রোবোটিক ওয়েল্ডিং সিস্টেম – গ্যালভানোমিটার ওয়েল্ডিং হেড

কলিমেটিং ফোকাসিং হেড একটি যান্ত্রিক ডিভাইসকে সহায়ক প্ল্যাটফর্ম হিসেবে ব্যবহার করে এবং বিভিন্ন গতিপথের ওয়েল্ড ঝালাই করার জন্য এই যান্ত্রিক ডিভাইসের মধ্য দিয়ে সামনে-পিছনে চলাচল করে। ঝালাইয়ের নির্ভুলতা অ্যাকচুয়েটরের নির্ভুলতার উপর নির্ভর করে, তাই এতে কম নির্ভুলতা, ধীর প্রতিক্রিয়া গতি এবং বড় জড়তার মতো সমস্যা দেখা দেয়। গ্যালভানোমিটার স্ক্যানিং সিস্টেম লেন্সকে বিচ্যুত করার জন্য একটি মোটর ব্যবহার করে। মোটরটি একটি নির্দিষ্ট কারেন্ট দ্বারা চালিত হয় এবং এর উচ্চ নির্ভুলতা, কম জড়তা এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়ার মতো সুবিধা রয়েছে। যখন আলোক রশ্মি গ্যালভানোমিটার লেন্সে আপতিত হয়, তখন গ্যালভানোমিটারের বিচ্যুতি লেজার রশ্মির প্রতিফলনের কোণ পরিবর্তন করে। ফলে, লেজার রশ্মি গ্যালভানোমিটার সিস্টেমের মাধ্যমে স্ক্যানিং ফিল্ড অফ ভিউ-এর মধ্যে যেকোনো গতিপথ স্ক্যান করতে পারে। রোবোটিক ওয়েল্ডিং সিস্টেমে ব্যবহৃত ভার্টিক্যাল হেড এই নীতির উপর ভিত্তি করে তৈরি একটি অ্যাপ্লিকেশন।

এর প্রধান উপাদানগুলোগ্যালভানোমিটার স্ক্যানিং সিস্টেমএর অংশগুলো হলো বিম এক্সপ্যানশন কলিমেটর, ফোকাসিং লেন্স, XY দ্বি-অক্ষ স্ক্যানিং গ্যালভানোমিটার, কন্ট্রোল বোর্ড এবং হোস্ট কম্পিউটার সফটওয়্যার সিস্টেম। স্ক্যানিং গ্যালভানোমিটার বলতে প্রধানত দুটি XY গ্যালভানোমিটার স্ক্যানিং হেডকে বোঝায়, যেগুলো উচ্চ-গতির রেসিপ্রোকেটিং সার্ভো মোটর দ্বারা চালিত হয়। দ্বি-অক্ষ সার্ভো সিস্টেমটি X এবং Y অক্ষের সার্ভো মোটরগুলোতে কমান্ড সিগন্যাল পাঠিয়ে XY দ্বি-অক্ষ স্ক্যানিং গ্যালভানোমিটারকে যথাক্রমে X-অক্ষ এবং Y-অক্ষ বরাবর বিচ্যুত করে। এইভাবে, XY দ্বি-অক্ষ মিরর লেন্সের সম্মিলিত গতির মাধ্যমে, কন্ট্রোল সিস্টেমটি হোস্ট কম্পিউটার সফটওয়্যারের পূর্বনির্ধারিত গ্রাফিক্সের টেমপ্লেট এবং সেট করা পাথ মোড অনুযায়ী গ্যালভানোমিটার বোর্ডের মাধ্যমে প্রাপ্ত সিগন্যালকে রূপান্তর করতে পারে এবং একটি স্ক্যানিং ট্র্যাজেক্টরি তৈরি করার জন্য ওয়ার্কপিসের সমতলে দ্রুত চলাচল করতে পারে।

ফোকাসিং লেন্স এবং লেজার গ্যালভানোমিটারের মধ্যকার অবস্থানগত সম্পর্ক অনুসারে, গ্যালভানোমিটারের স্ক্যানিং মোডকে ফ্রন্ট ফোকাসিং স্ক্যানিং (বাম দিকের চিত্র) এবং ব্যাক ফোকাসিং স্ক্যানিং (ডান দিকের চিত্র) - এই দুই ভাগে ভাগ করা যায়। লেজার রশ্মি বিভিন্ন অবস্থানে বিচ্যুত হওয়ার সময় আলোক পথের পার্থক্যের কারণে (রশ্মি সঞ্চালনের দূরত্ব ভিন্ন হয়), পূর্ববর্তী ফোকাসিং স্ক্যানিং প্রক্রিয়ায় লেজারের ফোকাল প্লেনটি একটি অর্ধগোলাকার বক্র পৃষ্ঠ হয়, যেমনটি বাম দিকের চিত্রে দেখানো হয়েছে। ব্যাক ফোকাসিং স্ক্যানিং পদ্ধতিটি ডান দিকের চিত্রে দেখানো হয়েছে, যেখানে অবজেক্টিভ লেন্সটি একটি ফ্ল্যাট ফিল্ড লেন্স। ফ্ল্যাট ফিল্ড লেন্সের একটি বিশেষ আলোকীয় নকশা রয়েছে।

রোবোটিক ওয়েল্ডিং সিস্টেম

অপটিক্যাল কারেকশন প্রয়োগের মাধ্যমে লেজার রশ্মির অর্ধগোলাকার ফোকাল প্লেনকে একটি সমতলে সমন্বয় করা যায়। ব্যাক ফোকাসিং স্ক্যানিং প্রধানত উচ্চ প্রক্রিয়াকরণ নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা এবং ছোট প্রক্রিয়াকরণ পরিসরের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত, যেমন লেজার মার্কিং, লেজার মাইক্রোস্ট্রাকচার ওয়েল্ডিং ইত্যাদি। স্ক্যানিং এলাকা বাড়ার সাথে সাথে লেন্সের অ্যাপারচারও বৃদ্ধি পায়। প্রযুক্তিগত এবং উপাদানগত সীমাবদ্ধতার কারণে, বড় অ্যাপারচারের লেন্সের দাম খুব ব্যয়বহুল, এবং এই সমাধানটি গ্রহণযোগ্য নয়। অবজেক্টিভ লেন্সের সামনে গ্যালভানোমিটার স্ক্যানিং সিস্টেম এবং একটি ছয়-অক্ষের রোবটের সমন্বয় একটি কার্যকর সমাধান যা গ্যালভানোমিটার সরঞ্জামের উপর নির্ভরতা কমাতে পারে এবং যথেষ্ট পরিমাণে সিস্টেম নির্ভুলতা ও ভালো সামঞ্জস্যতা প্রদান করতে পারে। এই সমাধানটি বেশিরভাগ ইন্টিগ্রেটর গ্রহণ করেছে, যাকে প্রায়শই ফ্লাইং ওয়েল্ডিং বলা হয়। পোল ক্লিনিং সহ মডিউল বাসবারের ওয়েল্ডিং-এর ফ্লাইং অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে, যা নমনীয়ভাবে এবং দক্ষতার সাথে প্রক্রিয়াকরণের ফরম্যাট বাড়াতে পারে।

ফ্রন্ট-ফোকাস স্ক্যানিং হোক বা রিয়ার-ফোকাস স্ক্যানিং হোক, ডাইনামিক ফোকাসিংয়ের জন্য লেজার রশ্মির ফোকাস নিয়ন্ত্রণ করা যায় না। ফ্রন্ট-ফোকাস স্ক্যানিং মোডের ক্ষেত্রে, যখন প্রক্রিয়াজাত করার জন্য ওয়ার্কপিসটি ছোট হয়, তখন ফোকাসিং লেন্সের একটি নির্দিষ্ট ফোকাল ডেপথ রেঞ্জ থাকে, ফলে এটি ছোট ফরম্যাটে ফোকাসিং স্ক্যানিং করতে পারে। কিন্তু, যখন স্ক্যান করার তলটি বড় হয়, তখন পরিধির কাছের বিন্দুগুলো ফোকাসের বাইরে চলে যায় এবং প্রক্রিয়াজাত করার জন্য ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে ফোকাস করা যায় না, কারণ এটি লেজারের ফোকাল ডেপথের ঊর্ধ্ব ও নিম্ন সীমা অতিক্রম করে। অতএব, যখন স্ক্যানিং তলের যেকোনো অবস্থানে লেজার রশ্মিকে ভালোভাবে ফোকাস করার প্রয়োজন হয় এবং ফিল্ড অফ ভিউ বড় হয়, তখন একটি নির্দিষ্ট ফোকাল দৈর্ঘ্যের লেন্সের ব্যবহার স্ক্যানিংয়ের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না।

ডাইনামিক ফোকাসিং সিস্টেম হলো এমন একটি অপটিক্যাল সিস্টেম যার ফোকাল দৈর্ঘ্য প্রয়োজন অনুযায়ী পরিবর্তন করা যায়। তাই, অপটিক্যাল পথের পার্থক্য পূরণের জন্য একটি ডাইনামিক ফোকাসিং লেন্স ব্যবহার করে, অবতল লেন্স (বিম এক্সপান্ডার) অপটিক্যাল অক্ষ বরাবর রৈখিকভাবে চলাচল করে ফোকাসের অবস্থান নিয়ন্ত্রণ করে, যার ফলে বিভিন্ন অবস্থানে প্রক্রিয়াজাতব্য পৃষ্ঠের অপটিক্যাল পথের পার্থক্যের ডাইনামিক ক্ষতিপূরণ সাধিত হয়। ২ডি গ্যালভানোমিটারের তুলনায়, ৩ডি গ্যালভানোমিটারের গঠনে প্রধানত একটি “জেড-অক্ষ অপটিক্যাল সিস্টেম” যুক্ত করা হয়, যা ৩ডি গ্যালভানোমিটারকে ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার সময় ফোকাল অবস্থান অবাধে পরিবর্তন করতে এবং স্থানিক বক্র পৃষ্ঠের ওয়েল্ডিং সম্পাদন করতে সক্ষম করে; এর জন্য ২ডি গ্যালভানোমিটারের মতো মেশিন টুল বা রোবটের মতো বাহকের উচ্চতা পরিবর্তন করে ওয়েল্ডিং ফোকাসের অবস্থান সামঞ্জস্য করার প্রয়োজন হয় না।

ডাইনামিক ফোকাসিং সিস্টেমটি ডিফোকাসের পরিমাণ ও স্পট সাইজ পরিবর্তন করতে পারে, Z-অক্ষ বরাবর ফোকাস সমন্বয় এবং ত্রিমাত্রিক প্রক্রিয়াকরণ সম্পন্ন করতে পারে।

কার্যকরী দূরত্বকে লেন্সের সর্বসম্মুখ যান্ত্রিক প্রান্ত থেকে অবজেক্টিভের ফোকাল প্লেন বা স্ক্যান প্লেন পর্যন্ত দূরত্ব হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। এটিকে অবজেক্টিভের কার্যকরী ফোকাল দৈর্ঘ্য (EFL)-এর সাথে গুলিয়ে না ফেলার ব্যাপারে সতর্ক থাকুন। এটি অপটিক্যাল সিস্টেমের প্রধান তল থেকে ফোকাল প্লেন পর্যন্ত পরিমাপ করা হয়। প্রধান তল হলো একটি কাল্পনিক তল যেখানে সম্পূর্ণ লেন্স সিস্টেমটি প্রতিসরিত হয় বলে ধরে নেওয়া হয়।


পোস্ট করার সময়: জুন-০৪-২০২৪