Đầu lấy nét chuẩn trực sử dụng một thiết bị cơ khí làm bệ đỡ và di chuyển qua lại thông qua thiết bị cơ khí để hàn các mối hàn với các quỹ đạo khác nhau. Độ chính xác của hàn phụ thuộc vào độ chính xác của bộ truyền động nên có các vấn đề như độ chính xác thấp, tốc độ phản hồi chậm, quán tính lớn. Hệ thống quét điện kế sử dụng động cơ để làm lệch thấu kính. Động cơ được điều khiển bởi một dòng điện nhất định và có ưu điểm là độ chính xác cao, quán tính nhỏ và phản ứng nhanh. Khi chùm ánh sáng chiếu vào thấu kính điện kế, độ lệch của điện kế sẽ làm thay đổi góc phản xạ của chùm tia laser. Do đó, chùm tia laser có thể quét bất kỳ quỹ đạo nào trong trường nhìn quét thông qua hệ thống điện kế. Đầu thẳng đứng được sử dụng trong hệ thống hàn robot là một ứng dụng dựa trên nguyên tắc này.
Các thành phần chính củahệ thống quét điện kếlà ống chuẩn trực mở rộng chùm tia, thấu kính hội tụ, điện kế quét hai trục XY, bảng điều khiển và hệ thống phần mềm máy tính chủ. Điện kế quét chủ yếu đề cập đến hai đầu quét điện kế XY, được điều khiển bởi động cơ servo chuyển động qua lại tốc độ cao. Hệ thống servo trục kép điều khiển điện kế quét trục kép XY lệch dọc theo trục X và trục Y tương ứng bằng cách gửi tín hiệu lệnh đến động cơ servo trục X và Y. Bằng cách này, thông qua chuyển động kết hợp của thấu kính gương hai trục XY, hệ thống điều khiển có thể chuyển đổi tín hiệu qua bảng điện kế theo mẫu đồ họa cài sẵn của phần mềm máy tính chủ và chế độ đường dẫn đã đặt, đồng thời di chuyển nhanh chóng trên mặt phẳng phôi để tạo thành quỹ đạo quét.
、
Theo mối quan hệ vị trí giữa thấu kính lấy nét và điện kế laser, chế độ quét của điện kế có thể được chia thành quét lấy nét trước (ảnh trái) và quét lấy nét sau (ảnh phải). Do tồn tại sự chênh lệch đường quang khi chùm tia laser lệch sang các vị trí khác nhau (khoảng cách truyền chùm tia khác nhau), mặt phẳng tiêu cự laser trong quá trình quét lấy nét trước đó là một bề mặt cong hình bán cầu, như minh họa trong hình bên trái. Phương pháp quét lấy nét ngược được thể hiện trong hình bên phải, trong đó thấu kính vật kính là thấu kính trường phẳng. Thấu kính trường phẳng có thiết kế quang học đặc biệt.
Bằng cách áp dụng hiệu chỉnh quang học, mặt phẳng tiêu cự hình bán cầu của chùm tia laser có thể được điều chỉnh thành một mặt phẳng. Quét lấy nét ngược chủ yếu phù hợp với các ứng dụng có yêu cầu độ chính xác xử lý cao và phạm vi xử lý nhỏ, chẳng hạn như đánh dấu bằng laser, hàn vi cấu trúc bằng laser, v.v. Khi diện tích quét tăng lên, khẩu độ của ống kính cũng tăng lên. Do hạn chế về kỹ thuật và vật liệu nên giá thành của ống kính khẩu độ lớn rất đắt và giải pháp này không được chấp nhận. Sự kết hợp giữa hệ thống quét điện kế phía trước vật kính và robot sáu trục là giải pháp khả thi, có thể giảm sự phụ thuộc vào thiết bị điện kế và có thể mang lại độ chính xác hệ thống đáng kể và khả năng tương thích tốt. Giải pháp này đã được hầu hết các nhà tích hợp áp dụng, thường được gọi là hàn bay. Việc hàn thanh cái mô-đun, bao gồm cả việc làm sạch cột, có các ứng dụng bay, có thể tăng định dạng xử lý một cách linh hoạt và hiệu quả.
Cho dù đó là quét lấy nét phía trước hay quét lấy nét phía sau, tiêu điểm của chùm tia laser đều không thể được kiểm soát để lấy nét động. Đối với chế độ quét lấy nét trước, khi phôi cần xử lý có kích thước nhỏ, thấu kính lấy nét có phạm vi độ sâu tiêu cự nhất định nên có thể thực hiện quét lấy nét với định dạng nhỏ. Tuy nhiên, khi mặt phẳng cần quét lớn, các điểm gần ngoại vi sẽ bị mất nét và không thể lấy nét trên bề mặt phôi cần gia công vì vượt quá giới hạn trên và giới hạn dưới của độ sâu tiêu cự laser. Vì vậy, khi yêu cầu chùm tia laser phải hội tụ tốt ở bất kỳ vị trí nào trên mặt phẳng quét và trường nhìn rộng thì việc sử dụng thấu kính có tiêu cự cố định không thể đáp ứng được yêu cầu quét.
Hệ thống lấy nét động là một hệ thống quang học có tiêu cự có thể thay đổi khi cần thiết. Do đó, bằng cách sử dụng thấu kính lấy nét động để bù cho chênh lệch đường quang, thấu kính lõm (bộ mở rộng chùm tia) di chuyển tuyến tính dọc theo trục quang để điều khiển vị trí lấy nét, nhờ đó đạt được mức bù động của chênh lệch đường quang của bề mặt cần xử lý ở các vị trí khác nhau. So với điện kế 2D, thành phần điện kế 3D chủ yếu bổ sung thêm “hệ thống quang học trục Z”, cho phép điện kế 3D tự do thay đổi vị trí tiêu điểm trong quá trình hàn và thực hiện hàn bề mặt cong không gian mà không cần điều chỉnh mối hàn. vị trí tiêu điểm bằng cách thay đổi chiều cao của vật mang như máy công cụ hoặc robot như điện kế 2D.
Hệ thống lấy nét động có thể thay đổi mức độ mất nét, thay đổi kích thước điểm, thực hiện điều chỉnh tiêu cự trục Z và xử lý ba chiều.
Khoảng cách làm việc được định nghĩa là khoảng cách từ mép cơ học phía trước nhất của thấu kính đến mặt phẳng tiêu cự hoặc mặt phẳng quét của vật kính. Hãy cẩn thận để không nhầm lẫn điều này với độ dài tiêu cự hiệu dụng (EFL) của vật kính. Hiệu suất này được đo từ mặt phẳng chính, một mặt phẳng giả thuyết trong đó toàn bộ hệ thấu kính được coi là khúc xạ, đến mặt phẳng tiêu cự của hệ quang học.
Thời gian đăng: Jun-04-2024
