लेझर स्कॅनर, ज्याला लेझर गॅल्व्हनोमीटर असेही म्हणतात, त्यात XY ऑप्टिकल स्कॅनिंग हेड, इलेक्ट्रॉनिक ड्राइव्ह अँप्लिफायर आणि ऑप्टिकल रिफ्लेक्शन लेन्स यांचा समावेश असतो. कॉम्प्युटर कंट्रोलरद्वारे पुरवलेला सिग्नल ड्रायव्हिंग अँप्लिफायर सर्किटमधून ऑप्टिकल स्कॅनिंग हेडला चालवतो, ज्यामुळे XY प्रतलामध्ये लेझर बीमच्या विचलनावर नियंत्रण ठेवले जाते. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, गॅल्व्हनोमीटर हे लेझर उद्योगात वापरले जाणारे एक स्कॅनिंग गॅल्व्हनोमीटर आहे. त्याची व्यावसायिक संज्ञा हाय-स्पीड स्कॅनिंग गॅल्व्हनोमीटर गॅल्व्हो स्कॅनिंग सिस्टीम अशी आहे. तथाकथित गॅल्व्हनोमीटरला अँमीटर असेही म्हटले जाऊ शकते. त्याची रचना पूर्णपणे अँमीटरच्या रचना पद्धतीचे अनुसरण करते. सुईच्या जागी लेन्स वापरली जाते आणि प्रोबच्या सिग्नलऐवजी कॉम्प्युटर-नियंत्रित -5V-5V किंवा -10V-+10V DC सिग्नल वापरला जातो, ज्यामुळे पूर्वनिश्चित क्रिया पूर्ण होते. रोटेटिंग मिरर स्कॅनिंग सिस्टीमप्रमाणेच, ही विशिष्ट नियंत्रण प्रणाली मागे सरकणाऱ्या आरशांची एक जोडी वापरते. फरक एवढाच आहे की, या लेन्सच्या संचाला चालवणाऱ्या स्टेपर मोटरऐवजी सर्वो मोटर वापरली जाते. या नियंत्रण प्रणालीमध्ये, पोझिशन सेन्सरचा वापर केला जातो. डिझाइनची संकल्पना आणि निगेटिव्ह फीडबॅक लूप प्रणालीची अचूकता अधिक सुनिश्चित करतात, आणि संपूर्ण प्रणालीचा स्कॅनिंग वेग व पुनरावृत्त पोझिशनिंग अचूकता एका नवीन स्तरावर पोहोचते. गॅल्व्हनोमीटर स्कॅनिंग मार्किंग हेड मुख्यत्वे XY स्कॅनिंग मिरर, फील्ड लेन्स, गॅल्व्हनोमीटर आणि संगणक-नियंत्रित मार्किंग सॉफ्टवेअर यांनी बनलेले असते. वेगवेगळ्या लेझर तरंगलांबीनुसार संबंधित ऑप्टिकल घटकांची निवड केली जाते. संबंधित पर्यायांमध्ये लेझर बीम एक्सपांडर, लेझर इत्यादींचाही समावेश होतो. लेझर प्रात्यक्षिक प्रणालीमध्ये, ऑप्टिकल स्कॅनिंगचा वेव्हफॉर्म हा एक वेक्टर स्कॅन असतो, आणि प्रणालीचा स्कॅनिंग वेग लेझर पॅटर्नची स्थिरता निश्चित करतो. अलिकडच्या वर्षांत, हाय-स्पीड स्कॅनर्स विकसित झाले आहेत, ज्यांचा स्कॅनिंग वेग ४५,००० पॉइंट्स/सेकंदपर्यंत पोहोचतो, ज्यामुळे जटिल लेझर ॲनिमेशन प्रदर्शित करणे शक्य झाले आहे.
५.१ लेझर गॅल्व्हनोमीटर वेल्डिंग जोड
५.१.१ गॅल्व्हनोमीटर वेल्डिंग जोडाची व्याख्या आणि रचना:
कॉलिमेशन फोकसिंग हेडमध्ये आधार मंच म्हणून एका यांत्रिक उपकरणाचा वापर केला जातो. वेगवेगळ्या मार्गांवर वेल्डिंग साधण्यासाठी हे यांत्रिक उपकरण पुढे-मागे सरकते. वेल्डिंगची अचूकता ॲक्ट्युएटरच्या अचूकतेवर अवलंबून असते, त्यामुळे कमी अचूकता, मंद प्रतिसाद गती आणि जास्त जडत्व यांसारख्या समस्या उद्भवतात. गॅल्व्हनोमीटर स्कॅनिंग प्रणालीमध्ये लेन्सला विचलित करण्यासाठी मोटरचा वापर केला जातो. ही मोटर एका विशिष्ट विद्युत प्रवाहाने चालवली जाते आणि तिचे फायदे म्हणजे उच्च अचूकता, कमी जडत्व आणि जलद प्रतिसाद. जेव्हा शलाका गॅल्व्हनोमीटरच्या लेन्सवर पडते, तेव्हा गॅल्व्हनोमीटरच्या विचलनामुळे लेझर शलाकेत बदल होतो. त्यामुळे, लेझर शलाका गॅल्व्हनोमीटर प्रणालीद्वारे स्कॅनिंग दृष्टिक्षेत्रातील कोणताही मार्ग स्कॅन करू शकते.
गॅल्व्हनोमीटर स्कॅनिंग सिस्टीमचे मुख्य घटक म्हणजे बीम एक्सपान्शन कॉलिमेटर, फोकसिंग लेन्स, XY द्वि-अक्षीय स्कॅनिंग गॅल्व्हनोमीटर, कंट्रोल बोर्ड आणि होस्ट कॉम्प्युटर सॉफ्टवेअर सिस्टीम. स्कॅनिंग गॅल्व्हनोमीटर म्हणजे मुख्यत्वे दोन XY गॅल्व्हनोमीटर स्कॅनिंग हेड्स, जे हाय-स्पीड रेसिप्रोकेटिंग सर्वो मोटर्सद्वारे चालवले जातात. द्वि-अक्षीय सर्वो सिस्टीम X आणि Y-अक्षीय सर्वो मोटर्सना कमांड सिग्नल्स पाठवून XY द्वि-अक्षीय स्कॅनिंग गॅल्व्हनोमीटरला अनुक्रमे X-अक्ष आणि Y-अक्षावर वळवते. अशाप्रकारे, XY द्वि-अक्षीय मिरर लेन्सच्या एकत्रित हालचालीद्वारे, कंट्रोल सिस्टीम होस्ट कॉम्प्युटर सॉफ्टवेअरच्या पूर्वनिश्चित ग्राफिक टेम्पलेटनुसार गॅल्व्हनोमीटर बोर्डद्वारे सिग्नलला सेट केलेल्या मार्गावर रूपांतरित करते आणि वर्कपीसच्या प्रतलावर वेगाने फिरून एक स्कॅनिंग ट्रॅजेक्टरी तयार करते.
५.१.२ गॅल्व्हनोमीटर वेल्डिंग जोडांचे वर्गीकरण:
१. फ्रंट फोकसिंग स्कॅनिंग लेन्स
फोकसिंग लेन्स आणि लेझर गॅल्व्हनोमीटर यांच्यातील स्थितीच्या संबंधानुसार, गॅल्व्हनोमीटरच्या स्कॅनिंग मोडचे विभाजन फ्रंट फोकसिंग स्कॅनिंग (खालील आकृती १) आणि रिअर फोकसिंग स्कॅनिंग (खालील आकृती २) मध्ये केले जाऊ शकते. जेव्हा लेझर बीम वेगवेगळ्या ठिकाणी वळवला जातो, तेव्हा प्रकाशीय मार्गातील फरकामुळे (बीम प्रसारणाचे अंतर वेगवेगळे असते), पूर्वीच्या फोकसिंग मोड स्कॅनिंग प्रक्रियेदरम्यान लेझरचा फोकल पृष्ठभाग हा अर्धगोलाकार असतो, जसे डाव्या आकृतीत दाखवले आहे. पोस्ट-फोकस स्कॅनिंग पद्धत उजवीकडील चित्रात दाखवली आहे. ऑब्जेक्टिव्ह लेन्स ही एक एफ-प्लेन लेन्स आहे. एफ-प्लेन मिररची रचना विशेष प्रकाशीय आहे. प्रकाशीय सुधारणा करून, लेझर बीमचा अर्धगोलाकार फोकल पृष्ठभाग सपाट केला जाऊ शकतो. पोस्ट-फोकस स्कॅनिंग मुख्यत्वे अशा अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे, जिथे उच्च प्रक्रिया अचूकता आणि लहान प्रक्रिया श्रेणी आवश्यक असते, जसे की लेझर मार्किंग, लेझर मायक्रोस्ट्रक्चर वेल्डिंग इत्यादी.
2.मागील बाजूस फोकसिंग स्कॅनिंग लेन्स
स्कॅनिंग क्षेत्र जसजसे वाढते, तसतसे एफ-थीटा लेन्सचे ॲपर्चर देखील वाढते. तांत्रिक आणि भौतिक मर्यादांमुळे, मोठ्या ॲपर्चरच्या एफ-थीटा लेन्स खूप महाग असतात आणि हा उपाय स्वीकारला जात नाही. सहा-अक्षीय रोबोटसह एकत्रित केलेली ऑब्जेक्टिव्ह लेन्स फ्रंट गॅल्व्हनोमीटर स्कॅनिंग प्रणाली हा एक तुलनेने व्यवहार्य उपाय आहे, जो गॅल्व्हनोमीटर उपकरणांवरील अवलंबित्व कमी करू शकतो, यात प्रणालीची अचूकता लक्षणीय असते आणि चांगली सुसंगतता असते. हा उपाय बहुतेक इंटिग्रेटर्सनी स्वीकारला आहे. याला अनेकदा 'फ्लाइट वेल्डिंग' असे संबोधले जाते. पोल क्लीनिंगसह मॉड्यूल बसबारच्या वेल्डिंगचे फ्लाइट ॲप्लिकेशन्स आहेत, ज्यामुळे प्रक्रिया रुंदी लवचिकपणे आणि कार्यक्षमतेने वाढवता येते.
३.३डी गॅल्व्हनोमीटर:
फ्रंट-फोकस्ड स्कॅनिंग असो वा रिअर-फोकस्ड स्कॅनिंग, डायनॅमिक फोकसिंगसाठी लेझर बीमच्या फोकसवर नियंत्रण ठेवता येत नाही. फ्रंट फोकस स्कॅनिंग मोडमध्ये, जेव्हा प्रक्रिया करायचा वर्कपीस लहान असतो, तेव्हा फोकसिंग लेन्सची एक विशिष्ट फोकल डेप्थ रेंज असते, त्यामुळे लहान फॉरमॅटमध्ये फोकस्ड स्कॅनिंग करता येते. तथापि, जेव्हा स्कॅन करायचे प्लेन मोठे असते, तेव्हा परिघाजवळील बिंदू फोकसच्या बाहेर जातात आणि प्रक्रिया करायच्या वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर फोकस होऊ शकत नाहीत, कारण ते लेझर फोकसच्या डेप्थ रेंजच्या बाहेर जातात. म्हणून, जेव्हा स्कॅनिंग प्लेनवरील कोणत्याही स्थितीवर लेझर बीम चांगल्या प्रकारे फोकस करणे आवश्यक असते आणि फील्ड ऑफ व्ह्यू मोठे असते, तेव्हा निश्चित फोकल लांबीच्या लेन्सचा वापर स्कॅनिंगच्या गरजा पूर्ण करू शकत नाही. डायनॅमिक फोकसिंग सिस्टीम ही ऑप्टिकल सिस्टीमचा एक संच आहे, ज्याची फोकल लांबी गरजेनुसार बदलू शकते. म्हणून, संशोधकांनी ऑप्टिकल मार्गातील फरकाची भरपाई करण्यासाठी डायनॅमिक फोकसिंग लेन्स वापरण्याचा आणि फोकस स्थिती नियंत्रित करण्यासाठी ऑप्टिकल अक्षावर रेषीयपणे हलणाऱ्या अंतर्वक्र लेन्सचा (बीम एक्सपांडर) वापर करण्याचा प्रस्ताव दिला आहे, जेणेकरून प्रक्रिया करायच्या पृष्ठभागावर वेगवेगळ्या ठिकाणी ऑप्टिकल मार्गातील फरकाची गतिमान भरपाई करता येईल. २डी गॅल्व्हनोमीटरच्या तुलनेत, ३डी गॅल्व्हनोमीटरच्या रचनेत प्रामुख्याने 'झेड-ॲक्सिस ऑप्टिकल सिस्टीम' जोडलेली असते, ज्यामुळे २डी गॅल्व्हनोमीटरप्रमाणे मशीन टूल इत्यादी वाहक बदलण्याची गरज न भासता, ३डी गॅल्व्हनोमीटर वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान फोकसची स्थिती मुक्तपणे बदलू शकतो आणि अवकाशीय वक्र पृष्ठभागाचे वेल्डिंग करू शकतो. वेल्डिंग फोकसची स्थिती समायोजित करण्यासाठी रोबोटच्या उंचीचा वापर केला जातो.
पोस्ट करण्याची वेळ: २३ मे २०२४
