Impressão a Laser SLM em Metal
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Uma solução de controle de movimento baseada em laser integrada e fácil de usar para OEMs de máquinas

  • Fácil configuração de estágio e servomotor
  • Fácil configuração e uso do laser
  • Configuração fácil do Galvoscanner
  • Software CAM fácil de usar
  • Configuração fácil de IFOV

Quando um projetista de máquina de precisão está planejando um novo projeto, ele deve considerar o desempenho, o custo de produção e manutenção do sistema e a facilidade de uso. Um sistema de controle de movimento fácil de usar tem o benefício de reduzir os custos de desenvolvimento e minimizar o tempo de colocação no mercado. Pensando nisso, projetamos o sistema Polaris Motion Control para garantir uma instalação fácil, sem sacrificar a configurabilidade e o alto desempenho.

Criamos um ecossistema de hardware poderoso e software rico em recursos. Esse ecossistema permite que você integre seus servomotores, codificadores e outros periféricos favoritos em um produto final de máquina-ferramenta com recursos inteligentes de controle de movimento. Além da fácil configuração da máquina, as operações de usinagem avançadas são fáceis de implementar usando o Polaris CAD/CAM.

Configurando e usando um sistema de controle de movimento Polaris

Fiação do seu sistema de controle Polaris UniverseOne™

Configurar a rede Mercury™ é uma tarefa fácil. Devido à enumeração e configuração automáticas, os dispositivos são identificados e configurados automaticamente na inicialização.

Configuração e ajuste simples usando MotionTools

Depois que a rede e a parte elétrica estiverem cabeadas, você passará para o MotionTools, nosso aplicativo de desktop que permite a interface com seu Polaris Controller, unidades e outros dispositivos na rede. No MotionTools, você encontrará poderosos utilitários de ajuste gráfico, um escopo em tempo real completo e assistentes fáceis de usar que permitem integrar lasers em sua máquina multieixo.

Figura 1. Um sistema de controle de movimento Polaris com fio para uma máquina CNC de 3 eixos

O MotionTools é organizado de maneira muito lógica e a programação do servidor é fácil de entender para um desenvolvedor de software.

Luis garcia
Líder de equipe de engenharia de software
Mundt & Associates, Inc.
Figura 2. A interface de operação do MotionTools fácil de navegar
Explorando nosso kit de ferramentas avançado de disparo a laser

Ao longo de anos ouvindo nossos clientes e levando seus comentários a sério, criamos um extenso kit de ferramentas para controlar qualquer laser que sua aplicação precise. No kit de ferramentas de disparo Polaris Motion, existem cinco modos principais de disparo a laser (Figura 3). Temos opções para lasers pulsados ​​e de onda contínua (CW), incluindo nosso modo proprietário Arbitrary Laser Pulse Shaping (ALPS™). Caso você tenha um aplicativo que exija duas ou mais fontes de laser em uma única operação, nosso kit de ferramentas oferece suporte ao disparo multi-laser. Todos esses modos são facilmente implementados e personalizados. Além disso, vários recursos de controle automático de laser estão disponíveis. Estes incluem modos de disparo PWM de auto-frequência e ciclo de trabalho automático que tornam operações sensíveis como soldagem, repetíveis e de alta qualidade, sempre sem adivinhação.

Figura 3. Os cinco principais modos de disparo no kit de ferramentas de disparo a laser Polaris
Substitua o Skywriting por acionamento de pitch fixo para acelerar o tempo de processamento da peça

No processamento de material baseado em laser, a energia fornecida à peça de trabalho por unidade de área (fluência) é de importância primordial. O cenário ideal é manter a fluência constante em todos os pontos ao longo da trajetória planejada. Se você estiver usando uma taxa de pulso de laser fixa e a máquina precisar diminuir a velocidade para um canto, o resultado é uma queima excessiva (um aumento na fluência) (Figura 4). Este problema é muitas vezes remediado através da implementação de uma solução baseada em movimento, muitas vezes chamada de “skywriting”. Quando o skywriting está ativado, uma velocidade constante é mantida nos cantos, resultando em uma fluência consistente da taxa de pulso de laser fixa. O Skywriting alcança esse resultado adicionando um movimento extra nos cantos, onde o laser é desligado com precisão, o movimento é feito em loop e o laser é ligado novamente quando a máquina atinge a posição e a velocidade de marcação necessárias (Figura 5).

Figura 4. A queima excessiva ocorre quando a máquina desacelera ao usar uma taxa de pulso de laser fixa
Uma solução superior

Embora o skywriting alcance uma fluência constante, ele adiciona um tempo de processamento significativo, o que é indesejável na produção. A Polaris Motion desenvolveu uma solução aprimorada para fornecimento de energia a laser que é independente da velocidade, aceleração e solavanco. Nosso algoritmo de hardware de disparo de laser de passo fixo dispara o laser com base na distância que foi percorrida ao longo do caminho de marcação planejado (Figura 6). Nossa abordagem baseada em espaçamento permite velocidades máximas de processamento nos cantos; não cria movimentos desperdiçados; e, o mais importante, fornece fluência constante para processamento de material superior e consistente.

Figura 5. Fornecimento de energia consistente usando skywriting com uma taxa de pulso de laser fixa
Figura 6. Fornecimento de energia consistente usando acionamento de passo fixo

A configuração de lasers pulsados ​​foi incrivelmente fácil com o Polaris, e o disparo de pitch fixo foi genuinamente um dos recursos mais legais que usei. Ele forneceu marcação de superfície consistente ao remover velocidade e frequência como variáveis ​​no fornecimento de energia do laser.

Andrew Hargreave
Engenheiro de automação
DynaVap, LLC
Não há necessidade de religar seu sistema ao alterar os modos de disparo do laser

Você pode estar acostumado a alterar a fiação periférica quando um modo de disparo alternativo é necessário para um projeto. Este não é o caso do Polaris Motion. Criamos um método de controle a laser alternativo e mais flexível. Basta encaminhar uma saída digital do sistema de controle Polaris para o laser de sua escolha. Esta saída envia as informações necessárias para acionar seu laser de acordo com nosso algoritmo de hardware de acionamento de laser. Não há necessidade de religação e emendas complicadas do codificador. O modo de disparo do laser é facilmente alterado no Polaris CAD/CAM por meio de um menu suspenso.

O uso do Polaris CAD/CAM facilita a geração de percursos e a operação da máquina

Crie uma solução completa ao emparelhar um sistema Polaris Motion Control com o Polaris CAD/CAM. Este software permite importar desenhos CAD, definir parâmetros de marcação e gerar percursos de código G com rapidez e facilidade. A saída do percurso é enviada automaticamente do CAD/CAM para o seu Polaris Controller para execução. O Polaris CAD/CAM possui recursos avançados de visão de máquina, permitindo que você configure receitas de calibração de lentes eficientes e robustas. Você pode até mesmo calcular projeções em objetos 3D (Figura 7) para aplicações como gravação em objetos cilíndricos. Seja qual for a sua aplicação, o CAD/CAM foi desenvolvido para tornar a geração de percursos simples e rápida.

Figura 7. Saída de uma projeção 3D usando Polaris CAD/CAM
Seu controlador Polaris interpreta automaticamente o código G

Assim que seus eixos servo e fonte de laser estiverem configurados e você tiver um arquivo de código G pronto para ser executado, o Polaris Controller faz o resto do trabalho. O Controlador Polaris interpreta o código G, converte os comandos de movimento em pontos de ajuste dinâmicos e envia pontos de ajuste de disparo de laser sincronizados automaticamente (Figura 8). Nosso sistema suporta praticamente qualquer servomotor linear ou rotativo, motores de passo e pode enviar comandos para protocolos de interface Galvoscanner padrão como SL2-100, HSSI e XY2-100.

Figura 8. Pontos de ajuste de disparo e pontos de ajuste dinâmicos (PCOM, VCOM e ACOM) são enviados de forma síncrona para o amplificador
Campo de Visão Infinito Polaris (IFOV)

Ao usar um Galvoscanner para processamento de material a laser, o campo de visão (FOV) é o fator limitante que determina o tamanho máximo da peça que pode ser acomodado. Essa desvantagem é muitas vezes contornada pela integração de uma cabeça de varredura em um estágio cartesiano, possibilitando peças maiores (Figura 9). O método tradicional de combinar motores Galvo rápidos com atuadores de estágio mais lentos e de curso longo é usando revestimento (Figura 10).

Figura 9. Estendendo o pequeno campo de visão de um Galvoscanner com uma platina XY.
Figura 10. Um Galvoscanner coordenado com um palco cartesiano executando uma rotina de ladrilhamento

IFOV é uma solução melhorada sobre ladrilhos. IFOV é uma técnica usada para processamento de material a laser onde um Galvoscanner é movido sobre uma grande área de marcação de forma suave e contínua usando a platina (Figura 11). Esta técnica resolve o problema comum de erros de costura que ocorrem ao usar ladrilhos. Erros de costura são inconsistências no caminho do laser que aparecem ao longo das costuras das seções de azulejos (Figura 12). Combinando as vantagens de um Galvoscanner e uma platina usando a tecnologia IFOV, é possível usinar peças grandes a laser com grande detalhe em altas velocidades.

Figura 11. Um Galvoscanner coordenado com um estágio cartesiano executando uma rotina IFOV

Polaris O IFOV está totalmente configurado usando apenas sete configurações. Quatro configurações definem os eixos. Das configurações restantes, uma liga/desliga o IFOV e as duas restantes definem o peso da distribuição de movimento entre o palco e o Galvoscanner.

A experiência da Polaris Motion é no controle de máquinas-ferramentas CNC. Como tal, nossa técnica IFOV é totalmente compatível com arquivos de código G padrão. Isso inclui interpolação linear (G1), interpolação circular (G2/G3), interpolação spline (G5), transformações de coordenadas de trabalho, correções de ferramentas e muito mais. Os movimentos do Galvoscanner e do palco podem ser vinculados e desvinculados.

Figura 12. Erro de costura devido ao ladrilho

Suportamos Galvoscanners de terceiros com protocolos de interface XY2-100, SL2-100 e HSSI padrão. Basta selecionar o Galvoscanner que faz sentido para sua aplicação. Também não há necessidade de trocar seus servomotores ou acionamentos, pois oferecemos suporte à maioria dos fornecedores de terceiros. Basta conectar nosso sistema de controle de movimento aos seus drives existentes e ao Galvoscanner e iniciar o IFOV imediatamente.

Se você é um OEM de máquina-ferramenta procurando um sistema de controle de movimento robusto e fácil de usar, mande-nos uma linha para configurar uma demonstração!


Sobre Polaris Motion

A Polaris Motion é especializada em soluções de controle de movimento para máquinas CNC em fabricação baseada em laser, corte e retificação de superfícies ópticas com ferramentas diamantadas e para máquinas CNC especializadas em outras áreas de alto desempenho.

Tom Erlic
Movimento Polar
www.pmdi.com
terlic@pmdi.com