3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии

Истоки трехосевой головки

Маркировка на неровных поверхностях – это исследовательский и опытно-конструкторский проект, который компания LASIT запустила в июне 1990 года, и сегодня компания может похвастаться тем, что она вторая в мире – после American General Scanning – разработавшая трехосевую головку. С 1990 по 2000 год более 90% наших лазерных маркеров были оснащены этой технологией, адаптированной для постоянно растущего числа применений, отвечающих потребностям различных секторов.

Лазерная маркировка выполняется с высочайшим качеством, когда лазерное пятно гравирует идеально перпендикулярно плоскости, концентрируя всю энергию в одной точке, которая имеет определенный диаметр и переменную степень погрешности.

Однако не все компоненты плоские или правильной формы, поэтому была разработана трехосная технология, которая гарантирует высокую фокусировку лазерного луча на цилиндрических, неровных или больших поверхностях без ручного изменения положения лазера. Если в прошлом фокусное расстояние было фиксированным и неизменным, то сегодня мы можем управлять и программировать 3D-формы с помощью программного обеспечения.

testa3assi-1-1 3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии
zdinamico-specchi 3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии

Высокоскоростная и точная лазерная маркировка

Механически трехосная головка LASIT состоит из системы линейных двигателей, двух вращающихся по осям X и Y, которые позволяют перемещать лазерный луч вдоль осей, и третьей оси для фокусировки: лазерный луч проходит через объектив, оснащенный подвижной линзой, который, в свою очередь, установлен на линейном выносе. Работа регулируется автоматически через программное обеспечение FlyCAD.

 

Сердцем трехосевой головки является оптическая конструкция, которая меняется в зависимости от типа применения и требований по применению: система может адаптироваться к размеру рабочего поля и размеру необходимого лазерного пятна.

 

Сканирующие зеркала расположены после линз объектива. Необработанный лазерный луч попадает в оптическую систему через линзу с динамическим расширением. Линзы объектива изменяют гауссов пучок, формируемый линзой динамического расширителя на целевой плоскости. Перемещение линз динамического расширителя через линейный вынос изменяет расстояние до фокальной плоскости и, следовательно, динамический фокус. Зеркала (MX и MY), расположенные в модуле сканирования XY,изгибают луч и направляют его путем углового отклонения для сканирования рабочего стола.

В каких случаях используется?

Учитывая, что трехосевая сканирующая головка имеет гораздо более высокую стоимость, чем традиционная двухосная система, желательно понимать, когда она нам действительно нужна, а когда она предлагается нам только по экономическим причинам.

 

Как уже упоминалось ранее, существенная разница между двумя системами связана с различной глубиной резкости, то есть возможностью маркировать деталь, которая из-за своих геометрических характеристик не всегда находится на одном и том же расстоянии фокусировки по отношению к лазерной головке.

Учитывая площадь маркировки 100 × 100 мм, трехосная головка обычно имеет глубину резкости около 40 мм, в то время как традиционная головка ограничивается глубиной около 2 мм. Следует отметить, что поля маркировки большего размера обеспечивают большую глубину резкости.

campionezdinamico 3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии
Zdinamico-01- 3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии

Если первое значение (область маркировки) зависит только от конструкции головки (поскольку она способна перефокусироваться в зависимости от рисунка), то второе (глубина резкости) является переменным в зависимости от некоторых внешних факторов, в частности:

 

1.Маркируемый материал: такие материалы, как сталь, могут быть маркированы расфокусировкой до 5 или 6 мм, в то время как природный алюминий необходимо располагать точно на правильном фокусном расстоянии;

 

2.Используемое фокусное расстояние: от него зависит большее или меньшее поле, которое варьируется в диапазоне от 100 до 400 мм и которое выбирается в основном исходя из требуемой площади маркировки, но не только;

 

Фактически, выбор фокусного расстояния также зависит от типа выполняемой обработки и глубины, которая считается необходимой. Фактически, большое фокусное расстояние также определяется как «длинное», то есть с большей глубиной резкости. По сути, использование большого фокусного расстояния часто позволяет нам преодолеть проблему глубины.

testa-due-assi 3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии
Система с объективом плоского поля (две оси)

Система с объективом плоского поля, обычно называемая FFL (Flat field lens), использует оптические свойства линз для поддержания постоянной фокусировки на рабочей поверхности. Ее преимущество состоит в том, что перемещаются только маленькие зеркала, а значит высокую скорость работы.

testa-tre-assi 3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии
Гибридная трехосевая головка (динамическая Z)

На фотографиях показана трехосная система, в которой третья ось используется только для изменения точки фокусировки. На линейной оси установлен объектив, который в сочетании со следующим объективом позволяет изменять фокусировку. Сразу же за ним идет гальванометрическая система X и Y для перемещения лазерного луча в поле маркировки, определяемого линзой FFL. Без движения внешней механической оси Z мы можем маркировать неплоские поверхности, на разной высоте или цилиндрические, ускоряя весь процесс соответственно с движением всей лазерной головки.

Остерегайтесь обмана

Очень часто мы читаем и слышим информацию о трехосевой головке, распространяемую с коммерческой целью, но не имеющую технической достоверности. Итак, давайте проясним, каков потенциал трехосевой головки и преимущества, которые мы можем извлечь из нее в текущей реальности, определив при этом рамки, за которые еще не удалось выйти.

foto-z-dinamico-dettaglio 3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии
Что она может делать
Что она не может сделать

Глядя на изображение, мы понимаем, что реальная проблема, которую следует учитывать, заключается не в изменении фокусировки (которое мы фактически можем компенсировать с помощью трехосевой головки), а в угле падения.

 

В примере мы видим, что под углом 150 ° (± 75 °) луч «ускользает» от компонента, а энергия не достигает поверхности, что делает невозможным выполнение процесса.

incidenza 3-осевая головка: преимущества и недостатки этой технологии

Тебе понравилась эта статья?
Поделись этим на

Condividi su facebook
Condividi su linkedin
Condividi su whatsapp
Статьи по Теме