Kepala fokus kolimasi menggunakan perangkat mekanis sebagai platform pendukung, dan bergerak maju mundur melalui perangkat mekanis 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 membelokkan lensa. Motor digerakkan oleh arus tertentu dan memiliki keunggulan akurasi tinggi, inersia kecil, dan respons cepat. Ketika berkas cahaya dipancarkan ke lensa galvanometer, pembelokan galvanometer mengubah sudut pantulan berkas laser. Oleh karena itu, berkas laser dapat memindai lintasan apa pun dalam bidang pandang pemindaian melalui sistem galvanometer. Kepala vertikal yang digunakan dalam sistem pengelasan robotik adalah aplikasi yang didasarkan pada prinsip ini.
Komponen utama darisistem pemindaian galvanometerKomponen-komponennya meliputi 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 grafik yang telah ditetapkan pada perangkat lunak komputer host dan mode jalur yang telah ditentukan, dan dengan cepat bergerak pada bidang benda kerja untuk membentuk lintasan pemindaian.
、
Berdasarkan hubungan posisi antara lensa fokus dan galvanometer laser, mode pemindaian galvanometer dapat dibagi menjadi pemindaian fokus depan (gambar kiri) dan pemindaian fokus belakang (gambar kanan). Karena adanya perbedaan jalur optik ketika berkas laser dibelokkan ke posisi yang berbeda (jarak transmisi berkas berbeda), bidang fokus laser pada proses pemindaian fokus sebelumnya adalah permukaan lengkung setengah bola, seperti yang ditunjukkan pada gambar kiri. Metode pemindaian fokus belakang ditunjukkan pada gambar kanan, di mana lensa objektifnya adalah lensa bidang datar. Lensa bidang datar memiliki desain optik khusus.
Dengan menerapkan koreksi optik, bidang fokus hemisferik berkas laser dapat disesuaikan menjadi bidang datar. Pemindaian fokus belakang terutama cocok untuk aplikasi dengan persyaratan akurasi pemrosesan tinggi dan rentang pemrosesan kecil, seperti penandaan laser, pengelasan mikrostruktur laser, dll. Seiring bertambahnya area pemindaian, apertur lensa juga meningkat. Karena keterbatasan teknis dan material, harga lensa apertur besar sangat mahal, dan solusi ini tidak diterima. Kombinasi sistem pemindaian galvanometer di depan lensa objektif dan robot enam sumbu merupakan solusi yang layak yang dapat mengurangi ketergantungan pada peralatan galvanometer, dan dapat memiliki tingkat akurasi sistem yang cukup tinggi dan kompatibilitas yang baik. Solusi ini telah diadopsi oleh sebagian besar integrator, yang sering disebut pengelasan terbang. Pengelasan busbar modul, termasuk pembersihan kutub, memiliki aplikasi terbang, yang dapat secara fleksibel dan efisien meningkatkan format pemrosesan.
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 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 batas atas dan bawah 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 sistem optik yang panjang fokusnya dapat diubah sesuai kebutuhan. Oleh karena itu, dengan menggunakan lensa pemfokusan dinamis untuk mengkompensasi perbedaan jalur optik, lensa cekung (pelebar berkas) bergerak secara linier sepanjang sumbu optik untuk mengontrol posisi fokus, sehingga mencapai kompensasi dinamis dari perbedaan jalur optik 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 untuk secara bebas mengubah posisi fokus selama proses pengelasan dan melakukan pengelasan permukaan lengkung spasial, tanpa perlu menyesuaikan posisi fokus pengelasan dengan mengubah ketinggian pembawa seperti mesin perkakas atau robot seperti pada galvanometer 2D.
Sistem fokus dinamis dapat mengubah jumlah defokus, mengubah ukuran titik fokus, mewujudkan penyesuaian fokus sumbu Z, dan pemrosesan tiga dimensi.
Jarak kerja didefinisikan sebagai jarak dari tepi mekanis terdepan lensa ke bidang fokus atau bidang pemindaian lensa objektif. Berhati-hatilah agar tidak salah mengartikan ini dengan panjang fokus efektif (EFL) lensa objektif. EFL diukur dari bidang utama, bidang hipotetis di mana seluruh sistem lensa diasumsikan mengalami pembiasan, ke bidang fokus sistem optik.
Waktu posting: 04 Juni 2024
