Il galvanometro a magnete mobile

Il galvanometro è un traduttore elettromeccanico che converte un comando elettrico in una rotazione del suo asse meccanico con alta precisione.

Montando uno specchio sull’asse del galvanometro, si può deviare in modo controllato un raggio laser. Se il comando elettrico è variabile nel tempo, la rotazione dell’asse del galvanometro segue temporalmente l’andamento del segnale. Combinando due galvanometri con gli assi perpendicolari l’uno all’altro, è possibile far descrivere al fascio laser una qualunque traiettoria su di un piano.

Struttura del galvanometro

I galvanometri a magnete mobile sono quelli che presentano una bassa inerzia dello statore e, quindi sono i più adatti per applicazioni ad alta velocità.

Il galvanometro è sostanzialmente costituito da due parti:

• Il rotore, ovvero la parte mobile, costituita da un magnete permanente, su cui è fissato l’asse rotante, la molla di richiamo ed il sensore d posizione.
• Lo statore, ovvero la parte fissa sul quale è presente l’avvolgimento elettrico di comando.

Uno schema di principio di un galvanometro ò rappresentato in Figura 2:

Quando nell’avvolgimento sullo statore non circola corrente, il magnete del rotore viene mantenuto nella sua posizione di zero dalla molla di torsione. Il campo magnetico generato dal magnete permanente anch’esso assumerà la direzione di riposo.

Se nell’avvolgimento dello statore viene fatta circolare una corrente costante, questa produrrà un campo magnetico diretto sull’asse dei due poli che farà ruotare il campo rotorico finché non equilibrerà la forza generato dalla molla di torsione. La rotazione del rotore ruoterà a sua volta il sensore di posizione che genererà un segnale proporzionale alla rotazione stessa. Questo segnale viene utilizzato come feedback per aumentare la precisione del galvanometro.

Nell’avvolgimento dello statore si può fare circolare una corrente variabile nel tempo che produrrà a sua volta una rotazione corrispondente dell’asse del galvanometro. Anche il sensore di posizione produrrà un segnale corrispondente.

Per garantire la rotazione intorno all’asse del rotore, questo viene provvisto di due cuscinetti.

Con questi galvanometri a magneti mobile si raggiungono alte prestazioni, sia di precisione, sia di velocità di rotazione, rendendo il loro utilizzo indispensabile nella realizzazione delle scansioni laser.

Laser galvanometrico: controllo e velocità per lavorazioni di alto profilo.

Come funziona il laser galvo e quali vantaggi offre nella lavorazione?

Adesso che abbiamo capito come funziona un galvanometrico, possiamo meglio interpretare il funzionamento di un laser galvo. In pratica gli specchi che deflettono il laser sono stati montati su due motori galvo. Tutto ciò permette di raggiungere velocità del fascio incredibili non avendo organi meccanici (quindi attriti) in gioco. Le accelerazioni e i cambi di direzione sono almeno 15 volte più veloci che in una macchina a motori “meccanici”.

Messa a fuoco dinamica e lavorazione a distanza

Un altro componente fondamentale è il galvanometro lineare su cui è montata la lente di focalizzazione detta z (cioè messa a fuoco della distanza gli altri due specchi si occupano del movimento in x e y mentre il galvonometro lineare serve per il terzo asse, appunto la z) che permette una messa a fuoco dinamica. Infatti, la testa del sistema galvanometrico lavora a distanza variabile rispetto al materiale.

Al variare della sua posizione e delle angolazioni degli specchi, cambia anche la distanza percorsa dal raggio laser proiettato. La messa a fuoco dinamica permette di variare di conseguenza la lunghezza focale, per garantire un’intensità costante del raggio laser durante la lavorazione.

Tutti i vantaggi del laser galvanometrico:

• Altissima accelerazione e velocità di lavorazione
• Ridotti tempi di lavorazione
• Poco dispendio di energia
• Incisioni e tagli laser anche su superfici a diversi spessori
• Lavorazione a distanza rispetto al materiale
• Integrabile a processi produttivi più ampi

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