PL230053B1

PL230053B1 - Głowica do cięcia laserowego i wycinarka laserowa zawierająca taką głowicę

Info

Publication number: PL230053B1
Application number: PL418503A
Authority: PL
Inventors: Janusz Marcin EJMA; Janusz Marcin Ejma
Original assignee: Ejma Janusz Marcin Power Tech
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-09-28
Also published as: WO2018042279A1; RU2019105196A3; PL418503A1; RU2019105196A; RU2736128C2; EP3507058A1; US20190247952A1; CN109906130A

Abstract

Głowica (1) do cięcia laserowego zawiera korpus (2), źródło (3) światła laserowego usytuowane na pierwszym końcu (4) korpusu (5), dyszę (6) usytuowaną na drugim końcu (7) korpusu (5), układ optyczny (8) usytuowany wewnątrz korpusu (5) pomiędzy źródłem (3) światła laserowego i dyszą (6). Korpus (2) zawiera co najmniej dwie części (10, 11) korpusu (2), które są przesuwne względem siebie w taki sposób, że dzięki ich wzajemnemu przemieszczeniu może zostać zmienione położenie względem siebie źródła (3) światła laserowego i/lub dyszy (6) i/lub układu optycznego (8) tak, że podczas użytkowania może zostać zmieniona geometria wiązki laserowej (9) wewnątrz korpusu (2), w celu uzyskania pożądanych parametrów ogniskowania wiązki laserowej (9) na powierzchni obrabianego przedmiotu (27).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest głowica do cięcia laserowego, w szczególności do cięcia laserowego elementów metalowych, jak również wycinarka laserowa zawierająca taką głowicę.

Znane są głowice do cięcia laserowego, stosowane w wycinarkach laserowych, które przy użyciu wiązki laserowej oraz sprężonego gazu używane są do cięcia elementów metalowych. Takie głowice zawierają układ optyczny, który jest niezbędny do skupiania wiązki laserowej w odpowiednim miejscu na powierzchni obrabianego przedmiotu.

Chiński wzór użytkowy CN202607091U ujawnia odchylną głowicę do cięcia laserowego z regulacją skupienia wiązki laserowej. W zestawie soczewek tej głowicy jest usytuowana soczewka odbijająca ze zmienną krzywizną i jest ona połączona ze stożkiem soczewki w trybie dopasowania mechanicznego. Ta oscylacyjna głowica do cięcia laserowego z regulacją skupienia wiązki laserowej może szybko przemieścić ognisko wiązki laserowej w zależności od różnych wymagań obróbki laserem, a także może automatycznie odchylić głowicę w celu wykonania trapezowego kształtu spoiny o wysokiej jakości z wysoką wydajnością. Kolejny chiński wzór użytkowy CN202028872U ujawnia głowicę do cięcia laserowego z soczewką do ustawiania ostrości z mocowaniem w rodzaju szuflady. Ta głowica do cięcia laserowego charakteryzuje się tym, że w obudowie soczewki jest osadzony pierścień dociskowy, soczewka do zmiany ostrości jest umieszczona w niewielkiej szufladzie soczewki, a ta niewielka szuflada jest umieszczona w środku głowicy laserowej. Dokument CN102497952B ujawnia głowicę do cięcia laserowego, która zawiera kamerę z systemem soczewek obrazujących umieszczonych z przodu wspomnianej kamery na drodze wiązki laserowej w celu obserwacji obszaru obróbki przedmiotu obrabianego, z układem soczewek do ogniskowania roboczej wiązki laserowej na powierzchni przedmiotu obrabianego lub na obszarze określonym w odniesieniu do powierzchni przedmiotu obrabianego, oraz z jednostką analizującą, która jest przeznaczona do obliczania korekcji przesunięć za pomocą dostosowania ustawienia systemu soczewek obrazujących w kierunku osi optycznej w celu zmiany ogniskowania obrazu kamery. Dokument WO2011004084A1 ujawnia głowicę do ogniskowania promienia lasera, zawierającą główny korpus z wnęką zaprojektowaną do przyjęcia kasety z soczewką skupiającą. Układ mocowania zawiera co najmniej jedną ruchomą krzywkę blokującą umieszczoną w kasecie i co najmniej jeden pierwszy zamek popychacza umieszczony w głównym korpusie. Zamek krzywkowy może przemieszczać się pomiędzy co najmniej jednym położeniem mocowania, w którym ruchoma krzywka mechanicznie łączy się co najmniej z popychaczem pierwszej krzywki w celu zamocowania kasety wewnątrz zagłębienia wspomnianego głównego korpusu. Dokument CN102039490A ujawnia głowicę do cięcia laserowego, która zawiera bazę, złącze, ogniskujący element lustrzany, głowicę kondensatora i dyszę nadmuchową, a ponadto zawiera mechanizm zabezpieczający przed zderzeniem, mechanizm automatycznej regulacji ostrości i pierścień chłodzenia wodnego. Ogniskujący element lustrzany zawiera pierwsze wgłębienie lustrzane i drugie wgłębienie lustrzane, zaopatrzone w podstawy luster typu wysuwanego. Głowica robocza jest wyposażona w podwójne podstawy lustra, a 5-calowe lustro skupiające lub 7,5 calowe lustro skupiające mogą być instalowane ręcznie. Głowica tnąca ma funkcję automatycznego ustawiania ostrości, a może być tak zaprogramowana, aby dostosowywała pozycję ostrości. W dokumencie CN202726322U ujawniono głowicę do cięcia laserowego, w której używana jest śruba regulacyjna do regulacji środka soczewki, jednak w tym rozwiązaniu nie ujawniono możliwości przesuwu soczewki bądź układu optycznego zarówno wzdłuż jak i w poprzek osi optycznej. W dokumencie CN203448868U ujawniono ręcznie regulowaną głowicę do cięcia laserowego, w której usytuowana jest ruchoma osłona układu optycznego. W dokumencie CN204035787U ujawniono głowicę do cięcia laserowego z pokrętłami regulacyjnymi do regulacji ogniskowania promienia laserowego. W tym dokumencie nie ujawniono jednak możliwości regulacji położenia układu optycznego względem źródła światła laserowego wzdłuż i w poprzek osi optycznej układu. W dokumencie CN201231376Y ujawniono mechanizm do regulacji ogniskowania promienia laserowego. W dokumencie US2014285900 A1 ujawniono głowicę do cięcia laserowego z układem do przemieszczania układu optycznego względem promienia laserowego. Najbliższym stanem techniki jest dokument JP2015193033 A. W dokumencie tym ujawniona została głowica do cięcia laserowego oraz wycinarka zawierająca tą głowicę, charakteryzująca się tym, że korpus głowicy zawiera ruchome części, które są względem siebie przesuwne tak aby uzyskać zmienne położenie źródła światła laserowego, lub dyszy, lub układu optycznego. W tym rozwiązaniu nie ujawniono jednak aby układ optyczny i źródło światła laserowego były przesuwne względem siebie, a jedynie część korpusu związana z dyszą jest przesuwna względem źródła światła laserowego i względem układu optycznego. Wszystkie przedstawione rozwiązania zawierają elementy ruchome

PL 230 053 B1 układu optycznego wewnątrz głowicy do cięcia laserowego. Takie elementy ruchome w trakcie przemieszczania powodują zużywanie się kontaktujących się ze sobą elementów, a co za tym idzie, powodują powstawanie zanieczyszczeń w postaci pyłu bądź drobinek startego materiału, który z czasem osadza się co raz intensywniej na elementach układu optycznego. Jeżeli elementy układu optycznego są wymienne, wymiana takich elementów może dodatkowo powodować dostawanie się zanieczyszczeń z zewnątrz do układu optycznego. Takie zanieczyszczenia powodują rozpraszanie wiązki laserowej bądź zakłócają jego przebieg, co ma bardzo duży wpływ na ogniskowanie wiązki laserowej w pożądanym miejscu. Brak właściwego ogniskowania wiązki laserowej na powierzchni obrabianego przedmiotu powoduje spadek mocy efektywnej potrzebnej do cięcia przedmiotu, spowolnienie procesu cięcia oraz spadek jakości cięcia uwidaczniający się bardziej nierównymi krawędziami i/lub podtopieniami bądź zadziorami na obrabianych krawędziach. Największy problem z zabrudzeniami czy efekt tych zabrudzeń to jest tzw. „focus shift”, czyli przesunięcie ogniskowania wiązki laserowej. Wiązka laserowa zamiast przechodzić przez układ optyczny bez zakłóceń zostaje absorbowana przez zabrudzenia na optyce co powoduje rozgrzewanie się optyki, w tym nierównomierne. Powoduje to zmianę geometrii optyki i przesunięcie miejsca ogniskowania oraz pogorszenie się parametrów wiązki. Co więcej nagrzewanie się optyki powoduje także powstawanie nad rozgrzaną soczewką dodatkowej niepożądanej soczewki termicznej lub inaczej zakłóceń czyli rozgrzany gaz nad soczewką także negatywnie wpływa na jakość wiązki. Czym wyższa moc tym bardziej wrażliwa jest soczewka na zabrudzenia, tym większy ma wpływ na proces cięcia. Czystość optyki to najbardziej krytyczny parametr. Dlatego celem niniejszego wynalazku jest udostępnienie głowicy do cięcia laserowego, która ogranicza bądź eliminuje wspomniane wady znanych głowic do cięcia laserowego, w szczególności głowicy do cięcia laserowego elementów metalowych, jak również wycinarki laserowej zawierającej taką głowicę.

Istotą wynalazku jest głowica do cięcia laserowego zawierająca korpus, źródło światła laserowego usytuowane na pierwszym końcu korpusu, dyszę usytuowaną na drugim końcu korpusu układ optyczny usytuowany wewnątrz korpusu, pomiędzy źródłem światła laserowego i dyszą, w taki sposób, że podczas eksploatacji wiązka laserowa przechodzi od źródła światła laserowego poprzez układ optyczny a następnie przez dyszę. Zgodna z wynalazkiem głowica do cięcia laserowego charakteryzuje się tym, że korpus zawiera co najmniej dwie części korpusu, które są przesuwne względem siebie wzdłuż i w poprzek osi optycznej korpusu w taki sposób, że dzięki ich wzajemnemu przemieszczeniu może zostać zmienione położenie względem siebie źródła światła laserowego i/lub dyszy i/lub układu optycznego tak, że podczas użytkowania może zostać zmieniona geometria wiązki laserowej wewnątrz korpusu w celu uzyskania pożądanych parametrów ogniskowania wiązki laserowej na powierzchni obrabianego przedmiotu, przy czym co najmniej pierwsza część korpusu jest połączona z drugą częścią korpusu za pomocą elastycznego pustego w środku członu osłaniającego. Pierwsza część korpusu może być związana ze źródłem światła laserowego a druga część korpusu może być związana z dyszą, przy czym pierwsza część korpusu jest przesuwna względem drugiej części korpusu wzdłuż i w poprzek osi optycznej głowicy w taki sposób, że zapewniony jest co najmniej zakres ruchu pierwszej części korpusu względem drugiej części korpusu, wymagany w celu osiągnięcia pożądanych parametrów ogniskowania wiązki laserowej na powierzchni obrabianego przedmiotu. Wzajemne przesuwanie i dokładne pozycjonowanie sąsiednich części korpusu odbywa się za pomocą przesuwnych względem siebie środków sprzęgających. Przesuwane mogą być jednocześnie dwie, trzy bądź wiele części korpusu względem siebie. Precyzyjny ruch przesuwny sąsiadujących części korpusu może być zapewniony poprzez jakikolwiek odpowiedni silnik, taki jak np. silnik krokowy sterowany poprzez układ sterowania. Korzystnie, elastyczny pusty w środku człon osłaniający jest wykonany w postaci rękawa bądź mieszka i ma zamknięty szczelny płaszcz zewnętrzny oraz pierwszy otwór z pierwszym obrzeżem przytwierdzonym szczelnie do pierwszej części korpusu, przeciwległej do części związanej ze źródłem światła laserowego, i drugi otwór z drugim obrzeżem przytwierdzonym szczelnie do drugiej części korpusu, związanej z dyszą, w taki sposób, że podczas eksploatacji pierwsza część korpusu może być przesuwana względem drugiej części korpusu wzdłuż i w poprzek osi optycznej głowicy z zapewnieniem szczelności względem otoczenia przestrzeni wewnętrznej głowicy pomiędzy źródłem światła laserowego i pierwszym elementem układu optycznego, patrząc od strony źródła światła laserowego. Wewnątrz przestrzeni wewnętrznej głowicy jest brak ruchomych elementów, które poprzez tarcie względem siebie mogłyby wytwarzać drobinki zanieczyszczeń. Wspomniany mieszek nie generuje tarcia i nie wywołuje żadnych zabrudzeń. Ponadto wspomniany mieszek jest również elastyczny w kierunku poprzecznym do osi optycznej głowicy i umożliwia ruch sąsiadujących części korpusu w kierunku poprzecznym do osi optycznej głowicy. Elastyczny, pusty w środku człon osłaniający podczas przesuwania względem siebie

PL 230 053 B1 sąsiadujących części korpusu jest odkształcany, np. poprzez większe lub mniejsze wybrzuszenie w kierunku prostopadłym do osi optycznej głowicy. Taka konstrukcja głowicy zapewnia brak elementów ruchomych wewnątrz głowicy, co zapewnia brak tarcia pomiędzy elementami i brak powstawania zanieczyszczeń w szczelnie zamkniętej przestrzeni wewnętrznej głowicy pomiędzy źródłem światła laserowego i pierwszym elementem układu optycznego, patrząc od strony źródła światła laserowego. Elastyczny pusty w środku człon osłaniający może być wykonany z dowolnego elastycznego materiału, który podczas odkształcania nie powoduje powstawania zanieczyszczeń, np. z tworzywa sztucznego bądź z gumy. Elastyczny pusty w środku człon osłaniający może być również wykonany jako mieszek składany harmonijkowo. W takim przypadku elementy tego harmonijkowego mieszka mogą być wykonane jako zasadniczo sztywne, które są połączone elastycznymi łącznikami zapewniającymi szczelność. Konstrukcje tego rodzaju mieszków są znane i nie wymagają dokładniejszego wyjaśnienia. Układ optyczny może składać się z jednego lub z wielu elementów optycznych w postaci soczewek optycznych, czyli brył o zakrzywionej co najmniej jednej powierzchni granicznej, wykonanych z przezroczystego materiału, służących do skupiania lub rozpraszania wiązki światła dzięki wykorzystaniu zjawiska jego załamania na granicy ośrodków, osadzonych centralnie i prostopadle względem osi optycznej głowicy wewnątrz jednej i/lub wielu części korpusu. Korzystnie, co najmniej dwa elementy układu optycznego są usytuowane każdorazowo w oddzielnych częściach korpusu. Korzystnie, elementy optyczne są na swoim obwodzie osadzone szczelnie na powierzchni wewnętrznej odpowiedniej części korpusu. Korzystnie, co najmniej druga część korpusu zawiera ponadto przyłącze do podłączenia przewodu sprężonego gazu, np. tlenu, argonu bądź azotu, oraz co najmniej jeden otwór w płaszczu drugiej części korpusu, związany szczelnie ze wspomnianym przyłączem, usytuowany w taki sposób, że podczas eksploatacji strumień sprężonego gazu zapobiega osadzaniu się zanieczyszczeń na powierzchni pierwszego elementu układu optycznego bądź szkła ochronnego, patrząc od strony dyszy, a następnie wydostaje się przez dyszę na zewnątrz głowicy w kierunku osi optycznej głowicy. Głowica może zawierać 3, 4 lub wiele części korpusów połączonych mieszkami jak opisano powyżej i ruchomych względem siebie zarówno względem osi wzdłużnej jak i osi poprzecznej głowicy w taki sposób, że podczas eksploatacji strumień sprężonego gazu kierowany jest bezpośrednio bądź pośrednio, np. po odbiciu od powierzchni wewnętrznej drugiej części korpusu, na powierzchnię pierwszego elementu układu optycznego, patrząc od strony dyszy, a następnie wydostaje się przez dyszę na zewnątrz głowicy w kierunk u osi optycznej głowicy. Pierwszym elementem układu optycznego może być przezroczysta osłona. Korzystnie, wspomniana przezroczysta osłona może być wykonana ze szkła, np. ze szkła kwarcowego bądź szkła ołowiowego i może być wymienna. Korzystnie, dysza jest wykonana jako wymienna i może być połączona rozłącznie z drugą częścią korpusu, z możliwością centrowania bądź przemieszczania prostopadle względem osi optycznej głowicy i/lub wzdłuż osi optycznej głowicy. Podczas eksploatacji dysza może być wymieniana automatycznie na dyszę o innych parametrach, w szczególności o innych wymiarach otworu dyszy i/lub innej długości dyszy wzdłuż osi optycznej głowicy. Automatyczna wymiana dyszy może przebiegać w ten sposób, że dysza jest połączona z drugą częścią korpusu głowicy za pomocą szybkozłącza, a wymiana dysz może odbywać się po przemieszczeniu głowicy do miejsca poza obszarem roboczym lub w obszarze roboczym, gdzie w swoich gniazdach znajdują się odpowiednio pozycjonowane dysze o innych parametrach. W razie potrzeby poruszana przez układ sterowania głowica może automatycznie pozostawić dotychczasową dyszę w wolnym gnieździe i może podjąć dyszę o innych parametrach. Korzystnie głowica zawiera mocowania niezbędne do jej przyłączenia do wycinarki laserowej w celu przemieszczania i pozycjonowania głowicy wzdłuż osi układu odniesienia. To przemieszczanie i pozycjonowanie głowicy odbywa się za pomocą układu mechanicznego sterowanego poprzez programowany numerycznie układ sterowania z panelem użytkownika do wprowadzania danych. Takie układy mechaniczne są znane i nie będą tutaj dokładniej opisywane. Centrowanie dyszy względem osi optycznej głowicy odbywa się poprzez unieruchomienie co najmniej dyszy względem osi układu odniesienia i przemieszczanie względem tej osi układu odniesienia co najmniej tej części korpusu, do której jest przymocowana przesuwnie dysza i/lub przemieszczanie źródła światła laserowego względem układu optycznego i/lub względem dyszy.

Istotą wynalazku jest również wycinarka laserowa zawierająca głowicę do cięcia laserowego z opisanymi powyżej cechami charakterystycznymi. Wycinarki laserowe jako takie są znane w stanie techniki i nie ma konieczności ich dokładniejszego opisywania w tym miejscu. Korzystnie, centrowanie dyszy względem osi optycznej głowicy odbywa się poprzez unieruchomienie dyszy względem osi układu odniesienia i przemieszczanie względem osi układu odniesienia tej części korpusu, do której jest przymocowana

PL 230 053 B1 przesuwnie dysza, lub innej części korpusu, za pomocą jednego lub większej liczby napędów wycinarki laserowej, odpowiedzialnych za ruch głowicy w jednej lub wielu osiach układu odniesienia.

Wynalazek objaśniony jest bliżej w przykładzie wykonania i na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schematycznie widok perspektywiczny głowicy do cięcia laserowego,

Fig. 2 przedstawia schematycznie przekrój wzdłużny głowicy do cięcia laserowego, ukazujący przebieg wiązki laserowej przez układ optyczny w położeniu braku skupienia wiązki laserowej na powierzchni obrabianego przedmiotu,

Fig. 3 przedstawia schematycznie fragment przekroju wzdłużnego dyszy głowicy do cięcia laserowego, ukazujący przebieg wiązki laserowej przez układ optyczny w położeniu skupienia wiązki laserowej na powierzchni obrabianego przedmiotu,

Fig. 4 przedstawia schematycznie widok perspektywiczny wymiennej dyszy, uwidaczniający jej złącze,

Fig. 5 przedstawia schematycznie widok z góry wycinarki laserowej zawierającej zgodną z wynalazkiem głowicę,

Fig. 6 przedstawia schematycznie widok z przodu wycinarki laserowej zawierającej zgodną z wynalazkiem głowicę,

Fig. 7 schematycznie widok z boku wycinarki laserowej zawierającej zgodną z wynalazkiem głowicę,

Fig. 1 i fig. 2 przedstawiają odpowiednio w widoku perspektywicznym i w przekroju głowicę 1 do cięcia laserowego zawierającą źródło 3 światła laserowego połączone ze światłowodem 2, usytuowane na pierwszym końcu 4 korpusu 5, dyszę 6 usytuowaną na drugim końcu 7 korpusu 5, układ optyczny 8 usytuowany wewnątrz korpusu 5 pomiędzy źródłem 3 światła laserowego i dyszą 6 w taki sposób, że podczas eksploatacji wiązka laserowa 9 przechodzi od źródła 3 światła laserowego poprzez układ optyczny 8, a następnie przez dyszę 6. Korpus 5 zawiera pierwszą część 10 korpusu 5 związaną ze źródłem 3 światła laserowego oraz drugą część 11 korpusu 5 związaną z układem optycznym 8 i dyszą 6. Pierwsza część 10 korpusu 5 jest przesuwna względem drugiej części 11 korpusu 5 wzdłuż i w poprzek osi optycznej 12 głowicy 1 w taki sposób, że zapewniony jest zakres ruchu pierwszej części 10 korpusu 5 względem drugiej części 11 korpusu 5, wymagany w celu regulacji ogniskowania wiązki laserowej 9 na powierzchni obrabianego przedmiotu 27. Pierwsza część 10 korpusu 5 jest połączona z drugą częścią 11 korpusu 5 za pomocą elastycznego pustego w środku członu osłaniającego 13 w postaci mieszka. Mieszek 13 ma zamknięty szczelny płaszcz zewnętrzny 14 oraz pierwszy otwór 15 z pierwszym obrzeżem 16 przytwierdzonym szczelnie do pierwszej części 10 korpusu 5, przeciwległej do części związanej ze źródłem światła laserowego 3, i drugi otwór 17 z drugim obrzeżem 18 przytwierdzonym szczelnie do drugiej części 11 korpusu 5, związanej z układem optycznym 8 i dyszą 6, w taki sposób, że podczas eksploatacji pierwsza część 10 korpusu 5 może być przesuwana względem drugiej części 11 korpusu 5 wzdłuż i w poprzek osi optycznej 12 głowicy 1 z zapewnieniem szczelności względem otoczenia przestrzeni wewnętrznej 19 głowicy 1 pomiędzy źródłem światła laserowego 3 i pierwszym elementem układu optycznego 8, patrząc od strony źródła światła laserowego 3, i z zapewnieniem braku elementów ruchomych w trakcie eksploatacji wewnątrz przestrzeni wewnętrznej 19 głowicy. Źródło światła laserowego 3 jest wykonane w postaci tzw. „fiber end”, do którego światło laserowe jest dostarczane z zewnątrz głowicy 1 za pomocą światłowodu 2. Wszystkie elementy układu optycznego 8 są nieruchome względem siebie i względem drugiej części 11 korpusu 5. Druga część 11 korpusu 5 zawiera ponadto przyłącze 20 do podłączenia przewodu 21 sprężonego gazu oraz otwór 22 w drugiej części 11 korpusu 5, związany szczelnie ze wspomnianym przyłączem 20. Otwór 22 jest usytuowany w taki sposób, że podczas eksploatacji strumień sprężonego gazu kierowany jest na powierzchnię pierwszego elementu 23 układu optycznego 8, patrząc od strony dyszy 6, a następnie wydostaje się przez dyszę 6 na zewnątrz głowicy 1 w kierunku osi optycznej 12 głowicy 1. Takie usytuowanie otworu 22 zapewnia chłodzenie układu optycznego 8 oraz zapobiega osadzaniu się zanieczyszczeń na powierzchni pierwszego elementu układu optycznego 8, patrząc od strony dyszy 6. Dysza 6 jest wykonana jako wymienna i jest połączona rozłącznie i szczelnie z drugą częścią 11 korpusu 5, z możliwością centrowania względem osi optycznej 12 głowicy 1, a podczas eksploatacji, w celu umożliwienia właściwego ogniskowania wiązki laserowej 9 na powierzchni obrabianego przedmiotu 27 oraz w celu umożliwienia uzyskania optymalnych parametrów strumienia gazu penetrującego obrabiany materiał 27, dotyczących średnicy otworu 24 dyszy 6 i odległości 28 końcówki dyszy 6 od obrabianego przedmiotu 27, uwidocznionych na Fig. 3, może być wymieniana automatycznie na dyszę 6 o innych parametrach, w szczególności o innych wymiarach otworu 24 dyszy 6 i innej długości 29 dyszy 6 wzdłuż osi optycznej 12 głowicy 1. Fig. 4 przedstawia

PL 230 053 B1 widok perspektywiczny wymiennej dyszy 6 ukazujący złącze 30 dyszy 6. Głowica 1 zawiera mocowania 25, pokazane schematycznie na Fig. 5, niezbędne do jej przyłączenia do wycinarki laserowej 26 w celu przemieszczania i pozycjonowania głowicy 1.

Fig. 5 przedstawia schematycznie widok perspektywiczny wycinarki laserowej 26 z głowicą 1 przedstawioną na fig. 1-4 i opisaną powyżej. Na fig. 5, fig. 6 i fig. 7 przedstawiono schematycznie odpowiednio widok z góry, widok z przodu i widok z boku wycinarki laserowej (patrząc od strony głowicy 1), ukazujący możliwe kierunki ruchu głowicy 1 (bądź prowadnic wycinarki laserowej), oznaczone strzałkami. Głowica 1 może być np. ustawiona tak, że promień laserowy jest skierowany na powierzchnię obrabianego przedmiotu 27 pod pewnym kątem. Wycinarka laserowa 26 dzięki zastosowaniu wyżej opisanej zgodnej z wynalazkiem głowicy 1 zapewnia szybszy i bardziej precyzyjny proces cięcia obrabianego przedmiotu 27 z bardziej gładką i czystą powierzchnią cięcia w porównaniu do wycinarek laserowych znanych ze stanu techniki, dzięki czemu zbędna jest dalsza obróbka wykańczająca obrabianego przedmiotu 27. Zaletą zgodnego z wynalazkiem rozwiązania jest również węższa szczelina cięcia i mniejsza strefa wpływu ciepła w porównaniu do wycinarek laserowych znanych ze stanu techniki.

Claims

1. Głowica (1) do cięcia laserowego zawierająca korpus (5), źródło (3) światła laserowego usytuowane na pierwszym końcu (4) korpusu (5), dyszę (6) usytuowaną na drugim końcu (7) korpusu (5), układ optyczny usytuowany wewnątrz korpusu (5) pomiędzy źródłem (3) światła laserowego i dyszą (6) w taki sposób, że podczas eksploatacji wiązka laserowa (9) przechodzi od źródła (3) światła laserowego poprzez układ optyczny (8), a następnie przez dyszę (6), znamienna tym, że korpus (5) zawiera co najmniej dwie części (10, 11) korpusu (5), które są przesuwne względem siebie wzdłuż i w poprzek osi optycznej korpusu (5) w taki sposób, że dzięki ich wzajemnemu przemieszczeniu może zostać zmienione położenie względem siebie źródła (3) światła laserowego i/lub dyszy (6) i/lub układu optycznego (8) tak, że podczas użytkowania może zostać zmieniona geometria wiązki laserowej (9) wewnątrz korpusu (5) w celu uzyskania pożądanych parametrów ogniskowania wiązki laserowej na powierzchni obrabianego przedmiotu (27), przy czym co najmniej pierwsza część (10) korpusu (5) jest połączona z drugą częścią (11) korpusu (5) za pomocą elastycznego pustego w środku członu osłaniającego (13).

2. Głowica (1) według zastrz. 1, znamienna tym, że pierwsza część (10) korpusu (5) jest związana ze źródłem (3) światła laserowego a druga część (11) korpusu (5) jest związana z dyszą (6), przy czym pierwsza część (10) korpusu (5) jest przesuwna względem drugiej części (11) korpusu (5) wzdłuż i w poprzek osi optycznej (12) głowicy (1) w taki sposób, że zapewniony jest zakres ruchu pierwszej części (10) korpusu (5) względem drugiej części (11) korpusu (5), wymagany w celu osiągnięcia pożądanych parametrów ogniskowania wiązki laserowej (9) na powierzchni obrabianego przedmiotu (27).

3. Głowica (1) według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że elastyczny pusty w środku człon osłaniający (13) ma zamknięty szczelny płaszcz zewnętrzny (14) oraz pierwszy otwór (15) z pierwszym obrzeżem (16) przytwierdzonym szczelnie do pierwszej części (10) korpusu (5), przeciwległej do części związanej ze źródłem (3) światła laserowego, i drugi otwór (17) z drugim obrzeżem (18) przytwierdzonym szczelnie do drugiej części (11) korpusu (5), związanej z dyszą (6), w taki sposób, że podczas eksploatacji pierwsza część (10) korpusu (5) może być przesuwana względem drugiej części (11) korpusu (5) wzdłuż i w poprzek osi optycznej (12) głowicy (1) z zapewnieniem szczelności względem otoczenia przestrzeni wewnętrznej (19) głowicy (1) pomiędzy źródłem (3) światła laserowego i pierwszym elementem układu optycznego (8), patrząc od strony źródła (3) światła laserowego.

4. Głowica (1) według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że elastyczny, pusty w środku człon osłaniający (13) jest wykonany w postaci elastycznego mieszka (13).

5. Głowica (1) według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że co najmniej dwa elementy układu optycznego (8) są usytuowane każdorazowo w oddzielnych częściach (10, 11) korpusu (5).

PL 230 053 B1

6. Głowica (1) według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że druga część (11) korpusu (5) zawiera ponadto przyłącze (20) do podłączenia przewodu (21) sprężonego gazu oraz co najmniej jeden otwór (22) w drugiej części (11) korpusu (5), związany szczelnie ze wspomnianym przyłączem (20), usytuowany w taki sposób, że podczas eksploatacji strumień sprężonego gazu zapobiega osadzaniu się zanieczyszczeń na powierzchni pierwszego elementu (23) układu optycznego (8) bądź szkła ochronnego, patrząc od strony dyszy (6), a następnie wydostaje się przez dyszę (6) na zewnątrz głowicy (1) w kierunku osi optycznej (12) głowicy (1).

7. Głowica (1) według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że dysza (6) jest wykonana jako wymienna.

8. Głowica według zastrz. 7, znamienna tym, że dysza (6) jest połączona rozłącznie z drugą częścią (11) korpusu (5), z możliwością centrowania bądź przemieszczania prostopadle względem osi optycznej (12) głowicy (1) i/lub wzdłuż osi optycznej głowicy (1), a podczas eksploatacji może być wymieniana automatycznie na dyszę (6) o innych parametrach, w szczególności o innych wymiarach otworu (24) dyszy (6) i innej długości (25) dyszy wzdłuż osi optycznej (12) głowicy (1 ).

9. Głowica (1) według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienna tym, że zawiera mocowania (25) niezbędne do jej przyłączenia do wycinarki laserowej w celu przemieszczania i pozycjonowania głowicy (1) wzdłuż osi układu odniesienia (X, Y, Z).

10. Głowica (1) według zastrz. 8, znamienna tym, że centrowanie dyszy (6) względem osi optycznej (12) głowicy (1) odbywa się poprzez unieruchomienie co najmniej dyszy (6) względem osi układu odniesienia (X,Y,Z) i przemieszczanie względem tej osi układu odniesienia (X, Y, Z) co najmniej tej części korpusu (5), do której jest przymocowana przesuwnie dysza (6) i/lub przemieszczanie źródła (3) światła laserowego względem układu optycznego (8) i/lub względem dyszy (6).

11. Wycinarka laserowa (26) zawierająca głowicę (1) do cięcia laserowego według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń.

12. Głowica (1) według zastrz. 8, znamienna tym, że centrowanie dyszy (6) względem osi optycznej (12) głowicy (1) odbywa się poprzez unieruchomienie dyszy (6) względem osi (X, Y, Z) i przemieszczanie względem osi (X, Y, Z) tej części korpusu (5), do której jest przymocowana przesuwnie dysza (6), lub innej części korpusu (5), za pomocą jednego lub większej liczby napędów wycinarki laserowej (26) odpowiedzialnych za ruch głowicy (1) w jednej lub wielu osiach X,Y,Z.