Lendavate laserkeevituspeade üksikasjalik kokkuvõte

Üksikasjalik kokkuvõteLendavad laserkeevituspead

See hõlmab komponentide nimetusi, definitsioone, põhimõtteid, projekteerimisparameetreid ja valemite arvutamist ning on rakendatav järgmistele teemadele:kiire skaneeriv keevitamine(näiteks galvanomeetri süsteemid) või kaugjuhtimisega keevitusrakendused.

1. Lendavate laserkeevituspeade koostis ja määratlus

Lendav keevitamine (skaneeriv laserkeevitus) teostab dünaamilist fokuseerimist kiirete galvanomeetriliste peegeldavate laserkiirte abil ning sobib suurte pindade jakiire keevitamineSelle põhikomponendid on järgmised:

1. Kiire kollimatsiooni moodul

Kollimaator

Funktsioon: Teisendab optilise kiu väljundi hajuva laserkiire (NA = 0,1~0,22) paralleelseks kiireks.

Peamised parameetrid: fookuskaugus fcoll, kollimeeritud kiire läbimõõt Dcoll.

Valem:

1.2 Galvanomeetri skaneerimissüsteem

X/Y-telje Galvo peeglid

Funktsioon: Muutke valgusvihu suunda kiirelt pöörlevate peeglite abil, et saavutada kahemõõtmeline tasapinna skaneerimine.

Peamised parameetrid: skaneerimiskiirus (tavaliselt ≥10 m/s), korduvpositsioneerimistäpsus (<±5 μrad), peegli suurus (peab katma kiire läbimõõdu Dcoll).

Galvanomeetri mootor: servomootor või galvanomeetri mootor reageerimisajaga <1 ms.

1.3 Dünaamilise fokuseerimise moodul (F-teeta lääts või galvanomeeter + lameväljaga lääts)

F-teeta lääts

Funktsioon: Teisendage galvanomeetri läbipaindenurk lineaarseks nihkeks tasapinnal, et säilitada fookuse järjepidevus.

Peamised valemid:

2. Tööpõhimõte

Kiire tee: Laser → Kollimaator → X-galvanomeeter → Y-galvanomeeter → F-teeta lääts → Tooriku pind.

Dünaamiline teravustamine:

Kui galvanomeetri läbipaindenurk on θ, teisendab F-teeta lääts fookusasendi (x, y) järgmiselt:

3. Peamised projekteerimisparameetrid ja valemid

3.1 Punkti suuruse arvutamine

Fokuseeritud täpi läbimõõt d (difraktsioonipiir):

3.2 Skaneerimisulatus ja galvanomeetri nurk

Maksimaalne skaneerimisulatus L:

3.3 Keevituskiirus ja kiirendus

Lineaarkiirus v

3.4 Teravustamissügavus (DOF)

3.5 Võimsustihedus ja energiasisend

Võimsustihedus I:

Energiatihedus E (impulsskeevitus):

4. Aberratsioonid ja optimeerimise disain

4.1 F-teeta objektiivi aberratsiooni korrigeerimine

Moonutus: See peab vastama tingimusele r∝θ ja mittelineaarne moonutus peaks olema <0,1%.

Välja kõverus: kujundage tasane väli mitme läätse rühmade abil.

4.2 Galvanomeetri sünkroniseerimisviga

Elliptiliste laikude vältimiseks peaks X/Y galvanomeetri viivitus olema <1 μs.

5. Näide disainiprotsessist

Sisendnõuded: skaneerimisulatus L, täpi suurus d, keevituskiirus v. Valige F-teeta objektiiv: määrake fθ vastavalt valemile L=2fθtan(θmax).

Arvutage galvanomeetri parameetrid: nurkkiirus ω=v/fθ ja kontrollige galvanomeetri jõudlust.

Kontrollige täpi kvaliteeti: optimeerige läätsegrupi aberratsioone Zemaxi/OpticStudio abil.

6. Ettevaatusabinõud

Soojusjuhtimine: Galvanomeetrid ja läätsed vajavad suure võimsuse (näiteks >1 kW) korral vesijahutust.

Kokkupõrkevastane kaitse: Galvanomeetrid vajavad mehaanilise kokkupõrke vältimiseks hädapidurdust.

Kalibreerimine: Kalibreerige regulaarselt optilise tee koaksiaalsust (kõrvalekalle <0,05 mm).