Kepala pemfokusan kolimasi menggunakan perangkat mekanis sebagai platform pendukung, dan bergerak maju mundur melalui perangkat mekanis untuk mencapai pengelasan las dengan lintasan berbeda. Keakuratan pengelasan tergantung pada keakuratan aktuator, sehingga terdapat permasalahan seperti akurasi yang rendah, kecepatan respon yang lambat, dan inersia yang besar. Sistem pemindaian galvanometer menggunakan motor untuk membelokkan lensa. Motor digerakkan oleh arus tertentu dan memiliki keunggulan akurasi tinggi, inersia kecil, dan respon cepat. Ketika berkas cahaya disinari pada lensa galvanometer, pembelokan galvanometer mengubah sudut pantulan berkas laser. Oleh karena itu, sinar laser dapat memindai lintasan apa pun dalam bidang pandang pemindaian melalui sistem galvanometer. Kepala vertikal yang digunakan dalam sistem pengelasan robotik merupakan aplikasi berdasarkan prinsip ini.
Komponen utama darisistem pemindaian galvanometeradalah kolimator ekspansi berkas, lensa pemfokusan, 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 sumbu ganda menggerakkan galvanometer pemindaian sumbu ganda XY untuk membelokkan masing-masing sumbu X dan sumbu Y 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 grafik yang telah ditetapkan dari perangkat lunak komputer host dan mode jalur yang ditetapkan, dan dengan cepat bergerak pada bidang benda kerja untuk membentuk lintasan pemindaian.
、
Menurut hubungan posisi antara lensa pemfokusan dan laser galvanometer, mode pemindaian galvanometer dapat dibagi menjadi pemindaian pemfokusan depan (gambar kiri) dan pemindaian pemfokusan belakang (gambar kanan). Karena adanya perbedaan jalur optik ketika sinar laser dibelokkan ke posisi yang berbeda (jarak transmisi sinar berbeda), bidang fokus laser pada proses pemindaian pemfokusan sebelumnya adalah permukaan melengkung setengah bola, seperti yang ditunjukkan pada gambar kiri. Metode pemindaian pemfokusan belakang ditunjukkan pada gambar kanan, di mana lensa objektifnya adalah lensa bidang datar. Lensa bidang datar memiliki desain optik khusus.
Dengan memperkenalkan koreksi optik, bidang fokus hemisferis sinar laser dapat disesuaikan dengan bidang. Pemindaian fokus belakang terutama cocok untuk aplikasi dengan persyaratan akurasi pemrosesan tinggi dan rentang pemrosesan kecil, seperti penandaan laser, pengelasan struktur mikro laser, dll. Saat area pemindaian bertambah, bukaan lensa juga meningkat. Karena keterbatasan teknis dan material, harga flensa aperture besar sangat mahal, dan solusi ini tidak diterima. Kombinasi sistem pemindaian galvanometer di depan lensa objektif dan robot enam sumbu merupakan solusi layak yang dapat mengurangi ketergantungan pada peralatan galvanometer, dan dapat memiliki tingkat akurasi sistem yang tinggi serta kompatibilitas yang baik. Solusi ini telah diadopsi oleh sebagian besar integrator, yang sering disebut dengan pengelasan terbang. Pengelasan busbar modul, termasuk pembersihan tiang, memiliki aplikasi terbang, yang dapat meningkatkan format pemrosesan secara fleksibel dan efisien.
Baik 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 pemfokusan memiliki rentang kedalaman fokus tertentu, sehingga dapat melakukan pemindaian pemfokusan dengan format kecil. Namun bila bidang yang akan dipindai berukuran besar, titik-titik di dekat pinggiran akan tidak fokus dan tidak dapat difokuskan pada permukaan benda kerja yang akan diproses karena melebihi batas atas dan bawah kedalaman fokus laser. Oleh karena itu, bila sinar laser harus terfokus dengan baik pada posisi mana pun pada bidang pemindaian dan bidang pandangnya besar, penggunaan lensa dengan panjang fokus tetap tidak dapat memenuhi persyaratan pemindaian.
Sistem pemfokusan dinamis merupakan sistem optik yang panjang fokusnya dapat diubah sesuai kebutuhan. Oleh karena itu, dengan menggunakan lensa pemfokusan dinamis untuk mengkompensasi perbedaan jalur optik, lensa cekung (beam expander) bergerak secara linier sepanjang sumbu optik untuk mengontrol posisi fokus, sehingga mencapai kompensasi dinamis dari perbedaan jalur optik pada permukaan yang akan diproses. pada posisi yang berbeda. Dibandingkan dengan galvanometer 2D, komposisi galvanometer 3D terutama menambahkan "sistem optik sumbu Z", yang memungkinkan galvanometer 3D dengan bebas mengubah posisi fokus selama proses pengelasan dan melakukan pengelasan permukaan lengkung spasial, tanpa perlu menyesuaikan pengelasan. posisi fokus dengan mengubah ketinggian pembawa seperti peralatan mesin atau robot seperti galvanometer 2D.
Sistem pemfokusan dinamis dapat mengubah jumlah pengaburan, mengubah ukuran titik, mewujudkan penyesuaian fokus sumbu Z, dan pemrosesan tiga dimensi.
Jarak kerja didefinisikan sebagai jarak dari tepi mekanis paling depan lensa ke bidang fokus atau bidang pemindaian objektif. Berhati-hatilah agar tidak tertukar dengan panjang fokus efektif (EFL) objektif. Hal ini diukur dari bidang utama, bidang hipotetis di mana seluruh sistem lensa diasumsikan membias, hingga bidang fokus sistem optik.
Waktu posting: 04 Juni 2024
