Lazer qalvanometri də adlandırılan lazer skaneri XY optik skan başlığından, elektron sürücü gücləndiricisindən və optik əks etdirmə linzasından ibarətdir. Kompüter nəzarətçisi tərəfindən verilən siqnal optik skan başlığını sürücü gücləndirici dövrəsindən keçirir və bununla da lazer şüasının XY müstəvisində əyilməsini idarə edir. Sadə dillə desək, qalvanometr lazer sənayesində istifadə olunan skan edən qalvanometrdir. Onun peşəkar termini yüksək sürətli skan edən qalvanometr Galvo skan sistemi adlanır. Sözdə qalvanometrə ampermetr də deyilə bilər. Onun dizayn ideyası tamamilə ampermetrin dizayn metoduna uyğundur. Linza iynəni əvəz edir və zondun siqnalı əvvəlcədən müəyyən edilmiş hərəkəti tamamlamaq üçün kompüter tərəfindən idarə olunan -5V-5V və ya -10V-+10V DC siqnalı ilə əvəz olunur. Dönən güzgü skan sistemi kimi, bu tipik idarəetmə sistemi də bir cüt geri çəkilən güzgüdən istifadə edir. Fərq ondadır ki, bu linza dəstini idarə edən pilləli mühərrik servo mühərriklə əvəz olunur. Bu idarəetmə sistemində mövqe sensoru istifadə olunur. Dizayn ideyası və mənfi rəy döngəsi sistemin dəqiqliyini daha da təmin edir və bütün sistemin skanlama sürəti və təkrarlanan yerləşdirmə dəqiqliyi yeni bir səviyyəyə çatır. Qalvanometr skanlama işarələmə başlığı əsasən XY skanlama güzgüsü, sahə linzası, qalvanometr və kompüter tərəfindən idarə olunan işarələmə proqram təminatından ibarətdir. Müxtəlif lazer dalğa uzunluqlarına görə müvafiq optik komponentləri seçin. Əlaqəli seçimlərə lazer şüası genişləndiriciləri, lazerlər və s. də daxildir. Lazer nümayiş sistemində optik skanlamanın dalğa forması vektor skanıdır və sistemin skanlama sürəti lazer naxışının sabitliyini müəyyən edir. Son illərdə skanlama sürəti saniyədə 45.000 nöqtəyə çatan yüksək sürətli skanerlər hazırlanmışdır ki, bu da mürəkkəb lazer animasiyalarını nümayiş etdirməyə imkan verir.
5.1 Lazer qalvanometr qaynaq birləşməsi
5.1.1 Qalvanometr qaynaq birləşməsinin tərifi və tərkibi:
Kollimasiya fokuslama başlığı dayaq platforması kimi mexaniki cihazdan istifadə edir. Mexaniki cihaz müxtəlif trayektoriya qaynaqlarının qaynaqlanmasına nail olmaq üçün irəli-geri hərəkət edir. Qaynaq dəqiqliyi aktuatorun dəqiqliyindən asılıdır, buna görə də aşağı dəqiqlik, yavaş cavab sürəti və böyük ətalət kimi problemlər mövcuddur. Qalvanometr skanlama sistemi linzanı əymək üçün daşımaq üçün mühərrikdən istifadə edir. Motor müəyyən bir cərəyanla idarə olunur və yüksək dəqiqlik, kiçik ətalət və sürətli cavab üstünlüklərinə malikdir. Şüa qalvanometr linzasında işıqlandırıldıqda, qalvanometrin əyilməsi lazer şüasını dəyişdirir. Buna görə də, lazer şüası qalvanometr sistemi vasitəsilə skanlama sahəsindəki istənilən trayektoriyanı skan edə bilər.
Qalvanometr skanlama sisteminin əsas komponentləri şüa genişləndirmə kollimatoru, fokuslama linzası, XY iki oxlu skanlama qalvanometri, idarəetmə lövhəsi və ana kompüter proqram təminatı sistemidir. Skanlama qalvanometri əsasən yüksək sürətli qarşılıqlı servo mühərriklər tərəfindən idarə olunan iki XY qalvanometr skanlama başlığına aiddir. İki oxlu servo sistem, X və Y oxlu servo mühərriklərinə əmr siqnalları göndərməklə XY iki oxlu skanlama qalvanometrini müvafiq olaraq X oxu və Y oxu boyunca əyilməyə yönəldir. Bu şəkildə, XY iki oxlu güzgü linzasının birləşdirilmiş hərəkəti vasitəsilə idarəetmə sistemi, təyin olunmuş yola uyğun olaraq ana kompüter proqramının əvvəlcədən təyin edilmiş qrafik şablonuna uyğun olaraq qalvanometr lövhəsindən siqnalı çevirə və iş parçası müstəvisində sürətlə hərəkət edərək skanlama trayektoriyası yarada bilər.
5.1.2 Qalvanometr qaynaq birləşmələrinin təsnifatı:
1. Ön fokuslu skan linzası
Fokuslayıcı linza və lazer qalvanometri arasındakı mövqe əlaqəsinə görə, qalvanometrin skan rejimi ön fokuslama skanına (aşağıdakı Şəkil 1) və arxa fokuslama fokuslama skanına (aşağıdakı Şəkil 2) bölünə bilər. Lazer şüası fərqli mövqelərə yönəldildikdə optik yol fərqinin mövcudluğuna görə (şüa ötürmə məsafəsi fərqlidir), əvvəlki fokuslama rejimində skan etmə prosesi zamanı lazer fokus səthi sol şəkildə göstərildiyi kimi yarımkürəvi səthdir. Fokusdan sonrakı skanlama metodu sağdakı şəkildə göstərilib. Obyektiv linza F-plan linzadır. F-plan güzgüsü xüsusi optik dizayna malikdir. Optik korreksiya tətbiq etməklə lazer şüasının yarımkürəvi fokus səthi düz hala gətirilə bilər. Fokusdan sonrakı skanlama əsasən yüksək emal dəqiqliyi və kiçik emal diapazonu tələb edən tətbiqlər, məsələn, lazer işarələməsi, lazer mikrostruktur qaynağı və s. üçün uyğundur.
2.Arxa fokuslu skanlama linzası
Tarama sahəsi artdıqca, f-teta linzasının diafraqması da artır. Texniki və maddi məhdudiyyətlərə görə, böyük diafraqmalı f-teta linzaları çox bahadır və bu həll qəbul edilmir. Altı oxlu robotla birləşdirilmiş obyektiv linzanın ön qalvanometr tarama sistemi, qalvanometr avadanlığından asılılığı azalda bilən, sistem dəqiqliyinin əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olduğu və yaxşı uyğunluğa malik olan nisbətən mümkün bir həlldir. Bu həll əksər inteqratorlar tərəfindən qəbul edilmişdir. Tez-tez uçuş qaynağı adlandırılan qəbul edilir. Qütb təmizlənməsi də daxil olmaqla, modul şinlərinin qaynağı uçuş tətbiqlərinə malikdir ki, bu da emal genişliyini çevik və səmərəli şəkildə artıra bilər.
3.3D qalvanometr:
Ön fokuslu skanlama və ya arxa fokuslu skanlama olmasından asılı olmayaraq, lazer şüasının fokusu dinamik fokuslama üçün idarə oluna bilməz. Ön fokuslu skanlama rejimi üçün, emal ediləcək iş parçası kiçik olduqda, fokuslama linzası müəyyən bir fokus dərinlik diapazonuna malikdir, buna görə də kiçik formatla fokuslu skanlama apara bilər. Lakin, skan ediləcək müstəvi böyük olduqda, periferiyaya yaxın nöqtələr fokusdan kənar olacaq və lazer fokusunun dərinlik diapazonunu aşdığı üçün emal ediləcək iş parçasının səthinə fokuslana bilməz. Buna görə də, lazer şüasının skanlama müstəvisində istənilən mövqedə yaxşı fokuslanması tələb olunduqda və baxış sahəsi böyük olduqda, sabit fokus uzunluğu linzasının istifadəsi skanlama tələblərinə cavab verə bilməz. Dinamik fokuslama sistemi, fokus uzunluğu lazım olduqda dəyişə bilən bir sıra optik sistemlərdir. Buna görə də, tədqiqatçılar optik yol fərqini kompensasiya etmək üçün dinamik fokuslama linzasından istifadə etməyi və fokus mövqeyini idarə etmək və emal ediləcək səthin müxtəlif mövqelərdə optik yol fərqini dinamik şəkildə kompensasiya etməsini təmin etmək üçün konkav linzadan (şüa genişləndiricisi) istifadə etməyi təklif edirlər. 2D qalvanometrlə müqayisədə, 3D qalvanometrin tərkibi əsasən "Z oxu optik sistemi" əlavə edir ki, 3D qalvanometr qaynaq prosesi zamanı fokus mövqeyini sərbəst şəkildə dəyişdirə və 2D qalvanometr kimi dəzgah və s. kimi daşıyıcını dəyişdirməyə ehtiyac olmadan fəza əyri səth qaynağı apara bilsin. Robotun hündürlüyü qaynaq fokus mövqeyini tənzimləmək üçün istifadə olunur.
Yayımlanma vaxtı: 23 may 2024
