تفاوت‌های ساختاری بین سیستم آینه‌ای و سیستم برش خطی

در حوزه پردازش لیزری، سیستم‌های برش لیزری عمدتا به سیستم‌های اسکن گالوانومتری و سیستم‌های برش حرکت خطی تقسیم می‌شوند. این دو سیستم در طراحی ساختاری، مکانیزم‌های حرکت و سناریوهای کاربردی به طور قابل توجهی متفاوت هستند. درک ویژگی‌های ساختاری این سیستم‌ها برای انتخاب تجهیزات و بهینه‌سازی فرآیند بسیار مهم است.

1. ساختار سیستم‌های اسکن گالوانومتری

سیستم اسکن گالوانومتری از آینه‌های با سرعت بالا برای کنترل مسیر اسکن پرتو لیزر استفاده می‌کند. اجزای اصلی شامل:

منبع لیزر
لیزر پرتویی ساطع می‌کند که به صورت هم‌راستا شده تا نور موازی ایجاد کند و منبعی پایدار برای اسکن فراهم می‌آورد.

واحد اسکن گالوانومتری
سیستم از دو آینه سریع عمود بر هم (گالوانومتر X و Y) برای کنترل انحراف افقی و عمودی پرتو لیزر استفاده می‌کند. آینه‌های گالوانومتری توسط موتور‌های پرسرعت به حرکت درمی‌آیند و با سنسور‌هایی مجهز هستند که موقعیون دقیق زاویه را فراهم می‌کنند.

اپتیک‌های فوکوس
پرتو لیزر منحرف شده از طریق لنز فوکوس یا لنز F-تتا به سطح قطعه کار هدایت می‌شود تا اندازه لکه و چگالی انرژی به طور یکنواخت حفظ شود.

سیستم کنترل
کنترل‌کننده گالوانومتر سیگنال‌های محرکه را بر اساس مسیر برش تولید می‌کند تا اسکن پرتو با سرعت بالا انجام شود. از آنجا که برش از طریق انحرفت پرتو انجام می‌شود، حرکت مکانیکی در سیستم گالوانومتری حدالاقل است و پاسخ بسیار سریعی را ممکن می‌سازد.

ویژگی‌های ساختاری

اندازه فشرده، مناسب برای مناطق کار کوچک تا متوسط.

سرعت بالای اسکن، که تضمین می‌کند پردازش کارآمد باشد.

دقت به دقت زاویه گالوانومتر و کیفیت فوکوس نوری بستگی دارد.

2. ساختار سیستم‌های برش حرکت خطی

سیستم‌های برش حرکت خطی با حرکت دادن سر لیزر یا قطعه کار در امتداد راهنمای مکانیکی، عمل برش را انجام می‌دهند. اجزای اصلی شامل:

منبع لیزر
پرتو لیزر از طریق فیبر یا نور فضای آزاد به سر برش منتقل می‌شود.

مکانیسم حرکت خطی
سر لیزر یا قطعه کار در امتداد راهنمای خطی X و Y حرکت می‌کند. راهنماها معمولاً با سیستم‌های انتقال پیچ یا چرخ‌دنده کار می‌کنند و توسط موتورهای سروو برای موقعیت‌یابی دقیق و برش پایدار به حرکت درمی‌آیند.

سر برش فوکوس‌کننده
پرتو لیزر از طریق یک لنز در سر برش، روی سطح ماده فوکوس می‌شود. سر لیزر به صورت مکانیکی در امتداد مسیر برنامه‌ریزی‌شده حرکت می‌کند تا ماده را ببرد.

سیستم کنترل
یک کنترلر CNC مدیریت برنامه‌ریزی مسیر و کنترل حرکت همزمان را برعهده دارد. اینرسی مکانیکی قابل توجه است و شتاب‌گیری/کاهش سرعت توسط طراحی ساختاری محدود می‌شود.

ویژگی‌های ساختاری

مناسب برای سطوح کار بزرگ و برش مواد ضخیم.

طول مسیر برش توسط محدوده اسکن نوری محدود نمی‌شود.

ساختار مکانیکی پیچیده است، حجم سیستم بزرگ است و سرعت توسط اینرسی محدود می‌شود.

3. تفاوت‌های کلیدی ساختاری

تفاوت‌های اصلی ساختاری بین سیستم‌های اسکن گالوانومتری و سیستم‌های برش حرکت خطی در مکانیزم حرکت و بار مکانیکی نهفته است:

مکانیزم حرکت

سیستم گالوانومتری: برش از طریق انحراف پرتو لیزر انجام می‌شود و حرکت مکانیکی بسیار اندکی دارد.

سیستم خطی: برش با حرکت دادن سر لیزر یا قطعه کار روی راهنماها انجام می‌شود و حرکت مکانیکی قابل توجهی دارد.

اینرسی مکانیکی

سیستم گالوانومتری: اینرسی کم، پاسخ سریع.

سیستم خطی: اینرسی زیاد، شتاب و کاهش سرعت توسط ساختار مکانیکی محدود می‌شود.

طراحی نوری

سیستم گالوانومتری: به آیینه‌های با سرعت بالا و عدسی‌های فوکوسینگ متکی است؛ مسیر نوری ثابت است.

سیستم خطی: مسیر نوری به نسبت ثابت است؛ سر لیزر به صورت مکانیکی حرکت می‌کند تا منطقه برش را پوشش دهد.

سناریوهای کاربردی

سیستم گالوانومتری: مناسب مواد نازک، سطوح کار کوچک و برش با دقت بالا.

سیستم خطی: مناسب مواد ضخیم و سطوح کار بزرگ؛ دقت به ریل‌های هدایت و سیستم‌های انتقال بستگی دارد.

سیستم‌های اسکن گالوانومتری و سیستم‌های برش حرکت خطی از نظر طراحی ساختاری بنیادین تفاوت دارند. سیستم‌های گالوانومتری از انحراف پرتو به عنوان مکانیسم حرکت اصلی استفاده می‌کنند و برای برش با سرعت بالا و دقت بالا ایده‌آل هستند. سیستم‌های حرکت خطی به راهنماهای مکانیکی متکی هستند و برای برش در سطوح وسیع و مواد ضخیم مناسب می‌باشند. درک این تفاوت‌های ساختاری برای انتخاب تجهیزات برش لیزری مناسب و بهینه‌سازی فرآیندهای پردازش ضروری است.