लेजर कटिंग फोकस स्थिति स्वचालित ट्रैकिंग प्रणाली की नियंत्रण सटीकता सीधे लेजर कटिंग प्रसंस्करण की गुणवत्ता को प्रभावित करती है।
इंडक्टिव एलवीडीटी सेंसर या कैपेसिटिव सेंसर और सिंगल-चिप माइक्रो कंप्यूटर से युक्त नियंत्रण प्रणाली में कम हस्तक्षेप-रोधी क्षमता, खराब गतिशील प्रतिक्रिया गुणवत्ता और खराब खुलापन जैसे नुकसान हैं।यह पेपर डिजिटल ऑप्टिकल एनकोडर और मोशन कंट्रोलर से बनी एक नियंत्रण प्रणाली का परिचय देता है।यह सिस्टम की नियंत्रण गुणवत्ता, खुलेपन, स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए नियंत्रण प्रणाली के रूप में एक सार्वभौमिक गति नियंत्रक का उपयोग करता है, जो उपरोक्त समस्याओं को प्रभावी ढंग से हल कर सकता है।
लेजर कटिंग फोकस स्थिति स्वचालित ट्रैकिंग प्रणाली का अध्ययन दो पहलुओं में किया जा सकता है:
(1) लेजर फोकस और संसाधित वस्तु के बीच स्थिर, विश्वसनीय और सुविधाजनक तरीके से सापेक्ष स्थिति का पता कैसे लगाया जाए
लेजर प्रसंस्करण गैर-संपर्क प्रसंस्करण है, और फोकस स्थिति का सीधे पता नहीं लगाया जा सकता है, और फोकस स्थिति फोकसिंग दर्पण और प्रसंस्करण वस्तु की सतह के बीच की दूरी से निर्धारित होती है।इसलिए, एक सामान्य विधि फोकसिंग दर्पण और प्रसंस्करण वस्तु की सतह के बीच की दूरी का पता लगाना है, जिससे अप्रत्यक्ष रूप से लेजर फोकस और प्रसंस्करण वस्तु की सतह की सापेक्ष स्थिति का पता लगाया जा सकता है।
आमतौर पर पता लगाने के तरीकों को संपर्क प्रकार और गैर-संपर्क प्रकार में विभाजित किया जाता है:
संपर्क सेंसर में एक यांत्रिक ट्रांसमिशन और कुछ रैखिक विस्थापन सेंसर (आमतौर पर आगमनात्मक सेंसर) होते हैं जो नियंत्रण प्रणाली द्वारा उपयोग के लिए फोकसिंग दर्पण और ऑब्जेक्ट की सतह के सापेक्ष विस्थापन को वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं।
गैर-संपर्क सेंसर ऑप्टिकल हेड पर एक कैपेसिटिव और इंडक्टिव एडी करंट सेंसर से लैस है, जो फोकसिंग मिरर और सतह के बीच सापेक्ष दूरी का पता लगाने के लिए ऑप्टिकल हेड पर सेंसर के कैपेसिटेंस या इंडक्शन के परिवर्तन का उपयोग करता है। प्रसंस्करण वस्तु.
ये दो पहचान विधियां विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए हैं।कैपेसिटिव गैर-संपर्क सेंसर का उपयोग मुख्य रूप से 3डी लेजर मेटल प्रोसेसिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है क्योंकि संपर्क सेंसर का उपयोग करना सुविधाजनक नहीं है।अन्य मामलों में, संपर्क सेंसर का उपयोग करना अधिक उपयुक्त है।
हालाँकि, दोनों सेंसर एनालॉग सिग्नल द्वारा पता लगाए जाते हैं, और लेजर कटिंग प्रक्रिया के दौरान, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप बनाने के लिए प्रसंस्करण क्षेत्र में आयनीकरण उत्पन्न होता है, जिसका पता लगाने के परिणाम पर प्रभाव पड़ता है।इस बीच, आगमनात्मक LVDT सेंसर की प्रतिक्रिया आवृत्ति कम है।नियंत्रण प्रणाली की गतिशील विशेषताओं को प्रभावित करने वाले ये ऐसे मुद्दे हैं जिन्हें हल करने की तत्काल आवश्यकता है।
(2) लेज़र फ़ोकस में परिवर्तन और प्रसंस्करण वस्तु की स्थिति का पता लगाने के बाद, विचलन की शीघ्र क्षतिपूर्ति कैसे करें, अर्थात, स्थिति के बाद सिस्टम की डिज़ाइन समस्या।
सामान्य अलग फोकस ट्रैकिंग सिस्टम को माइक्रो-नियंत्रक के न्यूनतम सिस्टम नियंत्रण स्टेपर मोटर का उपयोग करके कार्यान्वित किया जाता है।क्योंकि सिंगल-चिप माइक्रो कंप्यूटर का प्रदर्शन अपेक्षाकृत सरल है, अधिक जटिल नियंत्रण रणनीति को लागू करना मुश्किल है, और साधारण स्टेपिंग मोटर की गतिशील विशेषताएं अपेक्षाकृत खराब हैं, जो लेजर फोकस ट्रैकिंग की तीव्र आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल है।
उपरोक्त कमियों को दूर करने के लिए, मोशन कंट्रोलर पर आधारित एक लेजर फोकस स्वचालित ट्रैकिंग सिस्टम पेश किया गया है, जो विस्थापन सेंसर के रूप में ऑप्टिकल एनकोडर का उपयोग करता है और फोकस स्थिति की तेजी से क्षतिपूर्ति प्राप्त करने के लिए मोशन कंट्रोलर के मास्टर-स्लेव ट्रैकिंग (इलेक्ट्रॉनिक गियर) फ़ंक्शन का उपयोग करता है। गलती।
2 नियंत्रण प्रणाली हार्डवेयर डिजाइन
नियंत्रण प्रणाली में एक लेजर फोकस स्थिति सेंसर - एक ऑप्टिकल एनकोडर, एक नियंत्रक - एक गति नियंत्रक और एक एक्चुएटर एसी सर्वो प्रणाली शामिल होती है।
ऑप्टिकल कोड डिस्क अर्ध-बंद लूप संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला विस्थापन सेंसर है।आगमनात्मक विस्थापन सेंसर की तुलना में, इसमें अच्छी स्थिरता, अच्छी गतिशील विशेषताएं, मजबूत हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता और स्थिति नियंत्रक के साथ आसान कनेक्शन के फायदे हैं।हालाँकि, चूंकि ऑप्टिकल एनकोडर एक कोणीय विस्थापन सेंसर है, इसलिए लेजर फोकस और कार्य टुकड़े की सतह के सापेक्ष विस्थापन का पता लगाने के लिए यांत्रिक घटक को बदलना आवश्यक है।हम इस रूपांतरण को प्राप्त करने के लिए रैक ड्राइव और ऑप्टिकल एनकोडर से जुड़े गियर रोटेशन का उपयोग करते हैं।विशिष्ट संरचना पर यहां चर्चा नहीं की गई है।
मोशन कंट्रोलर पोजीशन मास्टर-स्लेव ट्रैकिंग फ़ंक्शन के साथ एक सिंगल-एक्सिस मोशन कंट्रोलर है।सामान्य गति नियंत्रक के कार्य के अलावा, इसमें ऑप्टिकल एनकोडर सिग्नल की स्थिति के लिए एक स्वचालित ट्रैकिंग फ़ंक्शन भी है।मशीनिंग के दौरान लेजर फोकस स्थिति की स्वचालित ट्रैकिंग भी जॉग समायोजन के दौरान विभिन्न संचालन प्राप्त कर सकती है।
चूंकि मोशन कंट्रोलर केवल दो पल्स सिग्नल या पल्स और दिशा सिग्नल आउटपुट कर सकता है, ड्राइव केवल पल्स इनपुट के साथ एक ऑल-डिजिटल सर्वो सिस्टम का उपयोग कर सकता है।
