RU1780962C

RU1780962C - Laser processing device focusing unit

Info

Publication number: RU1780962C
Application number: SU904880035A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Алексеевич Ивановский; Валерий Павлович Котляров; Юрий Александрович Сорокин; Владимир Петрович Царук
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции; Черкасское Научно-Производственное Объединение "Ротор"
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1992-12-15

Abstract

Использование: контурна лазерна установка . Сущность изобретени : фокусирующий узел отличаетс наличием полого конуса , прикрепленного к эксцентричной линзе большим основанием и содержащего на противоположной стороне калиброванное отверстие в сопле. Имеютс также газозаборные лопасти на его боковой поверхности , соединенные отверсти ми с внутренней полостью конуса. Последний окружен кожухом и снабжен патрубком дл подачи газа в объем, заключенный между стенками кожуха и конуса. Узел позвол ет вращать линзу в круговом сканирующем движении с одновременной подачей газа соосно линзе. Таким образом, обработка сканирующим лучом может сопровождатьс поддувом газа на всем прот жении операции . 1 ил. (/ СUsage: counter laser installation. SUMMARY OF THE INVENTION: The focusing assembly is characterized by the presence of a hollow cone attached to the eccentric lens with a large base and containing a calibrated hole in the nozzle on the opposite side. There are also gas intake blades on its lateral surface, connected by openings to the internal cavity of the cone. The latter is surrounded by a casing and is equipped with a pipe for supplying gas to the volume enclosed between the walls of the casing and the cone. The assembly allows the lens to rotate in a circular scanning motion while simultaneously supplying gas coaxially to the lens. Thus, scanning beam processing may be accompanied by gas injection throughout the operation. 1 ill. (/ WITH

Description

Изобретение относитс к лазерному технологическому оборудованию дл контурной резки, сварки и поверхностной обработки , выполн емым сфокусированным пучком лазерного излучени по кольцевым траектори м с соосной подачей газа, и может найти применение в различных обрабатывающих отрасл х промышленности.The invention relates to laser technological equipment for contour cutting, welding and surface treatment performed by a focused laser beam along circular paths with coaxial gas supply, and can be used in various manufacturing industries.

Известные конструкции фокусирующих . узлов дл обработки по контуру окружности при помощи вращающейс линзы характеризуютс низким достижимым уровнем качества обработки из-за трудности доставки газа соосно с пучком излучени .Famous focusing designs. nodes for processing along the circumference using a rotating lens are characterized by a low achievable level of processing quality due to the difficulty of delivering gas coaxially with the radiation beam.

Цель изобретени вл етс повышение качества обработки.The aim of the invention is to improve the quality of processing.

С этой целью конструкцию внесены следующие изменени : на линзовой оправе соосно линзе большим основанием закреплен полый конус, на меньшем основании которого установлено сопло с калиброванным отверстием, на наружной поверхности конуса выполнены газообразные лопасти, соединенные с его внутренней полостью каналами, причем на корпусе установлен кожух , охватывающий конус и имеющий патрубок дл подачи газа в полость между кожухом и конусом.For this purpose, the following changes were made to the design: a hollow cone is fixed on the lens barrel coaxially with the large base, a nozzle with a calibrated hole is mounted on the smaller base, gaseous blades are made on the outer surface of the cone, connected to its internal cavity by channels, and a casing is installed on the housing, a female cone and having a nozzle for supplying gas into the cavity between the casing and the cone.

На чертеже показан фокусирующий узел.The drawing shows a focusing unit.

Линза 1 установлена в оправе 2 эксцентрично оси корпуса 4 в подшипниках 3 с возможностью вращени от привода 5 через ременную передачу 14, установленного на корпусе. Соосно с линзой на ее оправе большим основанием закреплен полый конус 6, имеющий со стороны меньшего основани сопло 9 с калиброванным отверстием. На наружной боковой поверхности конуса изготовлены лопасти 8 дл забора окружаю со ОThe lens 1 is mounted in a frame 2 eccentrically to the axis of the housing 4 in the bearings 3 with the possibility of rotation from the actuator 5 through a belt drive 14 mounted on the housing. A hollow cone 6 is fixed coaxially with the lens on its frame with a large base, having a nozzle 9 with a calibrated hole on the side of the smaller base. On the outer side surface of the cone, blades 8 are made for the fence.

ЮYU

оabout

ЮYU

щего конус газа, причем они каналами 7 соединены с внутренней полостью конуса. На корпус узла устанавливаетс кожух 10, охватывающий конус 6 и имеющий на боковой стороне патрубок 11 дл подачи газа в полость кожуха.gas cone, and they are connected by channels 7 to the internal cavity of the cone. A casing 10 is installed on the body of the assembly, covering a cone 6 and having a pipe 11 on the lateral side for supplying gas to the cavity of the casing.

Фокусирующий узел работает следующим образом.The focusing unit operates as follows.

При помощи резьбового элемента корпус устанавливаетс на оптическую систему лазерной технологической установки соос- но с ее оптической осью. В соответствии с решаемой технологической задачей выбираетс фокусирующа линза и величина эксцентриситета ее смещени с оси оптической системы. Расчетным или экспериментальным путем устанавливаетс тип, расход и давление газа, необходимого дл реализации технологической операции, а также скорость вращени линзы при сканировании луча по круговой траектории. При помощи патрубка 11 полость кожуха присоедин етс к газовой магистрали, а давление в последней выбираетс на 0,5 эти меньше расчетного уровн (при количестве газоза- борных лопастей больше 8 и диаметре калиброванного отверсти в сопле 0,4 - 0,6 мм) дл обычных уровней скоростей вращени линзы 0,25 - 2 м/мин. Далее на столе установки размещаетс заготовка, включаетс привод вращени линзы, подача газа и излучатель установки. Газ из полости кожуха захватываетс газообразными лопаст ми и транспортируетс к соплу, что увеличивает давление в формируемой струе газа на 0,5 - 0.8 ати, причем стру соосна с пучком излучени на всем этапе обработки и совершает совместно с ним сканирующее движение по окружности. Процесс обработки вследствие этого позвол ет достичь желаемого уровн качества.By means of a threaded element, the housing is mounted on the optical system of the laser processing unit in alignment with its optical axis. In accordance with the technological task to be solved, a focusing lens and an eccentricity value of its displacement from the axis of the optical system are selected. The type, flow rate and pressure of the gas required to carry out the technological operation, as well as the speed of rotation of the lens when scanning the beam along a circular path, are established by calculation or experimentally. Using the pipe 11, the cavity of the casing is connected to the gas line, and the pressure in the latter is chosen to be 0.5 less than the calculated level (with the number of gas intake blades greater than 8 and the diameter of the calibrated hole in the nozzle 0.4-0.6 mm) normal levels of lens rotation speeds of 0.25 - 2 m / min. Next, a workpiece is placed on the installation table, the lens rotation drive, gas supply and installation emitter are turned on. Gas from the cavity of the casing is captured by gaseous blades and transported to the nozzle, which increases the pressure in the gas stream being formed by 0.5 - 0.8 ati, and the stream is coaxial with the radiation beam at the entire processing stage and together with it performs a scanning motion around the circle. The processing process therefore achieves the desired level of quality.

Фокусирующий узел использовали дл вырезки отверсти $ 20 мм в заготовке дисковой фрезы из сплава ВК8 толщиной 1 мм. Примен лась ЛТУ типа ГПЛТ - 250 - 400/500. Линза с фокусным рассто нием 100 мм устанавливалась с эксцентриситетом 10 мм, диаметр соплового отверсти 0,4 мм, газ - 02, давление в рабочей струе 2,5 ати, в магистрали - 2,0 ати. Скорость сканировани луча 1,5 м/мин (60 об/мин).A focusing assembly was used to cut a $ 20 mm hole in a 1 mm thick VK8 alloy disk cutter blank. An LTU of the type GPLT - 250 - 400/500 was used. A lens with a focal length of 100 mm was installed with an eccentricity of 10 mm, the diameter of the nozzle hole was 0.4 mm, gas was 02, the pressure in the working stream was 2.5 ati, and 2.0 ati in the line. A beam scanning speed of 1.5 m / min (60 rpm).

Качественные результаты обработки: врем вырезки одного отверсти - 2,5 с, шероховатость стенок реза - менее 6,3 мкм (без обдува кислородом скорость резки снизилась до 0,3 м/мин, а шероховатость возросла до 20 - 30 мкм). Расход газа - 0,15 мэ/ч.Qualitative results of processing: cutting time of one hole - 2.5 s, the roughness of the walls of the cut - less than 6.3 μm (without blowing with oxygen, the cutting speed decreased to 0.3 m / min, and the roughness increased to 20 - 30 μm). Gas consumption - 0.15 me / h.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A focusing assembly of a laser technological installation comprising a housing and an eccentric displacement and rotation about the axis of the lens in the frame, as well as a lens rotation drive located on the body, characterized in that, in order to improve the quality of processing on the frame a hollow cone is fixed coaxially with the lens with a large base, on the smaller base of which a nozzle with a calibrated hole is installed, gas intake blades are made on the outer surface of the cone, connected e with its inner cavity channels, wherein the housing is mounted on the housing and having a cone ohvatyavyuschy pipe for feeding gas into the cavity between the housing and the cone.

44