激光应用技术的发展越来越快，所涉及的领域也越来越多。与其他技术一样，激光也在与计算机、自动化等技术紧密结合，快速共同发展。目前国外已经有成熟的三维振镜焊接系统，而在国内还属于摸索阶段。随着工业需求不断提高，振镜焊接技术由二维系统转向三维系统乃科技发展的必经之路。一个可靠性高和功能全面的三维激光焊接系统，是确保激光焊接系统投入使用的基础技术之一。

 

      激光扫描振镜焊接技术融合了激光焊接技术的优点。一是焊接速度快。通过振镜扫描可以对焊接点进行准确的定位，以此缩短加工的时间，同时还具有即起即停的优点。二是应力和变形小。焊接激光照射到工件表面的功率密度非常小，其能够快速地将母件材料融化，避免了因为焊接传输受热而导致工件变形。三是可焊难焊材料。激光振镜焊接主要采取计算机控制系统进行控制，其可以通过自动焊接焊手工难以焊接的工件。

 

核心应用——大族激光三维激光扫描振镜焊接系统

 

      大族激光三维激光扫描振镜焊接系统在原来的二维（X、Y 轴）振镜焊接系统的基础上，增加了动态聚焦激光的功能。而动态聚焦部分被习惯性地称为 Z 轴，动态聚焦振镜激光焊接系统也被习惯性地称为三维振镜焊接系统。

 

      三维焊接的硬件设备主要包括光纤激光器及三维振镜系统。

 

      三维激光扫描振镜焊接系统的工作流程如下图所示：

 

      如图1所示，用户导入焊接对象图形，选择焊接对象，计算机根据焊接图形进行计算，得到相应的焊接路径，在对焊接路径进行插补后，数据用于控制执行设备。

 

      传统绘图式的X-Y平面激光扫描系统长期工作在一定的距离内，机械系统磨损严重，系统精度受到极大的影响。因此，绘图式的 X-Y 平面激光扫描系统在短暂的繁荣后，逐步退出了市场。

 

      三维激光扫描振镜系统与 X-Y 平面激光扫描系统进行比较，可以发现三维激光扫描振镜系统优势明显：

 

  →  扫描速度高：通过振镜的微小角度偏转即可实现激光大范围移动；

  →  定位精度高：位置传感器的使用和负反馈回路的设计思路保证了系统的精度；

  →  噪音小：振镜旋转时几乎不发出声音；

  →  和工作环境非直接接触，整个系统可位于加工物质之外。

  →  焦距可变范围大，可连续快速完成三维产品的焊接。

 

      振镜时代的到来使中国激光扫描再一次迎来了飞跃式的发展，而速度和精度的大幅提升，再一次刺激了原有的工具行业，同时以前由于对精度要求较高，而不能用激光处理的行业市场也广开大门。二维平面的焊接已不能够满足现在市场的需求，三维振镜焊接系统的时代已经到来。

 

延伸介绍——三维振镜焊接软件简介

 

      三维振镜焊接软件由大族激光精密焊接事业部独立自主研发，并成功申请了知识产权和软件著作权保护。软件主界面如图所示：

 

三维振镜焊接软件主界面

      主要功能：

       →  三维图形编辑显示功能；

       →  可导入焊接对象的CSV或STEP(CAD图)文件；

       →  控制三维振镜进行三维焊接。

 

      该软件提供了一套比较完整的动态界面和鼠标拖动控制功能。“全动感”的用户界面提升了使用友好度，减少了多余的对话框。崭新的属性管理用来高效地管理整个设计过程和步骤。属性管理包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。

 

三维激光扫描振镜焊接系统的核心技术及创新点

   △ 自主研制的高可靠性、高稳定性激光三维焊接技术；

   △ 自主研发的高度集成控制应用软件系统技术；

   △ 自主研发的三维高速扫描振镜光学系统技术；

   △ 自主研究的三维激光焊接工艺技术，可对焊接缺陷——熔合不良、热应力集中、翘曲变形等进行有效控制。