CS204700B1 - Cutting head for the laser machine tools - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

REPUBLIKA

<1” K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU

W) (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 18 06 79(21) PV 4168-79

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

AOBJEVY (40) Zverejnené 31 07 80(45) Vydané qi Q7 83 204 700 (11) (Bl) (51) IntCl.3 B 23 K 28/00 (75)

Autor vynálezu

KUNC J0ZEF, NOVÉ MĚSTO NAD VAH0M (54) Bezacia hlavice pra laserové obrábacie stroje

Vynález sa týká prevedenia rezacej hlavice pre laserové obrábacie stroje. U programovo riadených laserových obrábacích strojov sa energia potřebná k otarábaniuprivádza do blízkosti miesta obrábania v podobě nefokusovaného zvazku laserových lúčov,najčastejáie dvojakým spOsobom. Priamo od generátore umiestneného na auportoch, vykoná-vajúoich riadené koordinátové pohyby, alebo cez sústavu optických členov, například zrka-diel. V každom případe je potřebné zvázok laserových lúčov usměrňovat do tvaru odpoveda-júceho požadovanému účelu až bezprostředná před obrábacím miestom. Táto požiadavka sarealizuje tak ieto optickou cestou, například cez duté zrkadlá, alebo cez sústavu áoáo-viek - koncentrátor, čo je najčastejáí případ. Pre potřeby obrábania sa súbežne s fokuso-vaným lúčom vháňa do miesta obrábania plyn potřebný pri technologii obrábania. Tento tech-nologický plyn sa do miesta obrábania usměrňuje tryskou, usporiadanou najčastejáie ko-axiálně s fokusovaným laserovým lúčom a umiestnenou v záváznej vzdialenosti od koncentrá-tora rovnej přibližné jeho ohniskovej vzdialenosti. Pokusovaný laserový lúč, ktorý má tvartiahleho hyperboloidu, je pod tryskou najužáí a najvhodnejáí pre obrábanie. Z toho dOvoduje potřebné udržiavať ústie a koncentrátor hlavice v určitej optimálněj vzdialenosti odpovrchu obrobku* Jedná sa tu o vzdialenosť od O do asi 1,5 mm. 204 700 2 204 700 K uvedenému účelu sú známe zariadenia na ohladávanie povrchu obrobku kladkou, ktoráje umiestnená stranou od trysky a odvaTuje sa po povrchu obrobku. Kladka je pevne spoje-ná s valivo zavedenou hlavicou, ktorá je čiastočne nadTahčovaná pružinou, takže podl’atvaru povrchu sa pri obrábaní hlavice dvíha alebo spúšťa. Je známe aj zariadenie o nasta-viteTnom, ale počas obrábania fixnom držaní hlavice v předpokládanéj optimálněj vzdiale-nosti od obrobku. Hlavným nedostatkom prvého zariadenia je skutočnosť, že kladka sa o po-vrch obrobku opiera mimo miesta obrábania, čo při členitejáom povrchu obrobku ani přibliž-né nezodpovedá požiadavke udržiavania konštantnej vzdialenosti trysky od povrchu obrobku.Saláou nevýhodou u tohoto zariadenia je, že pri vfičších výškových rozdieloch zvlněnéhopovrchu obrobku sa nadl’ahčovacia sila pružiny mění, čo nepriaznivo ovplyvňuje mieru vy-váženia hlavice, kolisanie stykového tlaku medzi kladkou a obrobkom, ako i spdsobilosťpřekonávat strmáie stúpania.

Nedostatkom druhého popisovaného známého zariadenia je, že sa dá použit len u rovin-ných, alebo len málo zvlněných povrchov obrob kov.

Vyášie uvedené nedostatky odstraňuje a technický problém rieái rezacia hlavica přelaserové obrábacie stroje podl’a Vynálezu, ktořého podstatou je, že je tvořená pneumatic-kým valcom, v ktorom je uložený piest opatřený piestnicou. V dutině piestnice je na pruž-nom člene uložený posúvač s pevne připojenou tryskou. Činný koniec trysky je opatřenýohTadávacou plochou. Vnútorná plocha piestnice v zúženej časti je opatřená odvádzacoukomorou, pod ktorou je povrch posúvača, nachádzajúceho sa v dolnej poloha, opatřený pri-vádzacou komorou. Horná poloha privádzacej komory na posúvači a odvádzacej komory napiestnici je vymedzená pevným dorazom, umiestneným nad horným čelom posúvača v piestnici.Privádzacia koma· a je připojená na tlakové médium. Odvádzacia komora je připojená prepo-jovacou vetvou, ktarej aspoň část je elastická, na pneumatický válec pod dolnú úvraťpiesta. Prepojcwacia vetva je opatřená ákrtiacim členom, za ktorým v smere k pneumatické-mu valcu je vytvořený prepúšťací kanál. Podstatou je aj to, že privádzacia komcra je při-pojená prostredníctvom prepojovacieho otvoru na vnútorný otvor posúvača, Do podstaty pa-tří aj to, že privádzacia komcra je spojená prostredníctvom privádzacieho kanále s duti-nou piestnice. fialšia podstata vynálezu spočívá v tom, že privádzacia komata je připojenáprívodnou vetvou na přívod technologického plynu jred regulátor tlaku plynu. Podstatou joaj to, že privádzacia komora je připojená priamou vetvou na externý zdroj tlakového vzdu-chu. Do podstaty patří aj to, že prepúšťací kanál je odkloněný od roviny kolmej na os pre-pojovacej vetvy proti směru prúdenia plynu pod piest. Podstata spočívá i v tom, Že ohTadá-vacia plocha trysky je v tvare gule. Podstatu vynálezu tvoří aj to, že ohl'adávacia plochatrysky je opatřená vrchlíkom koncentricky s otvorom trysky. Podstatou vynálezu je i to,že ohTadávacia plocha je opatřená na činnéj ploché aspoň jednou priečnou drážkou. Napokonpodstata vynálezu spočívá v tom, že vrchlík je opatřený na činnej ploché aspoň jednoupriečnou drážkou. 3 204 700

Sezacou hlavicou podl'a -vynálezu sa docieli jednoduchým převedením udržiavať vzdia-lenosť řezačej hlavice od obrobku i u značné zvlněných povrchov obrobkov s velkou jr es-nosťou, Co zlepšuje účitínosť cbrábania a kvalitu řezu. Umožňuje překonávat i poměrně vel-ké výškové rozdiely na povrchu obrobku pri malej a nemennej ohledávačej sile. Hlavica ne-vyžaduje valivé uloženie, je výrobně jednoduchá a mfiže pracovat aj bez osobitného zdrojetlakového média pre pohon servosystému.

Na připojených výkresoch je znázorněné příkladné prevedenie řezačej hlavice, kde naobr. 1 je nakreslený pozdížny rez hlavicou, kde privádzacia komora je přepojovacím otvo-rom připojená na vnútorný otvor posúvača, na obr. 2 je nakreslený CiastoCný pozdížny rezhlavicou, kde privádzacia komora je připojená privádzacím kanálom na dutinu piestnice,na obr. 3 je nakreslený pozdížny rez hlavicou, kde privádzacia komora je připojená napřívod technologického plynu před regulátor tlaku plynu a na externý zdroj tlakovéhovzduchu, na obr. 4 je zvSCšene nakreslené tryska řezačej hlavice v řeze, na obr. 5 je na-kreslený pohlad na trysku v smere "P" z obr. 4 a na obr. 6 je zvSCšene nakreslený reztryskou, ktorá je opatřená vrchlíkom.

Hezacia hlavice pre laserový ohrábací stroj příkladné pozostáva z pneumatického val-ca 1 /obr. 1/, ktorý je upevněný na pohybovom mechanizme obrábacieho stroja, ktorý zais-tuje všesměrové horizontálně pohyby při řezaní /na obr. nezakreslené/. V pneumatickomválci '1 je uložený piest 2 opatřený dutou piestnicou 2· V dolnej časti piestnice 2 je du-tina zúžená. V hornéj časti piesta 2 je nad dutinou piestnice 2 umiestnený koncentrátor £a v dolnej časti dutiny piestnice 2 j® uložený klzne posúvač 2 na pružnom člene 2» ktorýje tvořený tlačnou pružinou. V zúženej časti dutiny piestnice 2 je vytvořená odvádzaciakomora 2 a na povrchu posúvača 2» nachádzajúceho sa v hornej polohe horným čelom opretýo pevný doraz 8 uložený v piestnici 2, je vytvořená oproti odvádzacej komoře 2 privádza-cia komora 6, Privádzacia komora 6 je připojená prostredníctvom prepojovacieho otvoru 26na vnútorný otvor posúvača 2» Odvádzacia komora 2, je přepojená cez dolný nástavec 10.pře-pojovaciu vetvu 11« ktorá je tvořená hadicou, ktorej horný koniec je připojený na hornýnástavec 12 připojený na pneumatický válec _1 pod dolnú úvrať piesta 2. Solný nástavec 10je opatřený škrtiacim číenom 19 a v faornom nástavci je vytvořený prepúšťací kanál 20. Pre-púšťací kanál 20 je odkloněný od roviny kolmej na os prepojovacej vetvy 11 oproti ameruprúdenia plynu pod piest 2. Na dolnom konci posúvača *> je pevná uchytená tryska 12, ktorejčinný koniec je opatřený ohl'adávaeou plochou 14. Činný koniec trysky 13 v inom převedeníje opatřený priečnymi drážkami 15 /obr. 4/ a /obr. 5/· V inom převedení trysky 13 je jejohladávacia plocha 14 opatřená vrchlíkom 16 koncentricky s otvorem tryaky 12 /obr. 6/.

Na piestnicu 2 posúvač 2 j® připojený přívod 21 technologického plynu. Na přívod 21je pevne uchytený obmedzovač zdvihu 23 v tvare tyče, vo zvislej polohe volné uloženýv otvore konzoly 25 uchytenej na pneumatickom válci 1. Na obmedzovači zdvihu 23 je na-skrutkovaná prestavitel’ná matka 24. Na přívod 21 technologického plynu /obr. 3/ je připo-jený regulátor tlaku plynu 22· Medzi pneumatický válec 1 /obr. 3/ a piestnicu 2 piesta 2.je zaradený tlmič 22. 4 204 700 Ďalšie prevedenie rezacej hlavice /obr. 2/ je zhodné 8 predchádzajúcim až na to,že privádzacia komcra 6 je spojená prostredníctvom privádzacieho kanála 27 s dutinoupiestnice 2·

Iné prevedenie rezacej hlavice /obr. 3/ je zhodné s predchádzajúcimi, ale privádza-cia komora 6 je připojená prívodnou vetvóu 28 na přívod 21 technologického plynu před re-gulátor tlaku plynu 22» alebo v případe použitia externého zdroje tlakového plynu je pri-vádzacia komora 6 připojená priamou ve tvou 29 na uvedený zdroj.

Fuňkcia rezacej hlavice pre laserové obrábacie stroje je nasledovná: Laserový lúč18 je vedený cez koncentrátor 4, dutinu piestnice 2.» <?alej cez dutinu posúvača 2 do trys-ky 13. Před započetím práce sa privedie prívodom 21 technologický plyn do dutiny piestni-ce 2 nad posúvač 2· Technologický plyn prúdi z dutiny piestnice 2 tryskou 13 do miestarezania laserovým lúčom 18. Technologický plyn súčasne tlačí na horné čelo posúvača 2silou vfičšou, ako je sila pružného člena X, takže posúvač 2 zaujme dolnú polohu /obr. 1/.Ákonáhle sa však ohTadávacia plocha 14 trysky 13 dotkne povrchu obrobku 17. alebo inejpevnej překážky, je tryska 13 s posúvačom 2 nadlahčováná, takže nastane jej pohýb smeromhoře,až privádzacia komora 2 sa začne překrývat s odvádzacou komorou 2» dím začne prúdittechnologický plyn z dutiny posúvača 2 cez přepojovaciu vetvu 11 pod piest 2, ktorý saokamžité začne dvíhat, Pohyb piesta 2 smerom hoře trvá tak dlho, až kým ohTadávacia plo-cha 14 trysky 13 nezačne na povrchu obrobku 17 klesat dolu spolu s posúvačom 2 tlakomtechnologického plynu nad nim, čím sa preruši přívod technologického plynu pod piest 2.Piest X vlastnou váhou začne klesat smerom dole a vytláča z pneumatického valca 1 tech-nologický plyn cez prepúštací kanál 20 do atmosféry. Uvedený cyklus sa pri veTmi malejhmotnosti a zdvihu posúvača 2 v oblasti styčných hrán priv ádzacej komory 6 a odvádzacejkomory £ opakuje s vyhovujúcou frekvenciou 10 až 20 Hz, ktorá sa dá ďalej riadit jednakškrtiacim členom 19 volbou zdvihu posúvača 2» charakteristikou pružného člena χ a veTkos-tou prepúštacieho kanála 20. * .

Pri řezaní laserovým lúčom 18 je v zásadě nutná, aby sa ústie trysky 13 pohybovalotesne po povrchu obrobku 17. V prípadoch, keď je potřebné volit malý odstup ústia trysky13 od povrchu obrobku 17. použije sa tryska 13 s jednou alebo dvcmi priečnymi drážkami 12/obr. 4 a obr. 5/. Keďže tryska 13 je spravidla kovová a nie je v niektorých prípadochžiadúci jej priamy styk s obrobkom, mdže sa použit tryska 13 opatřená vrchlíkom 16. na-příklad z teflonu /Obr. 6/. Výhodou vynálezu je aj to, že nerovnosti povrchu obrobkov sa sledujú poměrně malýmohTadávacím tlakom, Čo umožňuje řezat i tenké a málo pevne členité obrobky, bez nebezpe-čia ich poškodenia.

Claims (10)

1. 5 204 700 predmetvynXlezu

   1. Rezacia hlavice pře laserové obrábacie stroje, stredom ktorej je cez koncentrátorvedený laserový lúč, vyúsťujúci z trysky uspořiadanej koaxiálně s fókusovým lasero-vým lúéom, pričom do trysky je zároveň privádzaný technologický plyn, vyznačujúca satým, že je tvořená pneumatickým valcom /1/, v ktorom je uložený piest /2/ opatřenýpiestnxcou /3/, pričom v dutině pxeptnxce /3/ je na pružnom člene /7/ uložený posú-vač /5/ s pevne připojenou tryskou /13/, ktorej činný koniec je opatřený ohladávacouplochou /14/, zatial’ čo vnútorná plocha piestnice /3/ v zúženej časti je opatřenáodvádzacou komorou /9/, pod ktorou je povrch posúvača /5/, nachádzajúceho sa v dolnejpoloha, opatřený privádzacou komorou /6/, kým horná poloha privádzacej komory, /6/ naposúvači /5/ a odvádzacej komory /9/ na piestnicí /3/ je vymedzená pevným dorazom/8/ umiestneným nad horným čelom posúvača /5/ v piestnici /3/, pričom privádzaciakomora /6/ je připojená na tlakové médium a odvádzacia komora /9/ prepojovacou vet-vou /11/, ktorej aspoň časť je elastická, je připojená na pneumatický válec /1/ poddolnú úvrať piesta /2/ a prepojovacia vetva /11/ je opatřená Skrtiacim členom /19/,za ktorým v smere k pneumatickému valcu /1/ je vytvořený prepúáťací kanál /20/.
2. 2. Rezacia hlavica podlá bodu 1, vyznačujúca sa tým, že privádzacia komora /6/ je připo-jená prostredníctvom prepojovaciehó otvoru /26/ na vnútorný otvor posúvača /5/.
3. 3. Rezacia hlavica podl’a bodu 1, vyznačujúca sa tým, že privádzacia komora /6/ je spo-jená prostredníctvom privádzacieho kanála /27/ s dutinou piestnice /3/.
4. 4. Rezacia hlavica podl’a bodu 1, vyznačujúca sa tým, že privádzacia komora /6/ je připo-jená prívodnou vetvou /28/ na přívod /21/ technologického plynu před regulátor tlakuplynu /30/.
5. 5. Rezacia hlavica podlá bodu 1, vyznačujúca sa tým, že privádzacia komora /6/ je připo-jená priamou vetvou /29/ na externý zdroj tlakového vzduchu.
6. 6. Rezacia hlavica podl*a bodu 1, vyznačujúca sa tým, že prepúáťací kanál /20/ je odklo-něný od roviny kolméj na os přepojovačej vetvy /11/ proti směru prúdenia plynu podpiest /2/,
7. 7. Rezacia hlavica podl*a bodu 1, vyznačujúca sa tým, že ohladávacia plocha /14/ trysky/13/ je v tvare gule.
8. 8. Rezacia hlavica podl’a bodu 1, vyznačujúca sa tým, že ohledávačia plocha /14/ trysky /13/ je opatřená vrchlíkom /16/ koncentricky s otvorom trysky /13/.
9. 9. Rezacia hlavica podlá bodu 1, vyznačujúca sa tým, že ohladávacia plocha /14/ je opa- třená na činnej ploché aspoň jednou priečnou drážkou /15/. 6 204 700
10. 10. Rezacia hlavica podlá bodu 6, vyznačujúca sa tým, že vrchlík /16/ je opatřenýna činnéj ploché aspoň jednou priečnou drážkou /15/, 6 výKreaů