Fabricación láser de precisión 2D, 2.5D y 3D
Se ha diseñado un sistema de control de movimiento Polaris UniverseOne ™ para la fabricación láser de precisión. Desde aplicaciones como el micro-mecanizado láser 2D, 2.5D y 3D y el grabado profundo de precisión, hasta las aplicaciones de impresión de metales 3D con múltiples cabezales de escaneo, un sistema Polaris UniverseOne tiene las herramientas y tecnologías necesarias para crear la mejor máquina herramienta láser CNC de su clase. .
Una pieza se diseña utilizando un programa CAD como AutoCad, Fusion 360, Inventor, SolidWorks, CATIA y otros. Los diseños pueden ser 2D, 2.5D y 3D real, y el archivo de salida que describe la pieza puede ser un archivo DXF (2D), un archivo STL (2.5D) o un archivo STEP (3D). Estos son los formatos de archivo más populares, pero hay otros.
Hay muchos procesos de fabricación láser de precisión que se han considerado, que se clasifican como aditivos, sustractivos, de unión y de transformación de materiales. En la categoría de aditivos se encuentran SLA, SLS y SLM. En la categoría sustractiva tenemos corte, taladrado, grabado, grabado y ablación. La soldadura es un proceso de unión. Algunos procesos de transformación de materiales incluyen la modificación de impedancia y el recocido de metales.
El generador de trayectoria
El software CAM exporta primitivas de línea, arco y spline cartesianas al controlador Polaris UniverseOne ™. Utilizando un alto nivel de inteligencia, el generador de puntos de ajuste Polaris evalúa las capacidades de velocidad y aceleración de los ejes de la platina mecánica y los ejes del escáner Galvo óptico láser. Con esta evaluación, el controlador Polaris UniverseOne ™ ejecuta el programa de piezas tan rápido como la máquina puede hacerlo. Si un operador ordena a la máquina que vaya más rápido de lo que puede, el software ralentiza la velocidad de ejecución y el trabajo se ejecuta hasta su finalización en el menor tiempo posible.
Polaris CAD / CAM
Polaris CAD / CAM (PCC) es un software que se utiliza para controlar máquinas CNC láser. Todas las operaciones de procesamiento de materiales láser mencionadas anteriormente pueden beneficiarse del uso de PCC.
Para los procesos 2D, el archivo DXF se importa a PCC y los atributos se establecen en preparación para el corte, la perforación y el rayado. El software genera automáticamente la trayectoria de la herramienta de acuerdo con la planificación optimizada de la trayectoria. Cuando el operador pulsa RUN, se genera un archivo de código G y se envía inmediatamente al controlador de movimiento Polaris UniverseOne ™ para su ejecución.
En el caso de la fabricación aditiva, se importa el archivo STL tridimensional y se definen atributos para contornear, rellenar y crear soportes. PCC corta el archivo STL, potencialmente en miles de capas. Se pueden utilizar uno o varios cabezales de escaneado. Si se utilizan varios cabezales de escaneo, la pieza se separa en mosaicos, se crean trayectorias de herramientas y se crea un archivo de código G para cada escáner Galvo. Se emplean métodos avanzados para unir las áreas superpuestas.
Para verdaderas aplicaciones sustractivas en 3D, como el grabado profundo de metal en una pieza 3D como una esfera, el archivo STEP 3D se importa a PCC y se envuelve un patrón 2.5D en la esfera. Se genera automáticamente una trayectoria que se puede ejecutar en una máquina CNC de 5 ejes.
Para una alta productividad, se puede utilizar la combinación de una platina CNC de 5 ejes junto con un escáner 3D Galvos. Se crea la trayectoria de la herramienta y el archivo de código G se envía al controlador de movimiento Polaris UniverseOne ™. El algoritmo de campo de visión infinito (IFOV) de 5 ejes exclusivo de Polaris Motion se ejecuta y la trayectoria se separa automáticamente en el movimiento del escenario y del escáner.
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Código G cartesiano
Con un controlador de movimiento Polaris UniverseOne ™, la productividad aumenta al usar el código G cartesiano. La trayectoria de la herramienta se define para la posición de la punta de la herramienta, en el sistema de coordenadas de la pieza. La geometría de la máquina se desacopla mediante cinemática inversa. Este nuevo enfoque facilita la fabricación asistida por computadora (CAM) porque CAM no necesita preocuparse por la geometría de la máquina.
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Robótica y geometría de máquinas
La geometría de la máquina que mapea la posición y la orientación de la herramienta a los movimientos del motor está encapsulada en el archivo mundial junto con las restricciones cinemáticas de la máquina. Polaris ha desarrollado una biblioteca de geometrías de máquinas para tipos de máquinas comunes. Al implementar geometrías de máquina utilizando herramientas robóticas y al expresar el movimiento de la trayectoria de la herramienta cartesiana en el sistema de coordenadas del archivo de pieza, es fácil para los programas CAM de 5 ejes generar trayectorias de herramientas láser.
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Tecnología de interfaz de control láser (LCI)
Las unidades de servomotor Polaris UniverseOne ™, los módulos de motor paso a paso y los módulos de control Galvo están equipados de manera estándar con una interfaz de control láser (LCI). Gracias a la red de control de movimiento Gbps patentada de Polaris Motion, la sincronización de nanosegundos se logra en todos los módulos y cualquier módulo con una conexión LCI se puede utilizar para controlar un láser.
El LCI puede controlar láseres pulsados y láseres de onda continua (CW). En el modo pulsado, se pueden emplear la activación de tono fijo y la activación de pulso a pedido (POD). Son posibles las frecuencias de pulso en MHz. Para los láseres CW, el control PWM se puede utilizar para regular la potencia con velocidad, y el modelado de pulso láser analógico (ALPS ™) está disponible para ajustar con precisión procesos sensibles como la soldadura por láser.
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