Устройство для перемещения лазерного луча при обработке

 

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.

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.

Формула изобретения

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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3