвертира сигналот преку галванометарската табла според шаблонот на претходно поставените графики на софтверот на домаќинот компјутер и поставениот режим на патека, и брзо да се движи по рамнината на работното парче за да формира траекторија за скенирање.

、

Според позицискиот однос помеѓу фокусирачката леќа и ласерскиот галванометар, режимот на скенирање на галванометарот може да се подели на скенирање со предно фокусирање (лева слика) и скенирање со задно фокусирање (десна слика). Поради постоењето на разлика во оптичките патеки кога ласерскиот зрак се отклонува во различни позиции (растојанието на пренос на зракот е различно), фокусната рамнина на ласерот во претходниот процес на фокусирање на скенирање е хемисферична закривена површина, како што е прикажано на левата слика. Методот на скенирање со задно фокусирање е прикажан на десната слика, на која објективот е леќа со рамно поле. Леќата со рамно поле има посебен оптички дизајн.

Роботски систем за заварување

Со воведување на оптичка корекција, хемисферичната фокусна рамнина на ласерскиот зрак може да се прилагоди на рамнина. Скенирањето со фокусирање наназад е главно погодно за апликации со високи барања за точност на обработка и мал опсег на обработка, како што се ласерско обележување, ласерско заварување на микроструктура итн. Со зголемувањето на површината на скенирање, се зголемува и отворот на леќата. Поради технички и материјални ограничувања, цената на фленсите со голем отвор е многу скапа и ова решение не е прифатено. Комбинацијата на системот за скенирање на галванометар пред објективот и робот со шест оски е изводливо решение кое може да ја намали зависноста од опремата на галванометарот и може да има значителен степен на точност на системот и добра компатибилност. Ова решение е усвоено од повеќето интегратори, кое често се нарекува летачко заварување. Заварувањето на модуларната шина, вклучително и чистењето на столбот, има летачки апликации, кои можат флексибилно и ефикасно да го зголемат форматот на обработка.

Без разлика дали станува збор за скенирање со преден фокус или скенирање со заден фокус, фокусот на ласерскиот зрак не може да се контролира за динамичко фокусирање. За режимот на скенирање со преден фокус, кога работното парче што треба да се обработи е мало, леќата за фокусирање има одреден опсег на фокусна длабочина, така што може да изврши скенирање на фокусирање со мал формат. Меѓутоа, кога рамнината што треба да се скенира е голема, точките во близина на периферијата ќе бидат надвор од фокусот и не можат да се фокусираат на површината на работното парче што треба да се обработи бидејќи ги надминува горните и долните граници на фокусната длабочина на ласерот. Затоа, кога се бара ласерскиот зрак да биде добро фокусиран на која било позиција на рамнината за скенирање и видното поле е големо, употребата на леќа со фиксна фокусна должина не може да ги задоволи барањата за скенирање.

Системот за динамичко фокусирање е оптички систем чија фокусна должина може да се менува по потреба. Затоа, со користење на леќа за динамичко фокусирање за компензација на разликата во оптичкиот пат, конкавната леќа (експандер на зракот) се движи линеарно по оптичката оска за да ја контролира позицијата на фокусот, со што се постигнува динамичка компензација на разликата во оптичкиот пат на површината што треба да се обработува на различни позиции. Во споредба со 2D галванометарот, составот на 3D галванометарот главно додава „оптички систем на Z-оската“, што му овозможува на 3D галванометарот слободно да ја менува фокусната положба за време на процесот на заварување и да извршува просторно закривено површинско заварување, без потреба од прилагодување на позицијата на фокусот на заварувањето со промена на висината на носачот, како што е машинската алатка или роботот, како што е 2D галванометарот.

Системот за динамичко фокусирање може да ја промени количината на дефокусирање, да ја промени големината на точката, да реализира прилагодување на фокусот по Z-оската и тродимензионална обработка.

Работното растојание е дефинирано како растојание од најпредниот механички раб на објективот до фокусната рамнина или рамнината на скенирање на објективот. Внимавајте да не го помешате ова со ефективната фокусна должина (EFL) на објективот. Ова се мери од главната рамнина, хипотетичка рамнина во која се претпоставува дека целиот систем на објективот се прекршува, до фокусната рамнина на оптичкиот систем.