Установка для лазерної обробки

Реферат: UA 97505 U UA 97505 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до обладнання для лазерної обробки заготовок. Установка може бути використана для швидкого і точного автоматизованого позиціонування лазерного променя відносно поверхні заготовки. Відома установка для лазерної обробки, яка містить два лазери: робочий і освітлювальний, похиле дзеркало, розташоване під кутом 45° до осі променя, систему фокусування лазерного променя, стіл з встановленою на ньому заготовкою, що обробляється, а також приймач освітлювального випромінювання, що вимірює сигнал розбіжності розташування поверхні заготовки відносно лазерного променя (1). Недоліком установки є те, що при зміні одного з параметрів обробки для забезпечення розташування заготівки в горловині перетину лазерного променя необхідно виконати ряд додаткових дій, однією з яких є ручне регулювання положення поверхні заготовки відносно лазерного променя. Цей процес тривалий та характеризується низькою точністю. Найбільш близькою до установки для лазерної обробки, що пропонується, є установка, що містить лазер, систему фокусування лазерного променя та стіл з приводом вертикального переміщення, на якому встановлено заготовку, що обробляється (2). Недоліком такої установки є те, що позиціонування лазерного променя відносно поверхні заготовки здійснюється в ручному режимі. Цей процес трудомісткий, тривалий і характеризується низькою точністю. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності оброблених отворів шляхом удосконалення системи позиціонування променя відносно поверхні заготовки. Поставлена задача вирішується тим, що в установці для лазерної обробки, що містить лазер, систему фокусування лазерного променя, стіл, з встановленою на ньому заготовкою, що обробляється, застосовано механізм автоматизованого позиціонування лазерного променя з датчиком тиску. Згідно з корисною моделлю, механізм автоматизованого позиціонування складається з пустотілого корпусу з центральним отвором на дні, в який встановлено пружину, і герметичний ущільнювач, закріплений на торці корпусу зі сторони робочого столу, обладнаний датчиком тиску, один вихід якого підключено до лазера, інший до приводу переміщення робочого столу, а корпус механізму автоматизованого позиціонування лазерного променя встановлено з можливістю переміщення вздовж осі лазера. Принцип роботи установки, яка пропонується, пояснюється схемою, показаною на кресленні. Корисна модель містить лазер 1, робочий стіл 2 з приводом 3 переміщення, об'єктив 4 з механізмом автоматизованого позиціонування лазерного променя 5, що складається з пустотілого корпусу 6 з центральним отвором 7 на дні, в якому встановлено пружину 8 і герметичний ущільнювач 9, закріплений на торці корпусу 6 зі сторони робочого столу 2. Установку обладнано датчиком тиску 10, один вихід якого підключено до лазера 1, інший до приводу переміщення робочого столу 2, а корпус 6 механізму автоматизованого позиціонування лазерного променя 5 встановлено з можливістю переміщення вздовж осі лазера 1. Процес обробки здійснюється таким чином. Оброблювану заготовку 11 розміщують на поверхні столу 2 і вмикають привід 3 руху столу. Рухаючись в сторону корпусу 6, заготовка 11 притискається до ущільнювача 9, герметизує порожнину корпусу 6 і зміщує його в напрямку об'єктиву 4, змушуючи ковзати по ущільнювачам 12, при цьому стискаючи пружину 8. Тиск в порожнині корпусу 6 збільшується і фіксується датчиком 10, при чому якщо H - висота корпусу 6 в вихідному положенні, то для отримання заданих умов фокусування - розміщення поверхні заготовки 11 на відстані F  F від об'єктиву 4 ( F - фокусна відстань об'єктиву 4, F необхідне зміщення заготовки 11 в каустиці сфокусованого випромінювання) - датчик 10 налаштовують на спрацювання при досягненні тиску ' Pcp  PaH (атм), (F  F) ( Pa - тиск атмосфери). 50 55 В даний момент датчик 10 відімкне блок живлення 13 приводу 3 столу 2 і видасть команду на запуск лазера 1. Починається процес обробки, що визначається параметрами лазерного випромінювання і умовами фокусування. Якщо пристрій використовують на операції прошивання наскрізних одиничних отворів, то подача одного чи декількох лазерних імпульсів викликає формування наскрізного отвору, причому стиснене повітря, що проходить через отвір, видаляє розплавлений матеріал із отвору, таким чином підвищуючи якість і стабілізуючи розміри, та, відповідно, і точність. Крім цього, швидкість падіння тиску в порожнині корпусу 6 свідчить про розмір (переріз) оброблюваного отвору і, якщо час падіння тиску до певного рівня менший періоду слідування імпульсів, то це означає, що отвір має розмір більший найменшого граничного значення, і датчик 10 відімкне 1 UA 97505 U 5 лазер 1 раніше, ніж надійде наступний імпульс випромінювання. В іншому випадку додатковий імпульс надходить раніше і допрацьовує отвір до його заданого отвору, таким чином здійснюється керування процесом обробки. Величину тиску, на яку необхідно налаштувати датчик 10, визначають, виходячи з наступних суджень: при обробці наскрізних отворів діаметром d одним з пучків лазерного випромінювання повітря з отвору виходить з швидкістю W 0 : W0  2 P K Pcp ' V[1  ( a ) K 1 Pcp K 1 K ] (м/с), ( K - показник адіабати, для повітря K  1 4 ; V  1/  - питомий об'єм повітря; , 3 кГ/м ), що призводить до зменшення тиску в ньому з часом t до величини: 10 P  Pa [  =1,293 H  ( d / D) 2 W0 t ] (атм). (F  F) Якщо отвір має розмір, рівний заданому d 0 , то за час, що відповідає періоду слідування T  1/ t , тиск в корпусі знижується до величини: W H  ( d 0 / D) 2 0 ' t ] (атм), Pcp  P0 [ (F  F) імпульсів 15 на яку і налаштовують датчик 10 для закінчення процесу обробки. Джерела інформації: 1. Коваленко B.C., Котляров В.П., Дятел В.П. Применение лазеров в машиностроении. - К.: Вища школа, 1988. - 180 с. - С. 67. 2. Оборудование и технология лазерной обработки материалов. - М.: Высшая школа. 1990. 159 с. - С. 20. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Установка для лазерної обробки, що містить лазер, систему фокусування лазерного променя, стіл, з встановленою на ньому заготовкою, що обробляється, яка відрізняється тим, що в ній застосовано механізм автоматизованого позиціонування лазерного променя з датчиком тиску, один вихід якого підключено до лазера, інший - до приводу переміщення робочого столу, при цьому корпус механізму автоматизованого позиціонування лазерного променя встановлено з можливістю переміщення вздовж осі лазера. 2 UA 97505 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