УСТАНОВКА ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1999 года по МПК B23K26/08 

Изобретение относится к оборудованию для лазерной обработки материалов и может быть использовано как автономно, так и в составе гибких производственных систем для осуществления лазерной резки или перфорации отверстий в листовых материалах, лазерного фрезерования и других видов лазерной обработки.

Известная установка для лазерной обработки листовых материалов включает в свой состав технологический лазер, раму в виде стола для размещения и закрепления листового материала, оптико-фокусирующую головку, двухкоординатную систему перемещения оптико-фокусирующей головки по рабочему пространству, представляющую собой две каретки, перемещающиеся по двум взаимно перпендикулярным направлениям, систему передачи лазерного луча от технологического лазера к оптико-фокусирующей головке, имеющую в своем составе закрепленные на каретках поворотные зеркала, а также общую систему управления [1, 2].

Недостатки таких установок заключаются в громоздкости конструкции, из-за чего имеется тенденция расположения плоскости обработки под углом к вертикали, а также низкая производительность работы, обусловленная необходимостью последовательной вырезки каждой детали.

Известна также установка для лазерной обработки, в которой рама с листовыми материалами, а также двухкоординатная система перемещения оптико-фокусирующей головки размещены вертикально [3]. Расположение рамы с листовым материалом, а также двухкоординатной системы перемещения оптико-фокусируюшей головки вертикально позволяет уменьшить размеры за счет отказа от конструкции в виде стола и использовать для загрузки и выгрузки общецеховые подъемно-транспортные средства, причем двухкоординатные системы перемещения не мешают осуществлению операций подъема и опускания листа.

Эта установка является наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту, т.е. прототипом.

Недостаток прототипа заключается в низкой производительности работы установки.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является повышение производительности работы установки. Указанная задача в предлагаемой установке для лазерной резки листовых материалов, включающей технологический лазер, систему управления, раму с закрепленным в ней предназначенным для обработки листом, реализуется за счет того, что с обеих сторон вертикально расположенного листа размещены две двухкоординатные системы перемещения двух оптико-фокусирующих головок, перемещение которых, вообще говоря, несинхронное, а излучение может подаваться от двух лазеров, либо от одного с дальнейшим его разделением.

Наличие двух двухкоординатных систем перемещения обеих оптико-фокусирующих головок с независимыми друг от друга перемещениями, позволяет осуществлять лазерный фигурный раскрой с большей производительностью, чем у прототипа.

Установка выглядит следующим образом (фиг. 1, фиг. 2). Технологический лазер 1 (или два технологических лазера) и расположенная рядом система управления 2, расположены непосредственно перед технологическим постом. Технологический пост включает вертикально расположенную раму 3 с закрепленным в ней также предназначенным для обработки листом 4. С обеих сторон листа на раме размещены двухкоординатные системы перемещения 5, 6, на каждой из которых размещены оптико-фокусирующие головки 7 и 8.

Вышеуказанная установка работает следующим образом.

Излучение от технологических лазеров 1 подается на оптико-фокусирующие головки 7 и 8. Эти технологические лазеры могут иметь как одинаковые параметры (мощность, качество излучения), так и совершенно различные. Например, один лазер может работать в непрерывном режиме, а другой в импульсно-периодическом.

Эти лазеры могут даже иметь разную длину волны генерации (CO₂-лазер). Например, один лазер 10,6 мкм, а другой 1,06 мкм (лазер на Гранате с неодимом). В этом случае можно сочетать процессы лазерной резки и лазерной маркировки или лазерной фрезеровки. В случае, если используется один технологический лазер, то система транспортировки излучения разделяет луч (например, с помощью полупрозрачных зеркал) на две части с последующим направлением обоих частей луча на соответствующие оптико-фокусирующие головки. Возможно деление луча на две части не в пространстве, а во времени с помощью вращающегося зеркала. В этом случае исходный лазерный пучок делится на два пучка импульсно-периодического излучения.

Двухкоординатные системы перемещения 5 и 6 передвигают оптико-фокусирующие головки по рабочему пространству, осуществляя тем самым фигурный раскрой закрепленного в раме 3 предназначенного для обработки листа 4. Всеми перемещениями рабочих органов установки, а также работой лазеров управляет система управления 2. После вырезки всех деталей осуществляется операция удаления возникших отходов и готовых деталей. Далее погрузочный кран (на фигуре не показан) загружает в раму 3 новый лист и технологический цикл обработки повторяется.

Перемещения обеих двухкоординатных систем с закрепленными на них оптико-фокусирующими головками взаимонезависимы, так как они находятся по разные стороны обрабатываемого листа и не препятствуют движению друг друга.

Обработка одного листа из-за наличия двух оптико-фокусирующих головок производится за более короткое время, чем у прототипа. Тем самым повышается производительность работы установки.

Наиболее эффективна работа предложенной установки при вырезке деталей, имеющих большой диаметр (фиг. 3), т. к. обработка может вестись параллельно двумя головками - стрелки а и б, а также при вырезке широкой номенклатуры технических прокладок (фиг. 4), где основной контур в вырезает одна оптико-фокусируюшая головка, а отверстия под крепление другая.

Список литературы.

1. Заявка Франции N 2415513, кл. B 23 K 26/00.

2. Urs W Hunziker. Erfahrungen mit "Fliegender Optik" beim Laserschneiden/Schweis technik, 1987, N 4, s. 62-65.

3. Патент RU N 2095431 "Установка для лазерной обработки листовых материалов", Забелин А.М., Сафонов А.Н,., C 21 D 1/09, B 23 K 26/00.

Изобретение относится к сварке, резке, в частности к установкам для лазерной обработки листовых материалов, и может быть использовано в судостроении и других отраслях машиностроения. С каждой стороны обрабатываемого листа размещаются две двухкоординатные системы перемещения с закрепленными на них двумя оптико-фокусирующими головками. При работе установки обе системы перемещения передвигают оптико-фокусирующие головки взаимонезависимо. Излучение на обе головки может подаваться либо от двух лазеров, либо от одного с последующим его разделением. Применение предложенной конструкции установки позволяет существенно повысить производительность работы, особенно при вырезке деталей, имеющих большой диаметр. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для лазерной обработки листовых материалов, включающая технологический лазер, систему управления, раму для закрепления на ней предназначенного для обработки листа и расположенные на ней оптико-фокусирующую головку и двухкоординатную систему ее перемещения, отличающаяся тем, что она снабжена второй двухкоординатной системой перемещения с закрепленной на ней оптико-фокусирующей головкой, установленной на раме противоположно первой двухкоординатной системе с оптико-фокусирующей головкой, при этом установка выполнена с возможностью подачи лазерного излучения на каждую оптико-фокусирующую головку. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена системой разделения луча для обеспечения возможности передачи луча на обе оптико-фокусирующие головки от технологического лазера. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена вторым отдельным технологическим лазером для подачи излучения на вторую оптико-фокусирующую головку.