Технологическая лазерная установка для резки материалов

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э B 23 К26/00

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ яма

j 4 т,., ц г

, 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904691/08 (22) 23.01,91 (46) 15.06.93, Бюл. М 22 (71) Производственное объединение "Горьковский машиностроительный завод" (72) А.А. Бетин, В.В,Дундуков, В.Ф.Киселев и В.В.Суханцев (56) Гаращук В,ll. Кирсей В.И., Шинкарев

В.А. Влияние поляризации излучения СО2лазера на геометрические параметры проплава при сварке металлов. Квантовая электроника, 13 М 12 (1986), с,2515.

Патент США М 4638145, кл. В 23 К 26/00, 1987.

Патент США N. 4659900, кл, В 23 К 26/00, 1987.

Изобретение относится к устройствам лазерной машиннбй обработки материалов и может быть использовано при проектировании новых и модернизации действующих технологических комплексов. 4ель 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 Ж „, 1821312 A1 (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛАЗЕРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ РЕЗКИ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование; лазерная машинная обработка материалов. Сущность изобретения: в тракт передачи излучения введенб устройство управления поляризацией излучения. Оно вып. в виде плоского зеркала с центр. отверстием, установленного под углом 45 к оптической оси лазера, вогнутого сферич, зеркала с центр. отверстием. 3а плоским зеркалом размещен двугранный уголковый отражатель (УО) с углом раскрытия 900. 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, 4 плоское зеркало 7 с центральным отверстием, установленное под углом 45 к оптической оси лазера, вогнутое сферическое зеркало 8 с центральным отверстием, размещенный эа 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 и ус.л Г 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 вы1821312 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 ф к проекции вектора поляризации, то после отражения от уголкового отражателя 9 он оказывается повернутым на угол 2 Р. Далее пучок проходит через фокус вогнутого зер- кала 8 и попадает на вогнутое зеркало 10, которое преобразовывает сферический фронт пучка в плоский. При этом, чтобы не происходило увеличение расходимости, необходимо, чтобы расходимость иэ-за астигматизма даст. — сг не превышала

f

2Л дифракционную расходимость 6> ., откуда 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 взаимноперпендикулярных направлениях по специальной программе, Для достижения максимальной произ-. 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 уменьшения ширины реза примерно в Л. раза, Таким образом, применение заявленного устройства в промышленности позволит без значительных затрат и на базе хорошо отработанных элементов устройства повысить

5 производительность вновь разрабатываемых и уже действующих установок практически вдвое.

Формула изобретения

Технологическая лазерная установка

10 для резки материалов, включающая лазер, . генерирующий излучение с линейной поляризацией, оптический тракт передачи излучения, технологический стол для обработки деталей, устройство управления и подвиж15 ную систему фокусировки, о т л и ч.а ющ а я с я тем, что; с целью повышения эффективности резки, тракт передачи излучения снабжен устройством управления поляризацией излучения, выполненным в видЕ

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

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

ЗО установлен с возможностью поворота вокруг своей оси, а вогнутое сферическое зер1 кало смонтировано под углом а < ЛХГк оптической оси лазера. где d — апертура

35 пучка; Л вЂ” длина волны излучения лазера.

3821312

СЯ

I»

Редактор Т.Иванова

Заказ 2083 Тираж:: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб;. 4/6

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.fвгврине, 101! !

l ! ! ! !

t, t

I

l ! ! !

1 !

Составитель Г.Черйаков

Техред М,Моргентал Корректор H.Ìèëþêîâà