探討高速振鏡在激光加工中的應用
發(fā)布時(shí)間:2024-08-22 16:37:44 瀏覽:11次 責任編輯:深圳市艾貝特電子科技有限公司
激光振鏡掃描功能在各類(lèi)激光加工工藝中廣泛應用,主要是為了應對待加工幅面過(guò)大時(shí),激光頭和工件又被客觀(guān)限制移動(dòng),不能達到拼焊效果,激光高速振鏡則可以加大單點(diǎn)激光的可掃描范圍,從而加大作業(yè)幅面。本次我們來(lái)探討一下振鏡的工作原理以及應用。
振鏡的基本原理是:輸入一個(gè)位置信號,擺動(dòng)電機(激光振鏡)就會(huì )按一定電壓與角度的轉換比例擺動(dòng)一定角度。整個(gè)過(guò)程采用閉環(huán)反饋控制,由位置傳感器、誤差放大器、功率放大器、位置區分器、電流積分器等五大控制電路共同作用。而數字激光振鏡的原理則是在模擬激光振鏡的原理上將模擬信號轉換成數字信號。
當激光束射入到兩片反射鏡 (掃描鏡)上,用計算機控制反射鏡的反射角度,這兩個(gè)反射鏡可分別沿 X、 Y 軸掃描,從而達到激光束的偏轉,使具有一定功率密度的激光聚焦點(diǎn)在打標材料上按所需的要求運動(dòng),從而在材料表面上留下永久的標記, 聚焦的光斑可以是圓形或矩形。在振鏡掃描系統中,可以采用矢量圖形及文字,這種方法采用了計算機中圖形軟件對圖形的處理方式,具有作圖效率高,圖形精度好,無(wú)失真等特點(diǎn),極大的提高了激光打標的質(zhì)量和速度。
1998年,振鏡式掃描系統在中國的大規模應用開(kāi)始到來(lái)。它的設計思路完全沿襲電流表的設計方法,鏡片取代了表針, 而探頭的信號由計算機控制的 -5V--5V 或-10V--+10V 的直流信號取代,以完成預定的動(dòng)作。同轉鏡式掃描系統相同,這種典型的控制系統采用了一對折返鏡,不同的是,驅動(dòng)這套鏡片的步進(jìn)電機被伺服電機所取代,在這套控制系統中,位置傳感器的使用和負反饋回路的設計思路進(jìn)一步保證了系統的精度,整個(gè)系統的掃描速度和重復定位精度達到一個(gè)新的水平。
振鏡在激光打標行業(yè)的應用:振鏡掃描式打標頭主要由振鏡掃描式打標頭主要由 XY 掃描鏡、場(chǎng)鏡、振鏡及計算機控制的打標軟件等構成。根據激光波長(cháng)的不同選用相應的光學(xué)元器件。相關(guān)的選件還包括激光擴束鏡、激光器等。
振鏡掃描系統在激光錫焊領(lǐng)域的應用:與打標應用中的振鏡工作原理相同,通過(guò)X、Y軸兩片振鏡的角度偏轉,將激光光束透過(guò)擴束鏡片反射至加工面上,振鏡反射激光至加工面上的范圍為振鏡掃描范圍,在此加工范圍內的焊點(diǎn),激光光斑均可有效加熱,可以不依靠于二維移動(dòng)平臺來(lái)實(shí)現不同焊點(diǎn)需要的激光光斑移動(dòng)。因為振鏡偏轉速度非???,各種焊點(diǎn)間的激光光斑移動(dòng)也是非??焖俚?,遠超常規的二維移動(dòng)軸的移動(dòng)速度。在預涂錫膏的前提下,這種高速移動(dòng)激光光斑的功能,可以大大提高焊接速度。
目前我公司已有成熟的配備高速振鏡掃描功能的激光錫膏設備,當工件需要焊接點(diǎn)位排布幅面過(guò)大時(shí),或者工件及焊接頭要盡量減少移動(dòng)保持穩定性時(shí),激光高速振鏡可加大激光焊接作業(yè)幅面,減少運動(dòng)軸且不會(huì )增加設備占地面積或體積。