Установка для гравірування лазерним променем

Реферат: Установка для гравірування лазерним променем містить лазер і встановлені послідовно на шляху променя систему з двох дзеркал, перше з яких забезпечено приводом його коливання щодо осі, перпендикулярної осі променя, а друге - щодо осі, перпендикулярної осі коливання першого дзеркала, а так само лінзу і предметний столик, причому входи приводів і лазера підключені до керуючого пристрою, а лінза додатково забезпечена приводами нахилу навколо її оптичного центра на кут, що дорівнює куту нахилу поверхні заготовки або дотичній до неї в місці нанесення знака, а також переміщення лінзи вздовж оптичної осі, підключеними до керуючого пристрою. UA 87090 U (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАВІРУВАННЯ ЛАЗЕРНИМ ПРОМЕНЕМ UA 87090 U UA 87090 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Установка для гравірування лазерним променем призначена для нанесення відмітних знаків, малюнків, написів і шкал на деталях машин і інструментах зі складною поверхнею шляхом випаровування її частини при скануванні лазерного випромінювання і може бути використана в різних галузях машинобудування та приладобудуванні. Відомі пристрої для гравірування на поверхнях деталей машин сфокусованим лазерним випромінюванням, що містить лазер і встановлені послідовно на шляху променя фокусуючу лінзу, систему з двох дзеркал із приводами їх коливання, підключеними до системи управління, і предметний стіл [1] або, що містить лазер і встановлені на шляху променя два похилих дзеркала і фокусуючу лінзу, розташовані на каретці з приводом поступального руху вздовж променя, причому друге дзеркало, пов'язане жорстко з лінзою, встановлено на візку, яка має можливість переміщатися уздовж каретки перпендикулярно напрямку променя, і предметний стіл [2]. Обидва відомих пристрої характеризуються істотними недоліками. Перший, швидкодійний, має обмежене поле малюнка через розмиття зони опромінення при його віддаленні від центра малюнка. Другий - забезпечує будь-який розмір нанесеного малюнка і достатню його якість інерційно і малопродуктивні внаслідок необхідності переміщення значних мас. Як прототип вибрана установка для гравірування лазерним променем [3], що містить лазер і встановлені послідовно на шляху променя систему з двох дзеркал, перше з яких забезпечено приводом його коливання щодо осі, перпендикулярної осі променя, а друге - щодо осі, перпендикулярної осі коливання першого дзеркала, а також лінзу і предметний столик, причому входи приводів і лазера підключені до керуючого пристрою. Цей верстат має швидкодію і високу якість малюнка по всьому його полю при нанесенні останнього на поверхню, нормальну оптичної осі системи. При необхідності маркування похилих або криволінійних поверхонь якість нанесення знаків погіршується в міру віддалення від центра малюнка через розфокусування випромінювання. Задачею даної корисної моделі є підвищення якості формування малюнків на криволінійних або похилих поверхнях оброблюваних деталей. Поставлена задача досягається тим, що у запропонованій установці для гравірування лазерним променем, яка містить лазер і встановлені послідовно на шляху променя систему з двох дзеркал, перше з яких забезпечено приводом його коливання щодо осі, перпендикулярної осі променя, а друге - щодо осі, перпендикулярної осі коливання першого дзеркала, а так само лінзу і предметний столик, причому входи приводів і лазера підключені до керуючого пристрою, а лінза додатково забезпечена приводами нахилу навколо її оптичного центра на кут, що дорівнює куту нахилу поверхні заготовки або дотичній до неї в місці нанесення знака, а також переміщення лінзи вздовж оптичної осі, підключеними до керуючого пристрою. Досягнення поставленої задачі пояснюється тим, що при нахилі головної площини лінзи щодо її оптичного центра на кут нахилу поверхні заготовки фокальна площина лінзи поєднується з оброблюваною (похилою) поверхнею, а одночасне залежне переміщення лінзи вздовж оптичної осі променя дозволяє підтримати поверхню заготовки в місці фокусування (для криволінійних поверхонь). Тоді лазерний промінь, що має розбіжність θ, буде фокусуватися при будь-якому куті падіння на лінзу в зону діаметром, d0  Fθ, що належить її фокальній площині і що лежить при цьому на поверхні заготовки. Таким чином, при скануванні променя дзеркалами по поверхні похилої лінзи його сфокусована частина описує на поверхні деталі заданий малюнок, зберігаючи ширину контурної лінії. Керуючий пристрій забезпечує налаштування лінзи на заготовки з різними напрямком і величиною кута нахилу поверхні. На фіг. 1 зображена схема установки, яка складається з лазера 1, двох плоских дзеркал 2 і 3, встановлених на шляху променя і забезпечених приводами їх коливання 4 і 5 щодо осей перпендикулярних один до одного і напрямку променя 12. Далі по ходу променя 12 розташована лінза 6, забезпечена приводом 7 її нахилу щодо оптичного центра О і приводом 8 переміщення лінзи вздовж оптичної осі. На столі 9 встановлюється заготовка 11, на поверхні якої необхідно виконати гравірування малюнка. Для управління роботою приводів 4, 5, 7 і 8, а також лазером 1 в установці передбачено керуючий пристрій 10, поєднаний з перерахованими вище елементами. Установка працює таким чином. Оброблювана заготовка 11 розташовується на столику 9. У керуючий пристрій 10 вводяться дані про знак, що наноситься, та параметрів заготовки (залежність кута нахилу φ її оброблюваної поверхні до базової на ділянці гравірування). Вибираються режими роботи лазера 1 з урахуванням властивостей матеріалу заготовки, параметрів фокусуючої оптики і ширини контурної лінії. Включається лазер 1 і приводяться в рух приводи 4, 5, 7, 8 дзеркал 2, 3 і лінзи 6 від керуючого пристрою 10. Сфокусований лінзою 6 промінь 11, переміщаючись в її площині дзеркалами 2 і 3 описує в фокальній площині лінзи 6 1 UA 87090 U 5 10 обриси малюнка. При нахилі лінзи на кут φ відносно оптичного центра О, рівному куту нахилу оброблюваної поверхні заготовки до базової, її фокальна площина поєднується з останньою і малюнок формоутворюється постійним за розміром сфокусованим променем. Це і визначає високу якість малюнка клейма. При установці деталі з перемінним нахилом оброблюваної поверхні (криволінійна поверхня) нахил лінзи змінюється в процесі гравірування відпрацюванням команд приводами 7 і 8, що визначає якість обробки і в останньому випадку, тобто навіть при криволінійній формі поверхні. Джерела інформації: [1] Peter M. Baker. Laser marking and serializing. Proc. Of the first Int. laser proc. Confr., November 16-17. 1981, laser Institute of America, California [2] Мильто А.А., Талала Н.С. Газолазерная разметно-маркировочная машина с программным управлением. Мех-ция и автом-ция пр-ва, 1981, №3,сю15-16 [3] Lasag Af. CH-3600 Trim" (Affolter P. Bauteile mit laserstrake beschriften. Techn. Rdsch. 1981. V, 73, №22, pp. 17-19) 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Установка для гравірування лазерним променем, яка містить лазер і встановлені послідовно на шляху променя систему з двох дзеркал, перше з яких забезпечено приводом його коливання щодо осі, перпендикулярної осі променя, а друге - щодо осі, перпендикулярної осі коливання першого дзеркала, а так само лінзу і предметний столик, причому входи приводів і лазера підключені до керуючого пристрою, а лінза додатково забезпечена приводами нахилу навколо її оптичного центра на кут, що дорівнює куту нахилу поверхні заготовки або дотичній до неї в місці нанесення знака, а також переміщення лінзи вздовж оптичної осі, підключеними до керуючого пристрою. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2