Установка для обробки отворів лазерним променем

Реферат: Установка для обробки отворів лазерним променем, яка містить лазер з блоком живлення, оптичну систему в корпусі із соплом для співвісної подачі струменя робочого газу в зону обробки. Додатково містить джерело променя світла із фотоприймачем, які розташовано над поверхнею заготівки, що обробляється, та лічильник імпульсів лазерного випромінювання, вихід якого підключено до першого входу схеми порівняння, а на другий її вхід надходить сигнал від задатчика калібруючих імпульсів, причому один із виходів схеми порівняння підключено до клапана подачі робочого газу, а інший - до входу блока живлення лазера. UA 113548 U (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРОБКИ ОТВОРІВ ЛАЗЕРНИМ ПРОМЕНЕМ UA 113548 U UA 113548 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технологічного оснащення операцій обробки отворів в виробах лазерним променем і може застосовуватися для продуктивного формування наскрізних отворів підвищеної якості за рахунок допоміжної дії стиснутого газу для видалення залишків розплавленого матеріалу із їх порожнини. Відома установка для обробки отворів лазерним променем, яка має лазер та пристрій для введення додаткової енергії в порожнину отвору, який розташовано з тильної сторони заготівки [1], наприклад, герметичну камеру для подачі стиснутого газу. В зв'язку з тим, що додаткова енергія (стиснутий газ) підводиться зі сторони заготівки, протилежної тій, що опромінюється, її дія на розплавлений матеріал починається після формування наскрізного каналу отвору, тому при багато імпульсній обробці може видалятися розплав від дії останнього імпульсу випромінювання, що недостатньо для корекції очищенням усього повздовжнього профілю отвору. До того ж, додатковим недоліком відомої установки є створення можливості забруднення поверхні оптичного елементу підсиленими та більш чисельними елементами ерозійного факела внаслідок дії струменя газу. Найближчим аналогом є установка для обробки отворів лазерним променем, яка містить лазер з блоком живлення та оптичну систему в корпусі із соплом для співвісної подачі струменя робочого газу в зону обробки [2]. Однак, при обробці отвору лазерним променем з одночасної подачею співвісно з ним струменя газу на перших етапах обробки (першими імпульсами випромінювання) до формування наскрізної порожнини струмінь газу виконує більш негативний вплив на процес самовиносу продуктів лазерної ерозії із порожнини отвору - заважає розповсюдженню ерозійного факела та частково повертає його фракції в порожнину отвору. Таким чином погіршується якість отвору (поверхні його стінок та повздовжнього профілю внаслідок приварювання часток матеріалу) та подовжується час обробки. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності обробки отвору та його якості. Поставлена задача вирішується тим, що установка для обробки отворів лазерним променем, яка містить лазер з блоком живлення та оптичну систему в корпусі із соплом для співвісної подачі струменя робочого газу в зону обробки, обладнано додатковим джерелом променю світла із фотоприймачем, які розташовано над поверхнею заготівки, що обробляється, та лічильником імпульсів лазерного випромінювання, вихід якого підключено до першого входу блока комутації, а на другий його вхід надходить сигнал від датчика калібруючих імпульсів, причому один із виходів блока комутації підключено до клапана подачі робочого газу, а інший до входу блока живлення лазера. На схемі зображена блок схема установки для обробки отворів лазерним променем. Установка містить лазер 1 з блоком живлення 11, оптичну систему 2 в корпусі 3 із соплом для співвісної подачі струменя робочого газу в зону обробки, додаткове джерело 5 променя світла 6 із фотоприймачем 7, які розташовано над поверхнею заготівки 4, що обробляється, та лічильник 8 імпульсів лазерного випромінювання, вихід якого підключено до першого входу блока комутації 10, а на другий його вхід надходить сигнал від датчика калібруючих імпульсів 12, причому один із виходів блока комутації 10 підключено до клапана подачі робочого газу 13, а інший - до входу блока живлення лазера 11. При обробці отвору формується ерозійний факел 14 над поверхнею заготівки, який після формування наскрізного каналу отвору змінює напрям поширення 9. Установка працює наступним чином. Після розташування заготівки 4 в робочій зоні та налагодження відносного положення оптичної системи 2 та заготівки, над її поверхнею з різних сторін від осі оптичної системи 2 навпроти один одного розташовують додаткове джерело 5 променя світла 6 (напівпровідниковий або газовий He-Ne лазер) та фотоприймач 7. Після початку обробки заготівки 4 променем лазера 1, доки промінь світла 6 від джерела 5 буде перекриватися ерозійним факелом 14 над поверхнею заготівки, фотоприймач 7 не буде їм освітлюватися (отвір не наскрізний), клапан 13 буде залишатися закритим і газовий струмінь із сопла корпусу 3 не буде заважати розповсюдженню ерозійного факела 14. Після формування наскрізного отвору факел зміщується на тильну сторону заготівки і промінь 6 освітлює фотоприймач 7, що сприяє спрацьовуванню блока комутації 10, який відкриває клапан 13 для подачі стиснутого газу (повітря) в порожнину наскрізного отвору в заготівці 4, перемикає режим обробки в блоці живлення 11 лазера 1 на режим калібрування і відраховує задану датчиком калібруючих імпульсів 12 їх кількість, після чого вимикає блок живлення 11 та закриває клапан 13. Операція обробки закінчується. 1 UA 113548 U 5 Таким чином, виконується запропонований алгоритм обробки, тобто опромінення імпульсами випромінювання в робочому режимі без перешкоди факела струменем робочого газу; перехід на режим калібрування після формування наскрізного каналу отвору; подача струменя стиснутого газу для очищення поверхні отвору в період його калібрування та закінчення операції після використання заданої кількості імпульсів в переході калібрування отвору. Джерела інформації: 1. Патент Великобританії № 247666 В23K 27/80, оп. 23.03.1971 р. 2. Вейко В.П. Лазерная микрообработка. - СПГУИТ, 2005. - 110 с., С. 63, рис. 5.9. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Установка для обробки отворів лазерним променем, яка містить лазер з блоком живлення, оптичну систему в корпусі із соплом для співвісної подачі струменя робочого газу в зону обробки, яка відрізняється тим, що містить додаткове джерело променя світла із фотоприймачем, які розташовано над поверхнею заготівки, що обробляється, та лічильник імпульсів лазерного випромінювання, вихід якого підключено до першого входу схеми порівняння, а на другий її вхід надходить сигнал від задатчика калібруючих імпульсів, причому один із виходів схеми порівняння підключено до клапана подачі робочого газу, а інший - до входу блока живлення лазера. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2