Robotkeevitussüsteem – galvanomeetriga keevituspea

Kollimeeriv fokuseerimispea kasutab tugiplatvormina mehaanilist seadet ja liigub mehaanilise seadme kaudu edasi-tagasi, et saavutada erineva trajektooriga keevisõmbluste keevitamine. Keevitamise täpsus sõltub ajami täpsusest, seega esineb probleeme nagu madal täpsus, aeglane reageerimiskiirus ja suur inerts. Galvanomeetri skaneerimissüsteem kasutab läätse suunamiseks mootorit. Mootorit juhib teatud vool ning selle eelised on suur täpsus, väike inerts ja kiire reageerimiskiirus. Kui valgusvihk suunatakse galvanomeetri läätse, muudab galvanomeetri suunamine laserkiire peegeldusnurka. Seega saab laserkiir galvanomeetri süsteemi kaudu skannida mis tahes trajektoori skaneerimisvaateväljas. Robotkeevitussüsteemis kasutatav vertikaalne pea on sellel põhimõttel põhinev rakendus.

Peamised komponendidgalvanomeetri skaneerimissüsteemNeed on kiire laienduskollimaator, fokuseerimislääts, XY-kaheteljeline skaneeriv galvanomeeter, juhtplaat ja arvuti tarkvarasüsteem. Skaneeriv galvanomeeter viitab peamiselt kahele XY-galvanomeetri skaneerimispeale, mida juhivad kiired edasi-tagasi liikuvad servomootorid. Kaheteljeline servosüsteem juhib XY-kaheteljelist skaneerivat galvanomeetrit vastavalt X- ja Y-telje suunas kõrvalekaldumiseks, saates X- ja Y-telje servomootoritele käsklusi. Sel viisil saab juhtimissüsteem XY-kaheteljelise peegliläätse kombineeritud liikumise kaudu galvanomeetriplaadi kaudu edastatava signaali teisendada vastavalt arvuti tarkvara eelseadistatud graafika mallile ja seatud trajektoorirežiimile ning liikuda kiiresti tooriku tasapinnal, et moodustada skaneerimise trajektoor.

、

Fokuseeriva läätse ja lasergalvanomeetri vahelise asendisuhte järgi saab galvanomeetri skaneerimisrežiimi jagada ettefokuseerivaks skaneerimiseks (vasakpoolne pilt) ja tahafokuseerivaks skaneerimiseks (parempoolne pilt). Kuna laserkiire erinevatesse asenditesse kaldumisel on optiline tee erinev (kiire edastuskaugus on erinev), on laserkiire fokaaltasand eelmises fokuseerimisprotsessis poolkerakujuline kõver pind, nagu on näidatud vasakul joonisel. Tagasifokuseeriva skaneerimise meetod on näidatud paremal joonisel, kus objektiiv on lameväljaga lääts. Lameväljaga läätsel on spetsiaalne optiline disain.

Robotkeevitussüsteem

Optilise korrektsiooni abil saab laserkiire poolkera kujulist fokaaltasandit tasapinnale reguleerida. Tagasi fokuseeriv skaneerimine sobib peamiselt rakenduste jaoks, kus on kõrged töötlemistäpsusnõuded ja väike töötlemisulatus, näiteks lasermärgistamine, lasermikrostruktuuride keevitamine jne. Skaneerimisala suurenedes suureneb ka läätse ava. Tehniliste ja materiaalsete piirangute tõttu on suure avaga flensside hind väga kallis ning see lahendus ei ole aktsepteeritud. Galvanomeetri skaneerimissüsteemi ja kuueteljelise roboti kombinatsioon objektiivi ees on teostatav lahendus, mis võib vähendada sõltuvust galvanomeetriseadmetest ning millel võib olla märkimisväärne süsteemi täpsus ja hea ühilduvus. Enamik integraatoreid on selle lahenduse omaks võtnud ja seda nimetatakse sageli lendkeevituseks. Mooduli siini keevitamisel, sealhulgas posti puhastamisel, on lendavad rakendused, mis võivad töötlemisvormingut paindlikult ja tõhusalt suurendada.

Olenemata sellest, kas tegemist on esi- või tagafookusega skaneerimisega, ei saa laserkiire fookust dünaamiliseks fokuseerimiseks juhtida. Esifookusega skaneerimisrežiimis, kui töödeldav toorik on väike, on fokuseerimisläätsel teatud fookuskauguse vahemik, mistõttu saab see teostada fokuseerivat skaneerimist väikese formaadiga. Kui aga skaneeritav tasapind on suur, jäävad perifeeria lähedal asuvad punktid fookusest välja ja neid ei saa töödeldava tooriku pinnale fokuseerida, kuna see ületab laseri fookuskauguse ülemise ja alumise piiri. Seega, kui laserkiir peab olema skaneerimistasandi mis tahes asendis hästi fokuseeritud ja vaateväli on suur, ei saa fikseeritud fookuskaugusega objektiivi kasutamine skaneerimisnõudeid täita.

Dünaamiline teravustamissüsteem on optiline süsteem, mille fookuskaugust saab vastavalt vajadusele muuta. Seega, kasutades dünaamilist teravustamisläätse optilise tee erinevuse kompenseerimiseks, liigub nõguslääts (kiire laiendaja) lineaarselt mööda optilist telge, et juhtida teravustamisasendit, saavutades seeläbi töödeldava pinna optilise tee erinevuse dünaamilise kompenseerimise erinevates asendites. Võrreldes 2D-galvanomeetriga on 3D-galvanomeetri koostises peamiselt lisatud "Z-telje optiline süsteem", mis võimaldab 3D-galvanomeetril keevitusprotsessi ajal vabalt muuta teravustamisasendit ja teostada ruumilist kõvera pinna keevitamist ilma vajaduseta keevitusfookuse asendit reguleerida kanduri, näiteks tööpingi või roboti kõrgust muutes, nagu 2D-galvanomeetri puhul.

Dünaamiline teravustamissüsteem saab muuta defokuseerimise hulka, muuta täpi suurust, teostada Z-telje fookuse reguleerimist ja kolmemõõtmelist töötlemist.

Töökaugus on defineeritud kui kaugus läätse kõige eesmisest mehaanilisest servast objektiivi fokaaltasandini või skaneerimistasandini. Olge ettevaatlik ja ärge ajage seda segi objektiivi efektiivse fookuskaugusega (EFL). Seda mõõdetakse peatasandist, hüpoteetilisest tasapinnast, kus eeldatakse, et kogu läätsesüsteem murdub, optilise süsteemi fokaaltasandini.