Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЛАЗЕРНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБЪЕКТОВ
ЛАЗЕРНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБЪЕКТОВ

ЛАЗЕРНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБЪЕКТОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для обработки различных изделий с помощью лазерного излучения. Сущность изобретения состоит в том, что в комплексе по продольным направляющим 3 перемещаются две поперечины 5 с вертикальными манипуляторами 6. Первое поворотное зеркало 8 установлено в центре ближайшей к лазеру продольной направляющей 4 и оно имеет механизм автоматического поворота на 90o для подачи излучения поочередно на вторые поворотные зеркала 9 и 10, установленные на поперечинах 5. Максимальная длина оптического тракта при этом сокращается на половину длины обрабатываемого объекта. В результате уменьшается разность диаметров лазерного луча в ближней и дальней зонах обработки, что приводит к увеличению стабильности параметров лазерной обработки и, следовательно, к улучшению качества обработки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2094198
Класс(ы) патента: B23K26/00
Номер заявки: 95121500/02
Дата подачи заявки: 21.12.1995
Дата публикации: 27.10.1997
Заявитель(и): Акционерное общество закрытого типа "ТехноЛазер"
Автор(ы): Сафонов А.Н.; Забелин А.М.
Патентообладатель(и): Акционерное общество закрытого типа "ТехноЛазер"
Описание изобретения: Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию для обработки различных изделий с помощью лазерного излучения.
Известные лазерные технологические комплексы для обработки крупногабаритных объектов заключают в свой состав технологический лазер, систему управления и манипулятор оптики мостового типа, состоящий из двух направляющих и размещенной на этих направляющих поперечины с механизмом ее перемещения по направляющим, размещенного на поперечине вертикального манипулятора с механизмом его перемещения вдоль поперечины, закрепленной в нижней части вертикального манипулятора оптико-фокусирующей системы, а также из системы поворотных зеркал, передающих лазерное излучение от технологического лазера к оптико-фокусирующей системе; первого от технологического лазера, закрепленного на продольной направляющей, второго, расположенного а конце поперечины над продольной направляющей с первым зеркалом, и третьего зеркала, закрепленного на верхней части вертикального манипулятора [1 и 2] Недостаток этих лазерных технологических комплексов состоит в том, что они предназначены для обработки только плоских изделий.
Известен также лазерный технологический комплекс, в состав которого, кроме вышеперечисленных узлов и элементов, входит манипулятор оптики мостового типа, в котором две продольные направляющие расположены на опорах, а на вертикальном манипуляторе имеется механизм перемещения оптико-фокусирующей системы по вертикали [3] Это позволяет производить лазерную обработку поверхностей, расположенных на различной высоте в обрабатываемом объекте. Этот лазерный технологический комплекс является наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту, т.е. прототипом.
Недостаток прототипа большая длина оптического тракта, что в ряде случаев приводит к ухудшению качества лазерного излучения и качества лазерной обработки, требует увеличения размеров оптических элементов. Кроме того, такой лазерный технологический комплекс имеет ограниченные возможности обработки труднодоступных поверхностей в нижних участках крупногабаритных объектов.
Цель предлагаемого изобретения улучшение качества лазерного излучения и качества лазерной обработки, уменьшение габаритов оптических элементов за счет снижения длины оптического тракта, а также расширение технологических возможностей лазерного технологического комплекса.
Указанная цель в предлагаемом лазерном технологическом комплексе достигается за счет того, что в нем по продольным направляющим перемещаются две поперечины с вертикальными манипуляторами, перемещающимися от центра продольных направляющих к их периферии и обратно, первое поворотное зеркало установлено в центре ближайшей к лазеру продольной направляющей и оно имеет механизм автоматического поворота его на 90o для подачи лазерного излучения поочередно на вторые поворотные зеркала, установленные на поперечинах. Максимальная длина оптического тракта при этом сокращается на половину длины обрабатываемого объекта по сравнению с подачей лазерного излучения через первое поворотное зеркало, расположенное на конце одной из продольных направляющих. В результате уменьшается разность диаметров лазерного луча в ближней и дальней зонах обработки, что приводит к увеличению стабильности параметров лазерной обработки (например, к большей равномерности ширины лазерного реза) и, следовательно, к улучшению качества обработки. Уменьшение диаметра лазерного луча в дальней зоне обработки дает возможность уменьшить габариты оптических элементов и повысить компактность узлов (фиг. 1 и 2).
Отличие предложенного лазерного технологического комплекса в том, что на нижней части каждого вертикального манипулятора вместо оптико-фокусирующей системы закреплены четвертое поворотное зеркало и консоль, перемещающаяся в продольном направлении относительно поперечины, а на ближайшем к обрабатываемому объекту конце консоли закреплена оптико-фокусирующая система, излучение в которую передается из четвертого поворотного зеркала, позволяет вести обработку нижних поверхностей крупногабаритных объектов, закрываемых верхними поверхностями, а также внутренних частей объекта (фиг.3). Это существенно расширяет технологические возможности комплекса.
Лазерный технологический комплекс работает следующим образом (фиг.1 и 2). Лазерное излучение от технологического лазера 1 передается на первое поворотное зеркало 8, установленное под углом 45o к оси излучения в центре ближайшей к лазеру продольной направляющей 3. От зеркала 8 излучение попадает на поворотное зеркало 9, установленное на конце одной из перемещающихся поперечин 5, а далее на поворотное зеркало 10, установленное на перемещающемся вдоль поперечины вертикальном манипуляторе 6. От зеркала 10 излучение направляется по вертикали вниз в оптико-фокусирующую систему 7, имеющую механизм перемещения ее по вертикали. В состав оптико-фокусирующей системы могут входить оптико-фокусирующие головки для термообработки или сварки, а также резаки для лазерной резки. Оптико-фокусирующие головки могут иметь механизм поворота по одной или двум координатам, что обеспечивает перпендикулярность направления лазерного луча к обрабатываемой поверхности. Перемещение оптико-фокусирующей системы по вертикали позволяет вести обработку поверхностей на различных уровнях. Перемещение поперечины 5, вертикального манипулятора 6, оптико-фокусирующей системы 7, а также вращательное движение оптико-фокусирующей системы производится по программе, вложенной в систему управления 2.
При обработке нижних труднодоступных поверхностей на нижнем конце вертикального манипулятора 6 устанавливается поворотное зеркало 12, направляющее излучение в горизонтальном направлении к обрабатываемому объекту соосно с излучением по поперечине 5 (фиг. 3). На этом же конце установлена подвижная консоль 11 с механизмом ее перемещения вдоль оси излучения, выходящего от зеркала 12. Излучение от зеркала 12 попадает в оптико-фокусирующую систему 7, расположенную на конце консоли 11 около обрабатываемого объекта. В этом случае перемещение консоли также управляется по программе, заложенной в системе управления.
После обработки участков крупногабаритного объекта, расположенных под опытной поперечиной, по команде от системы управления зеркало 8 с помощью механизма поворота поворачивается на 90o и подает излучение на поворотные зеркала и оптико-фокусирующую систему второй поперечины для осуществления обработки второй части крупногабаритного объекта, аналогичной обработке первой.
Формула изобретения: 1. Лазерный технологический комплекс для обработки крупногабаритных объектов, включающий технологический лазер, систему управления и манипулятор оптики мостового типа, состоящий из двух продольных направляющих с опорами и размещенной на этих продольных направляющих поперечины с механизмом ее перемещения по направляющим, и размещенного на поперечине вертикального манипулятора с механизмом его перемещения вдоль поперечины, оптико-фокусирующую систему с механизмом ее перемещения по вертикали и систему поворотных зеркал, передающих лазерное излучение от технологического лазера к оптико-фокусирующей системе: первого от технологического лазера, закрепленного на продольной направляющей, второго, расположенного на конце поперечины над продольной направляющей с первым зеркалом, и третьего зеркала, установленного на верхней части вертикального манипулятора, отличающийся тем, что манипулятор оптики мостового типа снабжен установленной с возможностью перемещения по продольным направляющим дополнительной поперечиной с вертикальным манипулятором, расположенным на ней с возможностью перемещения от центра продольных направляющих к их периферии и обратно, первое поворотное зеркало установлено в центре ближайшей к лазеру продольной направляющей и снабжено механизмом автоматического поворота его на 90o для подачи лазерного излучения поочередно на вторые поворотные зеркала, установленные на поперечинах.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что оптико-фокусирующая система с механизмом ее перемещения по вертикали закреплена в нижней части вертикального манипулятора.
3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что система поворотных зеркал снабжена четвертыми зеркалами, каждое из которых закреплено на соответствующем вертикальном манипуляторе, и консолями, установленными с возможностью перемещения в продольном направлении относительно поперечины на нижней части соответствующего вертикального манипулятора, и на ближайшем к обрабатываемому объекту конце консоли закреплена оптико-фокусирующая система для подачи излучения в нее из четвертого поворотного зеркала.