Сканатор Советский патент 1991 года по МПК G02B26/10 

Изобретение oiносится к технике обработки изделий и материалов с помощью лазерного излучения, а именно к устройствам, предназначенным для управления перемещением лазерного луча, и может быть использовано для высокопроизводительной сварки, резки и термообработки различных деталей, а также в измерительной технике.

Цель изобретения - повышение ста- бипьности параметров сканирования, надежности и уменьшения энергозатрат; расширение частотного диапазона сканирования; обеспечение возможности использования крупно абаритного исполнительного элемента, а также улучшение охлаждения исполнительного элемента.

На фиг.1 представлен предпагаемый сканатор с сфлиичителем в виде пластины с отверстием; на фиг,2 - то же, с ограничителем в виде стержня; на фиг.З - то же, с огранииителем из двух подпятников, связанных между собой двумя звеньями цепи, на фиг.4 - вариант крепления исполнительного элемента в одной точке; на фиг 5 - то же. в 2 точках, на фиг 6 - то же, с возможностью контактирования его тыльной поверхности с поверхностью ветви камертона

Сканатор (фиг.1) содержит камертон, имеющий две ветви 1 и 2 и ножку 3, установленную на основании 4, размещенный на ветви 2 исполнительный элемент 5 (например, зеркало) и ограничитель перемещения ветвей 1 и 2, выполненный в виде пластины 6 с отверстием 7, закрепленной на ветви 1, при этом ветвь 2 размещена в отверстии 7 с зазорами S, и привод 8. Роль упоров, ограничивают взаимное перемещение ветвей 1 и 2 выполняют поверхности А отверстия 7 пластины 6. Пластина 6 крепится на ветви 1, например, эксцентриковым зажимом 9. При повороте эксцентрикового зажима 9 в направлении, указанном стрелкой, происходит расфиксация пластины 6, а при повороте в обратном направлении - фиксация. Одним из достоинств такого способа крепления является возможность быстрого измерения резонансной частоты колебаний ветвей на заданной форме колебаний.

Закрепление ограничителя и исполнительного элемента на разных ветвях упрощает возможность уравновешивания последних (достижение равенства приведенных масс ветвей).

Сканатор (фиг.2) содержит ограничитель перемещения ветвей 1 и 2, выполненный в виде стержня 10, один конец которого закреплен на сетей 1, а другой размещен в отверстии 11, выполненном в ветви 2, и привод 8. При этом стержень 10 имеет утолщения 12 по обе стороны ветви 2, размер

которых больше размера отверстия 11, причем утолщения 12 находятся на расстоянии S от соответствующих поверхностей ветви 2, обеспечивающих перемещение ветви 2

вдоль стержня 10 при их относительном движении.

Стержень 10 крепится на ветви 1, например, накладкой 13, фиксирующей утолщение 12, расположенное на соответствующем конце стержня 10, размещенном в отверстии 14, выполненном в ветви 1. Диаметры отверстий 11 и 14 позволяют перемещать стержень 10 вдоль ветвей 1 и 2 для изменения резонансной частоты колебаний

ветвей на заданной форме колебаний.

Закрепление ограничителя и исполнительного элемента на разных ветвях упрощает возможность уравновешивания последних (достижение равенства приведенных масс ветвей).

Сканагор (фиг.З) содержит ограничитель перемещения ветвей 1 и 2, выполненный в виде двух подпятников 15, размещенных на соответствующих ветвях 1 и 2 и связанных

между собой по крайней мере двумя звеньями цепи 16, и привод 8. Роль упоров, ограничивающих взаимное сближение ветвей 1 и 2, выполняют подпятники 15, а ограничивающих взаимное удаление звенья цепи 16.

Предусматривается вариант (фиг.4) крепления исполнительного элемента 5 на ветви 2 в одной точке, расстояние от которой до торца ветви 2 составляет h (0,2 ± 0,1), где Lдлина ветви камертона.

Такое крепление в месте, близком к узлам колебаний ветви 2, позволяет уменьшить влияние первых трех форм изгибных колебаний ветви 2 на кривизну поверхности

.исполнительного элемента 5, а также второй и третьей форм тех же колебаний на угол сканирования.

Предусматривается вариант (фиг.5) крепления дополнительного элемента 5 на

ветви 2 в двух точках, разнесенных по длине ветви 2, расстоянии h и з от которых до торца ветви 2 составляют соответственно h (0,15 ± 0,05)L; 12 (0,5 ± 0,05)1.

Такое крепление позволяет использовать крупногабаритные исполнительные элементы 5, уменьшая влияние первой и третьей форм изгибных колебаний ветви 2 на кривизну поверхности дополнительного элемента 5 и третьей формы тех же колебаний на угол сканирования.

Предусматривается также вариант (фиг.6) крепления исполнительного элемента 5 с возможностью контактирования его тыльной поверхности с поверхностью ветви

2, при этом наиболее удаленная точка крепления отстоит от торца ветви 2 на расстоянии не более Ц 0.55L

Такое крепление позволяет улучшить охлаждение исполнительного элемента и уменьшить влияние первой формы изгиб- ных колебаний ветви 2 на кривизну его поверхности.

Исполнительный элемент 5 может представлять собой непосредственно часть по- верхности ветви 2 (на фиг.4 не показано), что упрощает конструкцию сканатора.

Сканатор работает следующим образом.

В процессе увеличения амплитуды ко- лебаний ветвей 1 и 2 (фиг.1), возбуждение которых осуществляется приводом 8, наступает момент, когда начинается соударения ветви 2 с поверхностями А отверстия 7 пластины б, ограничивающими взаимное пере- мещение ветвей 1 и 2. С этого момента начинается работа сканатора в виброударном режиме, характеризующемся постоянной (без учета знака) скоростью перемещения ветвей 1 и 2. При этом поверхность испол- нительного элемента 5 занимает различные положения в области, ограниченной пунктирными линиями, причем, например, падающий на исполнительный элемент луч, отражаясь, имеет угловое перемещение в пределах угла Ј (падающий и отраженный лучи показаны сплошными стрелками). Значение угла (f зависит от амплитуды колебаний ветвей 1 и 2, задаваемой зазорами S. Аналогичным образом работают другие ва- рианты устройства.

Формула изобретения 1. Сканатор, содержащий закрепленное на основании колебательное звено с разме- щенным на нем исполнительным элементом, ограничитель перемещения колебательного звена и его привод, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности параметров сканирования, надежности и умень- шения энергозатрат, колебательное звено выполнено в виде камертона, имеющего две ветви и ножку, а ограничитель установлен на свободных концах ветвей камертона.

2.Сканатор по п 1 о т л и ч а ю щ и и с п тем, что ограничитель выполнен в виде пластины с отверстием, закрепленной нэ одной ветви камертона, при этом вторая ветвь размещена в отверстии пластины с зазором.

3.Сканатор поп.1,отличающии- с я тем, что ограничитель выполнен в виде стержня, один конец которого закреплен на одной ветви камертона, а другой размещен в отверстии, выполненном во второй ветви камертона, и имеет утолщения по обе ее стороны, размер которых больше размера отверстия, причем утолщения находятся на расстоянии, обеспечивающем перемещение ветви камертона вдоль стержня ограничителя.

4.Сканатор по п.1, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что ограничитель выполнен в ьил двух подпятников, размещенных на соответствующих ветвях камертона и связанных между собой по крайней мере, двумя звеньями .

5.Сканатор по пп.1 и 2, о т л и ч а ю п и й- с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона сканирования, ограничитель установлен с возможностью перемещгния вдоль ветви камертона и его фиксации.

6.Сканатор по пп.1-4, отличающии- с я тем, что исполнительный элемент крепится на ветви в одной точке, расстс яние от которой до торца ветви камертона h составляет И (0,2 ± 0,1)1, где L - длина ветви камертона.

7.Сканатор по пп.1-4, отличаюший- с я тем, что, с целью обеспечения возможности использования крупногабаритного исполнительного элемента, закрепление его производится в двух точках, отстоящих от торца ветви камертона на расстояния 2 - (0,15 ± 0,05)1 и 1з (0,5 ± 0,05)L

8.Сканатор по пп.1-4, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения охлаждения исполнительного элемента, последний крепится с возможностью контактирования его тыльной поверхности с ветвью камертона, при этом наиболее удаленная точка крепления отстоит от торца ветви на расстояние Ц 0.55L.

т.

т

Изобретение относится к устройствам для управления перемещением лазерного луча и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства в технике термообработки дателей и измерительной технике. Цель изобретения - повышение ста бильмости параметров сканирования, долговечности и уменьшения трудозатрат Сканатор содержит закрепленное на основании колебательное звено, размещенный на нем исполнительный элемент 5, охрани читель колебательного звена. Колеба- ль ное звено выполнено в виде камертона, имеющего две ветви 1, 2 и ножку 3, а ограничитель установлен на свободных концах ветвей камертона и обеспечивает синхрон- ну(б передачу ударного импульса обеим ветвям камертона при их относительном сближении и удалении. 7 з.п. ф-лы. 6 ил. со с о ю N СА) 00 о , о ШШ2 Фиг 1

Ю

/7

-п

Фиг 2

5

7

KxKvy

/

/ / s

&6

/у

15

Ю

+ +

Л

ФигЛ

Фиг. 5

Фиь.6