Устройство для лазерной обработки изделий

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерным технологическим установкам, предназначенным для обработки изделий в условиях глубокого вакуума. Устройство содержит источник лазерного излучения, вакуумную камеру, герметичный ввод излучения в нее, координатный стол и систему программного управления. Герметичный ввод выполнен в виде шаровой опоры, состоящей из внутреннего, наружного и среднего сферических элементов. По оси среднего элемента шаровой опоры расположен волновод, жестко связанный с источником излучения. К волноводу герметично прикреплен гибкий герметизирующий элемент, другим краем закрепленный с внутренним сферическим элементом, который неподвижно закреплен в стенке камеры. Техническим результатом изобретения является увеличение маневренности взаимодействия сфокусированного луча с поверхностью обрабатываемого объекта и герметичности ввода излучения лазера в вакуумную камеру, а также повышение качества обрабатываемого изделия. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к лазерной технике, а именно, к лазерным технологическим установкам, предназначенным, например, для молекулярно-лучевой эпитаксии.

Известно устройство для лазерной обработки изделий (см. «Большая советская энциклопедия» т. 14 с. 112), содержащее источник лазерного излучения, сфокусированный луч лазера, обрабатываемую деталь, координатный стол, систему программного управления.

Известно также устройство для лазерной обработки изделий - однокамерная установка для молекулярно-лучевой эпитаксии (см. «Обзоры по электронной технике», серия 7 «Технология, организация производства и оборудование», выпуск 17 (828) А.Г. Денисов, Н.А. Кузнецов, Э.А. Макаренко «Оборудование для молекулярно-лучевой эпитаксии» ЦНИИ «Электроника», Москва, 1981 г., с. 51), содержащее вакуумную рабочую камеру со средствами получения сверхвысокого вакуума, систему для формирования молекулярных пучков, устройство для нагрева подложки, устройство для подготовки подложки - получения атомарно чистой и атомарно гладкой поверхности, систему для анализа элементного состава и структуры поверхности подложки и полученной эпитаксиальной пленки, устройство для загрузки подложки, юстировку ее положения и выноса полученной структуры из вакуума (прототип).

Общим недостатком перечисленных устройств является низкое качество продукции из-за недостаточной маневренности взаимодействия сфокусированного луча лазера с поверхностью обрабатываемого объекта. Кроме того, недостаточная герметичность ввода излучения лазера в вакуумную камеру снижает производительность устройства.

Целью предполагаемого изобретения является повышение производительности и качества продукции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для лазерной обработки изделий, содержащем источник лазерного излучения, вакуумную камеру, герметичный ввод излучения в нее, координатный стол и систему программного управления, герметичный ввод выполнен в виде шаровой опоры, имеющей внутренний, наружный и средний сферические элементы, по оси которой расположен волновод лазерного излучения, жестко связанный с источником излучения, жестко закрепленный в среднем сферическом элементе, и через гибкий герметизирующий элемент связанный с внутренним сферическим элементом, который неподвижно закреплен в стенке камеры.

Герметичный ввод в виде шаровой опоры, состоящей из трех сферических элементов, известен из а.с. №1083464 М.кл.4 В25J 21/00.

Известно также устройство для лазерной обработки изделий - установка для молекулярно-лучевой эпитаксии (см. выше), имеющее герметичный ввод в вакуумную камеру через волновод, неподвижно закрепленный на вакуумной камере.

Однако, совокупность известных признаков приводит к достижению нового качества - возможности согласованного взаимодействия луча лазера с объектом и соблюдения высокого вакуума при этом. Поэтому считаем, что предложенное решение отвечает критерию «существенные отличия».

На фиг. 1 схематически изображен общий вид устройства для лазерной обработки изделий в разрезе.

Устройство для лазерной обработки изделий содержит источник лазерного излучения 1, вакуумную камеру 2 (на чертеже показана только ее стенка), герметичный ввод излучения в камеру, состоящий из внутреннего 3, наружного 4 и среднего 5 сферических элементов, по оси которых расположен волновод 6, жестко связанный с источником лазерного излучения 1 и, закрепленный в среднем сферическом элементе 5, гибкий герметизирующий элемент 7, герметично закрепленный на волноводе 6 и на внутреннем сферическом элементе 3, отделяет герметичную полость вакуумной камеры от нерабочего пространства, лазерный луч 11 для обработки изделий. В камере 2 расположен координатный стол 8, на котором закрепляется обрабатываемый объект 9. Координатный стол и источник лазерного излучения связаны с системой программного управления 10, которая управляет их взаимным перемещением.

Устройство работает следующим образом.

Лазерный луч 11 от источника излучения 1 направляется по волноводу 6 в камеру 2 на обрабатываемый объект 9, расположенный на координатном столе 8. Путем воздействия системы программного управления 10 на источник лазерного излучения 1 через привод (на чертеже не обозначен) и координатный стол 8 происходит их взаимное перемещение по заданной программе. Источник лазерного излучения 1, жестко закрепленный на среднем сферическом элементе 5 совершает движение вместе с ним и с волноводом 6, выдерживая запрограммированные параметры луча лазера 11.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает повышение производительности и качества обработки за счет повышения маневренности сфокусированного луча лазера и предметного стола с расположенным на нем обрабатываемым объектом благодаря наличию шаровой герметичной опоры. Кроме того, повышается надежность сохранения высокого вакуума в камере.

Устройство для лазерной обработки изделий в вакууме, содержащее источник лазерного излучения, вакуумную камеру, герметичный ввод излучения в нее, координатный стол и систему программного управления, отличающееся тем, что герметичный ввод выполнен в виде шаровой опоры, состоящей из внутреннего, наружного и среднего сферических элементов, по оси которой расположен жестко связанный с источником лазерного излучения волновод, закрепленный в среднем сферическом элементе и через гибкий герметизирующий элемент связанный с внутренним сферическим элементом, который неподвижно закреплен в стенке камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для обработки и перемещения и ориентации различных изделий и может быть использовано для работ с экологически опасными объектами, взрывчатыми и химическими веществами, в том числе радиоактивными, в специализированных помещениях.

Изобретение относится к машиностроению , в частности к копирующим манипуляторам , работающим в герметизированном объеме. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для манипулирования микросферами. .

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано, например, в автоматизированном вакуумном оборудовании по производству изделий микроэлектроники. .

Изобретение относится к области лазерной обработки материалов и касается способа формирования дефектов в объеме и на поверхности диэлектрика. Способ включает генерацию фемтосекундных лазерных импульсов в коротковолновом и длинноволновом диапазонах, определение пороговых энергий для каждого излучения, сведение двух сфокусированных импульсов, определение временной задержки длинноволнового импульса, воздействие на образец лазерными импульсами с найденными параметрами, контроль процесса создания дефектов.

Изобретение относится к установке для лазерной обработки внутренней поверхности изделия. Оптическая система установки содержит размещенные в стойке и штанге зеркала, линзу, отклоняющий элемент и защитное стекло, установленные на выходной части штанги в головке.

Изобретение относится к способу и устройствам для лазерной обработки и может быть использовано для расплавления, испарения или резки материла под действием лазерного излучения.

Изобретение относится к способу лазерно-плазменной сварки металлов и устройству для его осуществления. Изобретение может быть использовано для сварки металлов, таких как сталь и алюминий, комбинированным лазерно-плазменным воздействием.

Изобретение относится к автоматической сварке и наплавке неповоротных кольцевых стыков труб. Модуль содержит направляющий пояс, подвижную орбитальную каретку, установленную на направляющем поясе с возможностью перемещения вдоль направляющего пояса.

Изобретение относится к лазерной технике, конкретно к способам лазерной нейтрализации взрывоопасных объектов, и может быть использовано для бездетонационного обезвреживания мин, неразорвавшихся боеприпасов, других взрывоопасных предметов, далее - взрывоопасных объектов.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля и управления технологическими процессами с применением лазеров, как-то сварки, селективной наплавки и селективного спекания-плавления, в том числе с использованием гальваносканеров.

Изобретение относится к технологии сварки и, в частности, к системе текущего контроля зоны сварки, которая содержит устройство для получения изображения зоны сварки, по меньшей мере один светофильтр, расположенный перед устройством для получения изображения зоны сварки, и устройство для освещения (подсветки) зоны сварки ультрафиолетовым излучением.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для лазерной резки различных материалов. .

Изобретение относится к области испытательной техники, а конкретнее к устройствам для определения параметров резания объектов сфокусированным лазерным лучом, и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

Баллистический манипулятор относится к манипуляторам, работающим в герметизированном объеме, и может быть использован в боевой космической технике, а именно в механическом оружии, предназначенном для метания снарядов без применения боевых зарядов. Труба шпаги снабжена механизмом многократного шарнирного параллелограмма, ведомое звено которого состоит из нескольких параллелограммов и связано с метательным устройством, а ведущее звено состоит из одного параллелограмма и связано со штангой, задающим механизмом и рукояткой управления. В результате обеспечивается расширение диапазона возможностей и увеличение зоны обслуживания. 2 ил.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерным технологическим установкам, предназначенным для обработки изделий в условиях глубокого вакуума. Устройство содержит источник лазерного излучения, вакуумную камеру, герметичный ввод излучения в нее, координатный стол и систему программного управления. Герметичный ввод выполнен в виде шаровой опоры, состоящей из внутреннего, наружного и среднего сферических элементов. По оси среднего элемента шаровой опоры расположен волновод, жестко связанный с источником излучения. К волноводу герметично прикреплен гибкий герметизирующий элемент, другим краем закрепленный с внутренним сферическим элементом, который неподвижно закреплен в стенке камеры. Техническим результатом изобретения является увеличение маневренности взаимодействия сфокусированного луча с поверхностью обрабатываемого объекта и герметичности ввода излучения лазера в вакуумную камеру, а также повышение качества обрабатываемого изделия. 1 ил.

Наверх