Установка для комбінованої лазерно-ультразвукової оздоблювально-зміцнювальної обробки

Реферат: Установка для комбінованої лазерно-ультразвукової оздоблювально-зміцнювальної обробки містить лазерний випромінювач з волоконним світловодом і сканером та ультразвуковий випромінювач з одним або багатобойковими наконечниками та координатний стіл з відповідними приводами. Додатково в корпусі установки встановлено сканатор і пристрій для регулювання швидкості обертання деформуючих інструментів, а також оптико-волоконний пірометр та пристрій у вигляді спеціальної плати, що забезпечують автоматизовану систему керування термодеформаційним процесом оздоблювально-зміцнювальної обробки. UA 93522 U (12) UA 93522 U UA 93522 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до безабразивної оздоблювально-зміцнювальної обробки поверхонь деталей, яка може бути використана в машино - та приладобудуванні. Відома установка для лазерної поверхневої обробки [Dietmar Hömberg and Wolf Weiss / Control of Laser Surface Hardening of Steel / IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY, VOL. 14, NO. 5, September 2006] з пристроєм для керування процесом спеціальним контролером для регулювання потужністю лазера шляхом визначення температури за допомогою пірометра. Недоліком даної установки є те, що в ній відсутні пристрої для комбінованої оздоблювальнозміцнювальної обробки з використанням термодеформаційної дії енергією лазерного променя та ультразвукових інструментів. Відома, як найближчий аналог, установка для лазерно-ультразвукової обробки металів [Патент на корисну модель України № 79235, 10.04.2013], яка має лазерний випромінювач з оптико-волоконним світлопроводом та ультразвуковий випромінювач з одним для суміщеної або багатобойковим для комбінованої термодеформаційної дії наконечниками, координатний стіл з незалежними лінійними приводами та кроковими електродвигунами. Недоліком даної установки є відсутність спеціальних пристроїв, які забезпечують автоматизовану систему керування процесом у відповідності з заданими параметрами обробки та пристрою для надання обертального руху деформуючим інструментам. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення продуктивності процесу оздоблювально-зміцнювальної обробки та поліпшення якості оброблених поверхонь деталей шляхом зміни елементів конструкції установки для забезпечення автоматизованої системи керування процесом термодеформаційного зміцнення. Поставлена задача вирішується тим, що установка для комбінованої лазерноультразвукової оздоблювально-зміцнювальної обробки, має лазерний випромінювач з волоконним світловодом і сканером та ультразвуковий випромінювач з одним або багатобойковими наконечниками, встановленими перпендикулярно або під кутом до оброблюваної поверхні, та координатний стіл з відповідними приводами, згідно з корисною моделлю, новим є те, що в корпусі установки встановлено сканатор для фокусування лазерного променя по двох координатах з визначеною швидкістю сканування і пристрій для регулювання швидкості обертання деформуючих інструментів, а також оптико волоконний пірометр для контролю температури та пристрій у вигляді спеціальної плати, що забезпечують автоматизовану систему керування термодеформаційним процесом оздоблювальнозміцнювальної обробки. При застосуванні відомої установки лазерне випромінювання за допомогою оптоволокна транспортується до сканатора, основним параметром якого є швидкість сканування, фокусується по двох координатах, а за допомогою програмного забезпечення сканатор і ультразвуковий концентратор з деформуючими наконечниками переміщуються у вертикальному напрямку, а оброблювана заготовка, яка встановлена на столі установки, може переміщуватись як у поздовжньому, так і у поперечному напрямках, а оптоволоконний пірометр дозволяє задавати та контролювати необхідну температуру термодеформаційного процесу оздоблювально-зміцнювальної обробки. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням фіг. 1, фіг. 2 на якому зображена схема установки. Установка для комбінованої лазерно-ультразвукової оздоблювально-зміцнювальної обробки містить: 1 - лазер, 2 - оптоволокно, 3 - лазерний промінь, 4 - оброблювану заготовку, 5 сканатор, 6 - оптоволоконний пірометр, 7 - двохколірний промінь, 8 - спеціальний пристрій, 9 зона дії лазерного променя, 10 - корпус установки, 11 - концентратори, 12 - деформуючі наконечники, 13 - персональні комп'ютери. Установка що заявляється працює наступним чином. Лазерний промінь 3 за допомогою сканатора 5 (з визначеною швидкістю сканування), сфокусований в пляму круглої або прямокутної форми, направляється на оброблювану поверхню деталі, встановленої на столі, який може переміщуватись в поздовжньому або поперечному напрямках з визначеною швидкістю. Задання і контроль температури в зоні дії плями здійснює оптоволоконний пірометр 6, двоколірний промінь 7 якого за допомогою пристрою 8, направляється в зону дії лазерного променя 9 для керування потужністю лазерного джерела. На визначеній відстані від осі дії лазерного променя 3 на корпусі установки 10 встановлений концентратор 11 з багатобойковим або однобойковим деформуючими наконечниками 12, які приводяться в обертальний рух за допомогою електродвигуна з пристроєм для регулювання числа обертів. (на схемі не приведені). 1 UA 93522 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Установка для комбінованої лазерно-ультразвукової оздоблювально-зміцнювальної обробки, що має лазерний випромінювач з волоконним світловодом і сканером та ультразвуковий випромінювач з одним або багатобойковими наконечниками, встановленими перпендикулярно або під кутом до оброблюваної поверхні, та координатний стіл з відповідними приводами, яка відрізняється тим, що в корпусі установки встановлено сканатор для фокусування лазерного променя по двох координатах з визначеною швидкістю сканування і пристрій для регулювання швидкості обертання деформуючих інструментів, а також оптико-волоконний пірометр для контролю температури та пристрій у вигляді спеціальної плати, що забезпечують автоматизовану систему керування термодеформаційним процесом оздоблювальнозміцнювальної обробки. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що в ній використано сканатор для фокусування лазерного променя по двох координатах з визначеною швидкістю сканування, а також спеціального пристрою для контролю швидкості обробки. 2 UA 93522 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 3