Pemindai laser, juga disebut galvanometer laser, terdiri dari kepala pemindaian optik XY, penguat penggerak elektronik, dan lensa refleksi optik. Sinyal yang diberikan oleh pengontrol komputer menggerakkan kepala pemindaian optik melalui rangkaian penguat penggerak, sehingga mengontrol defleksi sinar laser pada bidang XY. Sederhananya, galvanometer adalah galvanometer pemindaian yang digunakan dalam industri laser. Istilah profesionalnya disebut galvanometer pemindaian kecepatan tinggi atau sistem pemindaian Galvo. Galvanometer yang disebut juga dapat disebut ammeter. Ide desainnya sepenuhnya mengikuti metode desain ammeter. Lensa menggantikan jarum, dan sinyal probe digantikan oleh sinyal DC -5V-5V atau -10V-+10V yang dikontrol komputer, untuk menyelesaikan tindakan yang telah ditentukan. Seperti sistem pemindaian cermin berputar, sistem kontrol tipikal ini menggunakan sepasang cermin yang dapat ditarik. Perbedaannya adalah motor stepper yang menggerakkan rangkaian lensa ini digantikan oleh motor servo. Dalam sistem kontrol ini, sensor posisi digunakan. Ide desain dan loop umpan balik negatif lebih lanjut memastikan akurasi sistem, dan kecepatan pemindaian serta akurasi pemosisian berulang dari seluruh sistem mencapai tingkat yang baru. Kepala penandaan pemindaian galvanometer terutama terdiri dari cermin pemindaian XY, lensa medan, galvanometer, dan perangkat lunak penandaan yang dikontrol komputer. Pilih komponen optik yang sesuai menurut panjang gelombang laser yang berbeda. Opsi terkait juga mencakup pelebar berkas laser, laser, dll. Dalam sistem demonstrasi laser, bentuk gelombang pemindaian optik adalah pemindaian vektor, dan kecepatan pemindaian sistem menentukan stabilitas pola laser. Dalam beberapa tahun terakhir, pemindai berkecepatan tinggi telah dikembangkan, dengan kecepatan pemindaian mencapai 45.000 titik/detik, sehingga memungkinkan untuk mendemonstrasikan animasi laser yang kompleks.
5.1 Sambungan las galvanometer laser
5.1.1 Definisi dan komposisi sambungan las galvanometer:
Kepala fokus kolimasi menggunakan perangkat mekanis sebagai platform pendukung. Perangkat mekanis bergerak maju mundur untuk mencapai pengelasan dengan lintasan yang berbeda. Akurasi pengelasan bergantung pada akurasi aktuator, sehingga terdapat masalah seperti akurasi rendah, kecepatan respons lambat, dan inersia besar. Sistem pemindaian galvanometer menggunakan motor untuk menggerakkan lensa agar terjadi defleksi. Motor digerakkan oleh arus tertentu dan memiliki keunggulan presisi tinggi, inersia kecil, dan respons cepat. Ketika berkas cahaya disinari pada lensa galvanometer, defleksi galvanometer mengubah berkas laser. Oleh karena itu, berkas laser dapat memindai lintasan apa pun dalam bidang pandang pemindaian melalui sistem galvanometer.
Komponen utama sistem pemindaian galvanometer adalah kolimator ekspansi berkas, lensa fokus, galvanometer pemindaian dua sumbu XY, papan kontrol, dan sistem perangkat lunak komputer host. Galvanometer pemindaian terutama mengacu pada dua kepala pemindaian galvanometer XY, yang digerakkan oleh motor servo bolak-balik berkecepatan tinggi. Sistem servo dua sumbu menggerakkan galvanometer pemindaian dua sumbu XY untuk berbelok sepanjang sumbu X dan sumbu Y masing-masing dengan mengirimkan sinyal perintah ke motor servo sumbu X dan Y. Dengan cara ini, melalui gerakan gabungan lensa cermin dua sumbu XY, sistem kontrol dapat mengubah sinyal melalui papan galvanometer sesuai dengan templat grafis yang telah ditetapkan dari perangkat lunak komputer host sesuai dengan jalur yang telah ditentukan, dan dengan cepat bergerak pada bidang benda kerja untuk membentuk lintasan pemindaian.
5.1.2 Klasifikasi sambungan las galvanometer:
1. Lensa pemindaian fokus depan
Berdasarkan hubungan posisi antara lensa fokus dan galvanometer laser, mode pemindaian galvanometer dapat dibagi menjadi pemindaian fokus depan (Gambar 1 di bawah) dan pemindaian fokus belakang (Gambar 2 di bawah). Karena adanya perbedaan jalur optik ketika berkas laser dibelokkan ke posisi yang berbeda (jarak transmisi berkas berbeda), permukaan fokus laser selama proses pemindaian mode fokus sebelumnya adalah permukaan hemisferik, seperti yang ditunjukkan pada gambar kiri. Metode pemindaian pasca-fokus ditunjukkan pada gambar kanan. Lensa objektif adalah lensa bidang F. Cermin bidang F memiliki desain optik khusus. Dengan memperkenalkan koreksi optik, permukaan fokus hemisferik berkas laser dapat disesuaikan menjadi rata. Pemindaian pasca-fokus terutama cocok untuk aplikasi yang membutuhkan akurasi pemrosesan tinggi dan rentang pemrosesan kecil, seperti penandaan laser, pengelasan mikrostruktur laser, dll.
2.Lensa pemindai fokus belakang
Seiring bertambahnya area pemindaian, bukaan lensa f-theta juga meningkat. Karena keterbatasan teknis dan material, lensa f-theta dengan bukaan besar sangat mahal dan solusi ini tidak diterima. Sistem pemindaian galvanometer depan lensa objektif yang dikombinasikan dengan robot enam sumbu merupakan solusi yang relatif layak, yang dapat mengurangi ketergantungan pada peralatan galvanometer, memiliki tingkat akurasi sistem yang cukup tinggi, dan memiliki kompatibilitas yang baik. Solusi ini telah diadopsi oleh sebagian besar integrator. Penerapannya sering disebut sebagai pengelasan penerbangan. Pengelasan busbar modul, termasuk pembersihan kutub, memiliki aplikasi penerbangan, yang dapat meningkatkan lebar pemrosesan secara fleksibel dan efisien.
Galvanometer 3.3D:
Terlepas dari apakah itu pemindaian fokus depan atau pemindaian fokus belakang, fokus sinar laser tidak dapat dikontrol untuk pemfokusan dinamis. Untuk mode pemindaian fokus depan, ketika benda kerja yang akan diproses berukuran kecil, lensa fokus memiliki rentang kedalaman fokus tertentu, sehingga dapat melakukan pemindaian fokus dengan format kecil. Namun, ketika bidang yang akan dipindai besar, titik-titik di dekat tepi akan berada di luar fokus dan tidak dapat difokuskan pada permukaan benda kerja yang akan diproses karena melebihi rentang kedalaman fokus laser. Oleh karena itu, ketika sinar laser perlu difokuskan dengan baik pada posisi mana pun di bidang pemindaian dan bidang pandangnya besar, penggunaan lensa dengan panjang fokus tetap tidak dapat memenuhi persyaratan pemindaian. Sistem pemfokusan dinamis adalah seperangkat sistem optik yang panjang fokusnya dapat berubah sesuai kebutuhan. Oleh karena itu, para peneliti mengusulkan penggunaan lensa fokus dinamis untuk mengkompensasi perbedaan jalur optik, dan menggunakan lensa cekung (pelebar berkas) untuk bergerak linier sepanjang sumbu optik untuk mengontrol posisi fokus dan mencapai permukaan yang akan diproses secara dinamis mengkompensasi perbedaan jalur optik pada posisi yang berbeda. Dibandingkan dengan galvanometer 2D, komposisi galvanometer 3D terutama menambahkan "sistem optik sumbu Z", sehingga galvanometer 3D dapat dengan bebas mengubah posisi fokus selama proses pengelasan dan melakukan pengelasan permukaan lengkung spasial, tanpa perlu mengubah pembawa seperti mesin perkakas, dll. seperti pada galvanometer 2D. Ketinggian robot digunakan untuk menyesuaikan posisi fokus pengelasan.
Waktu posting: 23 Mei 2024
