УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ЛУЧА ПРИ ОБРАБОТКЕ Российский патент 1997 года по МПК C21D1/09 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для обработки изделий с помощью лазерного излучения. Известные устройства для перемещения лазерного луча при лазерной обработки включают в свой состав расположенные соосно лазерному лучу направляющие и установленную на них платформу /или поперечину/ с механизмом ее перемещения по направляющим и с первым поворотным зеркалом, отражающим лазерный луч на 90^o, закрепленный на платформе поворотный блок со вторым зеркалом и механизмом его перемещения по платформе вдоль оси лазерного луча, отраженного от первого поворотного зеркала, а также подсоединенную к поворотному блоку оптико-фокусирующую систему, расположенную на оси направленного вниз от второго поворотного зеркала лазерного луча [1, 2]
Недостаток известных устройств в том, что обрабатываемое изделие или объект необходимо размещать в зоне между продольными направляющими, что затрудняет процесс размещения крупногабаритных объектов, их загрузку и выгрузку.

Известно также устройство для перемещения лазерного луча при обработке, содержащее расположенные соосно лазерному лучу направляющие и установленную на них платформу с механизмом ее перемещения по направляющим и с поворотным зеркалом, отражающим лазерный луч на 90^o, консоль с механизмом ее перемещения вдоль отраженного лазерного луча и с закрепленной на ее конце посредством фланцевого соединения оптико-фокусирующую систему, расположенную на оси направленного вниз с помощью второго поворотного зеркала лазерного луча [3] В этом устройстве обрабатываемый материал расположен вне продольных направляющих, что облегчает размещение обрабатываемых объектов в зоне обработки. Это устройство является наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту, т.е. прототипом.

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно имеет ограниченное технологическое применение, т.к. предназначено для обработки плоских изделий или поверхностей, расположенных в одной плоскости.

Целью предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей устройства при лазерной обработке крупногабаритных объектов, а также объемных объектов.

Указанная цель достигается за счет того, что предлагаемое устройство снабжено закрепленной на платформе стойкой и имеющей возможность перемещения по ней кареткой с промежуточным поворотным зеркалом, установленным по оси лазерного луча, отраженного от поворотного зеркала, а консоль установлена с возможностью перемещения на каретке. Наличие вертикальной стойки и каретки с механизмом ее перемещения по стойке позволяет вести обработку в вертикальной плоскости (фиг.1, 2).

Устройство по п.2 снабжено поворотным блоком, установленным между концом консоли и оптико-фокусирующей системы. Это позволяет вести обработку горизонтальной поверхности, расположенных на разных уровнях (фиг.3). В результате технологические возможности расширяются.

Схема устройства для лазерной обработки показана на фиг.1, 2, 3. По ходу лазерного луча 1 расположены соосно две направляющие 2 с установленной на них платформой 3, имеющей механизм перемещения платформы 3 по направляющим 2 вдоль оси Y. Кроме того, на платформе 3 закреплено поворотное зеркало 4, отражающее лазерный луч 1 вверх на 90^o, а также установлена стойка 8 и каретка 9 с механизмом ее перемещения по стойке 8 вдоль оси Z. На каретке 9 закреплено промежуточное поворотное зеркало 10, установленное на оси лазерного луча 1, отраженного от поворотного зеркала 4. Кроме того, на каретке 9 установлена консоль 5 с механизмом ее перемещения по каретке 9 вдоль оси X. На конце консоли 5 посредством фланцевого соединения закреплена оптико-фокусирующая система 7, через которую лазерный луч попадает на обрабатываемый объект 11 (фиг.1, 2).

Устройство может быть снабжено съемным поворотным блоком 6, установленным между концом консоли 5 и оптико-фокусирующей системой 7 (фиг.3).

Предложенное устройство работает следующим образом. Лазерный луч 1 от технологического лазера передается на поворотное зеркало 4, установленное под углом 45^o к оси луча 1 на платформе 3. Платформа 3 с помощью механизма для ее перемещения движется вдоль оси лазерного луча 1 по координате Y по направляющим 2. На платформе 3 установлена стойка 8, по которой вдоль координаты Z с помощью механизма перемещения двигается каретка 9. Лазерный луч 1, отраженный от поворотного зеркала 4, попадает на промежуточное зеркало 10, установленное на каретке 9 на оси лазерного луча. По каретке 9 двигается вдоль оси с помощью механизма перемещения консоль 5, на конце которой через фланцевые соединения закреплена оптико-фокусирующая система 7, лазерный луч 1 от промежуточного зеркала 10 попадает непосредственно в оптико-фокусирующую систему 7 и далее на обрабатываемый объект 11. При перемещении элементов устройства по координатам X, Y, Z формируется требуемая траектория зоны обработки на вертикальной стороне объекта 11 (фиг.1, 2).

По п.2 формулу промежуточное зеркало 10 направляет лазерный луч 1 вдоль консоли 5 на поворотный блок 6, который отклоняет его, в свою очередь, вертикально вниз. К нижнему фланцу поворотного блока 6 подсоединена оптико-фокусирующая система 7, которая фокусирует направленный в нее лазерный луч 1 от поворотного блока 6 на обрабатываемом объекте 11.

Для осуществления различных технологических операций оптико-фокусирующая система 7 может содержать различные элементы: линзы, сопла для подачи технологических газов, сканаторы под фокусирующие устройства, датчики слежения за обрабатываемой поверхностью и др. Для обработки наклонных и криволинейных поверхностей оптико-фокусирующие системы могут быть наклонены под углом к вертикали.

Литература.

1. Заявка N 2415513 Франция, кл. B 23 K 26/00, заявл. 26.01.78 N 7802136, опубл. 24.08.79.

2. Заявка N 62-114890 Япония, МКИ B 23 K 26/00, B 23 K 26/08, заявл. 20.12.85. N 60-285746, 29.06.87. РЖ "Сварка" 1988, 7.63.37811.

3. Hunziker U.W. Schwarzenbach A.P. Einfach arbeiten in jeder Dimension. "Laser Praxis", 1990, N1, S.22 25.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для обработки изделий с помощью лазерного излучения. Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства при лазерной обработке крупногабаритных, а также объемных объектов. В устройстве на перемещающейся по расположенным соосно лазерного луча направляющим платформе с первым поворотным зеркалом закреплена вертикальная стойка, вдоль которой расположена ось лазерного луча, отраженного вертикально вверх под углом 90^o от первого поворотного зеркала, на стойке имеется каретка с механизмом ее перемещения по стойке и с промежуточным поворотным зеркалом, расположенным на оси отраженного от первого поворотного зеркала лазерного луча и направляющим лазерный луч в горизонтальном направлении вдоль консоли в оптико-фокусирующую систему. Это обеспечивает проведение обработки по вертикали, а проведение обработки горизонтальных поверхностей, расположенных на различных уровнях, путем введения съемного поворотного блока. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для перемещения лазерного луча при обработке, содержащее расположенные соосно лазерного луча направляющие и установленную на них платформу с механизмом ее перемещения по направляющим и поворотным зеркалом, отражающим лазерный луч на 90^o, консоль с механизмом ее перемещения вдоль отраженного лазерного луча и с закрепленной на ее конце посредством фланцевого соединения оптико-фокусирующей системой, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленной на платформе стойкой и имеющей возможность перемещения по ней кареткой с промежуточным поворотным зеркалом, установленным по оси лазерного луча, отраженного от поворотного зеркала, консоль установлена с возможностью перемещения на каретке. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено съемным поворотным блоком, установленным между концом консоли и оптико-фокусирующей системой.