Технологическая лазерная установка для резки материалов Советский патент 1993 года по МПК B23K26/00 

Изобретение относится к устройствам лазерной машинной обработки материалов и может быть использовано при проектировании новых и модернизации действующих технологических комплексов.

Цель изобретения - повышение производительности (эффективности) установки.

На фиг.1 представлен общий вид лазерной установки; на фиг.2 - оптический тракт передачи излучения с устройством управления поляризацией.

Лазерная установка содержит лазер 1, генерирующий излучение с линейной поляризацией, оптический тракт 2 передачи излучения, технологический стол для обработки деталей 3, устройство управления 4, подвижную систему фокусировки 5 и устройство управления поляризацией 6. Устройство управления поляризацией 6 содержит (см. фиг.2) оптически сопряженные

плоское зеркало 7 с центральным отверстием, установленное под углом 45° к оптической оси лазера, вогнутое сферическое зеркало 8 с центральным отверстием, размещенный за плоским зеркалом двугранный уголковый отражатель 9 с углом раскрытия 90°. выполненный с возможностью разворотов вокруг своей оси, и вогнутое сферическое-зеркало 10 с фокусом f, , наклоненное к оптической оси лазера на

угол а, не превышающий а -л V2XF. где

d - апертура пучка; А-длина волны излучения.

Устройство работает следующим образом.

Лазерный луч с известным вектором поляризации падает на плоское зеркало 7. отражается от него и попадает на сферическое вогнутое зеркало 8. В соответствии с выа

к

Ј к

бранным, фокусным расстоянием этого зеркала пучок поджимается и попадает через отверстие зеркала 7 на двугранный уголко-- вый отражатель 9. Если ребро уголкового отражателя ориентировано под углом- р к проекции вектора поляризации, то после отражения от уголкового отражателя 9 он оказывается повернутым на угол 2/. Далее пучок проходит через фокус вогнутого зеркала 8 и попадает на вогнутое зеркало 10, которое преобразовывает сферический фронт пучка в плоский. При этом, чтобы не происходило увеличение расходимости, необходимо, чтобы расходимость из-за астигd о2

матизма вас. j не

превышала

a 2 Я - дифракционную расходимость Уд , сп

худа следует ограничение на угол наклона а этого зеркала к оптической оси. Далее плоский пучок распространяется по тракту передачи и попадает на систему фокусировки, выполненную,/например в виде линзы, перемещающейся под действием приводов в двух взаимноперпёнди йулярных направлениях по специальной программе,

Для достижения максимальной произт водительности система управления должна удерживать, ребро уголкового отражателя под углом 45° к направлению реза. Вращая уголковый отражатель с равномерной скоростью, значительно превышающей скорость перемещения фокусирующего устройства, можно добиться увеличения производительности установки и уменьше- ния ширинь рез примерно в V2 раза. Таким образом применение заявленного устройства в промышленности позволит без значительных затрат и на базе хорошо отработанных элементов устройства повысить производительность вновь разрабатываемых и уже действующих установок практически вдвое..

Формулаизобретения

Технологическая лазерная установка

для резки материалов, включающая лазер, генерирующий излучение с линейной поляризацией, оптический тракт передачи излучения, технологический стол для обработки деталей, устройство управления и подвижную систему фокусировки, от л и на ю- щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности резки, тракт передачи излучения снабжен устройством управления поляризацией излучения, выполненным в виде

последовательно установленных по ходу луча оптически сопряженных плоского зеркала с центральным отверстием, вогнутого сферического зеркала е центральным отверстием, размещенного за плоским зеркалом

двугранного уголкового отражателя с углом раскрытия 90Р и вогнутого сферического зеркала с фокусом f. при этом плоское зеркало расположено под гулом 45° к оптической оси лазера, уголковый отражатель

установлен с возможностью поворота вокруг своей оси, а вогнутое сферическое зеркало смонтировано под углом a .-g .f к

оптической оси лазера, где d - апертура пучка; Я- длина волны излучения лазера.

Использование: лазерная машинная обработка материалов. Сущность изобретения: в тракт передачи излучения введено устройство управления поляризацией излучения. Оно вып. в виде плоского зеркала с центр, отверстием, установленного под углом 45° к оптической оси лазера, вогнутого еферич. зеркала с центр, отверстием. За плоским зеркалом размещен двугранный уголковый отражатель (УО) с углом раскрытия 90°. УО выполнен с возможностью разворотов вокруг своей оси. Положительный эффект: повышение производительности , установки в 2 раза и уменьшение ширины реза примерно в 2 раза. 2 ил.

Фиг 4

М

L-- S

в