Лазерлік сканер, сондай-ақ лазерлік гальванометр деп аталады, XY оптикалық сканерлеу басынан, электрондық жетек күшейткішінен және оптикалық шағылысу линзасынан тұрады. Компьютерлік контроллер беретін сигнал оптикалық сканерлеу басын жетек күшейткіш тізбегі арқылы жүргізеді, осылайша XY жазықтығындағы лазер сәулесінің ауытқуын басқарады. Қарапайым тілмен айтқанда, гальванометр - лазер өнеркәсібінде қолданылатын сканерлеу гальванометрі. Оның кәсіби термині жоғары жылдамдықты сканерлеу гальванометрі Galvo сканерлеу жүйесі деп аталады. Гальванометр деп аталатынды амперметр деп те атауға болады. Оның дизайн идеясы амперметрдің дизайн әдісіне толығымен сәйкес келеді. Линза иненің орнын басады, ал зонд сигналы компьютер басқаратын -5V-5V немесе -10V-+10V тұрақты ток сигналымен ауыстырылады. Алдын ала белгіленген әрекетті орындау үшін. Айналмалы айна сканерлеу жүйесі сияқты, бұл типтік басқару жүйесі жұп жиналатын айнаны пайдаланады. Айырмашылығы - бұл линзалар жиынтығын басқаратын қадамдық қозғалтқыш серво қозғалтқышпен ауыстырылады. Бұл басқару жүйесінде позиция сенсоры қолданылады. Теріс кері байланыс циклінің дизайн идеясы жүйенің дәлдігін одан әрі қамтамасыз етеді, ал бүкіл жүйенің сканерлеу жылдамдығы мен қайталанатын позициялау дәлдігі жаңа деңгейге жетеді. Гальванометрді сканерлеуді белгілеу басы негізінен XY сканерлеу айнасынан, өріс линзасынан, гальванометрден және компьютермен басқарылатын белгілеу бағдарламалық жасақтамасынан тұрады. Әр түрлі лазерлік толқын ұзындығына сәйкес оптикалық компоненттерді таңдаңыз. Байланысты опцияларға лазер сәулесінің кеңейткіштері, лазерлер және т.б. кіреді. Лазерді демонстрациялау жүйесінде оптикалық сканерлеудің толқын формасы векторлық сканерлеу болып табылады, ал жүйенің сканерлеу жылдамдығы лазерлік үлгінің тұрақтылығын анықтайды. Соңғы жылдары сканерлеу жылдамдығы секундына 45 000 нүктеге жететін жоғары жылдамдықты сканерлер жасалды, бұл күрделі лазерлік анимацияларды көрсетуге мүмкіндік береді.
5.1 Лазерлік гальванометрлік дәнекерлеу қосылысы
5.1.1 Гальванометрлік дәнекерлеу қосылысының анықтамасы және құрамы:
Коллимациялық фокустау басы тірек платформасы ретінде механикалық құрылғыны пайдаланады. Механикалық құрылғы әртүрлі траекториялық дәнекерлеулерді дәнекерлеу үшін алға-артқа қозғалады. Дәнекерлеу дәлдігі жетектің дәлдігіне байланысты, сондықтан төмен дәлдік, баяу жауап беру жылдамдығы және үлкен инерция сияқты мәселелер туындайды. Гальванометрді сканерлеу жүйесі линзаны бұру үшін тасымалдау үшін қозғалтқышты пайдаланады. Қозғалтқыш белгілі бір токпен басқарылады және жоғары дәлдік, аз инерция және жылдам жауап беру артықшылықтарына ие. Сәуле гальванометр линзасында жарықтандырылған кезде, гальванометрдің бұрылуы лазер сәулесін өзгертеді. Сондықтан лазер сәулесі гальванометр жүйесі арқылы сканерлеу өрісіндегі кез келген траекторияны сканерлей алады.
Гальванометр сканерлеу жүйесінің негізгі компоненттері - сәулені кеңейту коллиматоры, фокустау линзасы, XY екі осьті сканерлеу гальванометрі, басқару тақтасы және хост компьютерінің бағдарламалық жүйесі. Сканерлеу гальванометрі негізінен жоғары жылдамдықты өзара серво қозғалтқыштармен басқарылатын екі XY гальванометр сканерлеу бастарын білдіреді. Қос осьті серво жүйесі X және Y осьті серво қозғалтқыштарына командалық сигналдар жіберу арқылы XY екі осьті сканерлеу гальванометрін сәйкесінше X осі және Y осі бойымен ауытқуға бағыттайды. Осылайша, XY екі осьті айна линзасының біріккен қозғалысы арқылы басқару жүйесі сигналды хост компьютерінің бағдарламалық жасақтамасының алдын ала орнатылған графикалық үлгісіне сәйкес белгіленген жолға сәйкес гальванометр тақтасы арқылы түрлендіре алады және сканерлеу траекториясын қалыптастыру үшін жұмыс бөлігінің жазықтығында тез қозғала алады.
5.1.2 Гальванометрлік дәнекерлеу қосылыстарының жіктелуі:
1. Алдыңғы фокустау сканерлеу линзасы
Фокустау линзасы мен лазерлік гальванометр арасындағы позициялық байланысқа сәйкес, гальванометрдің сканерлеу режимін алдыңғы фокустау сканерлеуі (төмендегі 1-сурет) және артқы фокустау фокустау сканерлеуі (төмендегі 2-сурет) болып бөлуге болады. Лазер сәулесі әртүрлі позицияларға ауытқыған кезде оптикалық жол айырмашылығының болуына байланысты (сәуленің беріліс қашықтығы әртүрлі), алдыңғы фокустау режиміндегі сканерлеу процесіндегі лазердің фокустық беті сол жақ суретте көрсетілгендей жарты шар тәрізді бет болып табылады. Фокустан кейінгі сканерлеу әдісі оң жақтағы суретте көрсетілген. Объектив линзасы F-планшетті линза болып табылады. F-планшетті айна арнайы оптикалық дизайнға ие. Оптикалық түзетуді енгізу арқылы лазер сәулесінің жарты шар тәрізді фокустық бетін тегіс етіп реттеуге болады. Фокустан кейінгі сканерлеу негізінен жоғары өңдеу дәлдігін және шағын өңдеу диапазонын қажет ететін қолданбаларға, мысалы, лазерлік белгілеу, лазерлік микроқұрылымды дәнекерлеу және т.б. үшін жарамды.
2.Артқы фокустау сканерлеу линзасы
Сканерлеу аймағы ұлғайған сайын, f-тета линзасының диафрагмасы да артады. Техникалық және материалдық шектеулерге байланысты үлкен диафрагмалы f-тета линзалары өте қымбат және бұл шешім қабылданбайды. Алты осьті роботпен біріктірілген объективті линзаның алдыңғы гальванометрлік сканерлеу жүйесі гальванометр жабдықтарына тәуелділікті азайта алатын, жүйенің дәлдігінің айтарлықтай дәрежесіне ие және жақсы үйлесімділікке ие салыстырмалы түрде мүмкін шешім болып табылады. Бұл шешім көптеген интеграторлармен қабылданған. Көбінесе ұшу дәнекерлеуі деп аталады. Модульдік шиналарды дәнекерлеу, соның ішінде полюстерді тазалау ұшу қолданыстарына ие, бұл өңдеу енін икемді және тиімді түрде арттыра алады.
3.3D гальванометр:
Алдыңғы фокусталған сканерлеу немесе артқы фокусталған сканерлеу болсын, лазер сәулесінің фокусын динамикалық фокустау үшін басқару мүмкін емес. Алдыңғы фокусталған сканерлеу режимінде өңделетін дайындама кішкентай болған кезде, фокустау линзасының белгілі бір фокустық тереңдік диапазоны болады, сондықтан ол шағын форматпен фокусталған сканерлеуді орындай алады. Дегенмен, сканерленетін жазықтық үлкен болған кезде, шеткі нүктелер фокустан тыс болады және өңделетін дайындама бетіне фокусталмайды, себебі ол лазерлік фокустың тереңдік диапазонынан асады. Сондықтан, лазер сәулесінің сканерлеу жазықтығындағы кез келген позицияда жақсы фокусталуы қажет болғанда және көру өрісі үлкен болғанда, бекітілген фокустық ұзындықтағы линзаны пайдалану сканерлеу талаптарын қанағаттандыра алмайды. Динамикалық фокустау жүйесі - фокустық ұзындығы қажет болған жағдайда өзгеруі мүмкін оптикалық жүйелер жиынтығы. Сондықтан зерттеушілер оптикалық жол айырмашылығын өтеу үшін динамикалық фокустау линзасын пайдалануды және фокустау орнын басқару үшін оптикалық ось бойымен сызықты қозғалу үшін ойыс линзаны (сәуле кеңейткішін) пайдалануды ұсынады және өңделетін бет әртүрлі позициялардағы оптикалық жол айырмашылығын динамикалық түрде өтейді. 2D гальванометрмен салыстырғанда, 3D гальванометрдің құрамына негізінен «Z осі оптикалық жүйесі» қосылады, сондықтан 3D гальванометр дәнекерлеу процесінде фокустау орнын еркін өзгерте алады және 2D гальванометр сияқты станок сияқты тасымалдаушыны ауыстырудың қажеті жоқ кеңістіктік иілген бетті дәнекерлеуді орындай алады. Роботтың биіктігі дәнекерлеу фокустау орнын реттеу үшін қолданылады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 23 мамыр
