RU180968U1 - Узел удаления газообразных продуктов для стола лазерной резки - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области удаления газообразных продуктов при лазерной обработке и может быть использована при лазерной резке органических листовых материалов. Технический результат - упрощение конструкции. Достигается тем, что узел удаления газообразных продуктов лазерной резки содержит набор параллельных коробов, размещенных под обрабатываемым материалом, снабженный средством откачки воздуха из них, и дополнительно установленную форсунку для поочередной подачи сжатого воздуха в короба с их противоположной стороны от размещения средства откачки воздуха, при этом производительность средства откачки воздуха из коробов больше, чем производительность источника сжатого воздуха для форсунки. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к области лазерной обработки и может быть использована для удаления газообразных продуктов, возникающих при лазерной резке органических листовых материалов.

Из уровня техники известна установка для лазерной обработки (RU 75601, В23К 26/08 (2006.01), опубликовано 20.08.2008 [1]). Снабжение установки средством подачи сжатого воздуха в зону резки обеспечивает удаление, и тем самым исключение возможности воспламенения под действием лазерного излучения газообразных продуктов, возникающих в процессе резки таких материалов как пластик или дерево. Средство подачи сжатого воздуха в зону резки выполнено в виде двух форсунок, установленных по обеим сторонам зоны обработки с возможностью их перемещения по одной из координат синхронно с резательной головкой. В этом случае включается та форсунка, которая находится ближе к зоне реза. Это позволяет уменьшить расход потребного воздуха для удаления газообразных продуктов, возникающих в процессе обработки, поскольку интенсивность воздушного факела быстро уменьшается в зависимости от расстояния от форсунки. При этом форсунки должны перемещаться синхронно с резательной головкой, чтобы поток воздуха был направлен в зону резки.

Недостатком известной установки является существенное ухудшение удаления газообразных продуктов лазерной резки на большом расстоянии от края обрабатываемого листа вследствие расширения струи сжатого воздуха и снижения скорости потока газа, несмотря на наличие форсунок с обеих сторон стола. В результате возможно воспламенение накопившихся газообразных продуктов лазерной резки, вызывающее необратимую термическую деформацию и даже возгорание обрабатываемого органического листового материала.

Из уровня техники известен стол для термической резки листового материала (RU 2325251, В23К 7/10, опубликовано 27.05.2008 [2]) в котором одновременно с порталом, включающим в себя лазерный резак, перемещается устройство для удаления газообразных и твердых отходов лазерной резки. Устройство для удаления газообразных и твердых отходов резки снабжено приводом и включает размещенную под решеткой емкость для сбора твердых отходов обработки, помещенную с зазором в открытый сверху кожух, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельно боковым стенкам рамы, при этом днище кожуха снабжено по меньшей мере одним щелевым патрубком, параллельным боковым стенкам рамы и входящим в щелевой паз воздуховода.

В известном столе для термической резки эффективно осуществляется удаление продуктов лазерной обработки при сравнительно малых скоростях резки. При больших скоростях массивное устройство для удаления газообразных и твердых отходов не будет успевать за движением лазерного резака или потребует дорогостоящую и сложную систему синхронного перемещения.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является стол для термической резки листового металла (RU 105605, В23К 10/00, опубликовано 20.06.2011 [3]), который содержит устройство для удаления газообразных продуктов резки, выполненное в виде двух расположенных вдоль длинных сторон стола вентиляционных коробов с окнами, перекрытыми заслонками. Каждый короб на одном из торцов соединен с вентиляционным устройством через воздуховод. Стол разделен перегородками на вентилируемые секции, которые соединены с коробами отверстиями. Отверстия секций расположены напротив соответствующих окон с заслонками, выполненных на верхних стенках коробов и имеющих наклон порядка 30° в сторону стола. Кроме того, заслонки оборудованы рычажно-тяговыми узлами, имеющими ролик, неподвижно соединенными с каждой заслонкой и установленными на коробах напротив каждого отверстия. Открытие вентиляционных окон коробов осуществляется при наезде на ролики рычажно-тяговых узлов контактных лыж, закрепленных с двух сторон на машине термической резки.

В известном столе достаточно эффективно осуществляется удаление газообразных продуктов резки, что справедливо для малых скоростей лазерной обработки. При повышенных скоростях значительное количество взаимодействующих механических деталей приведет к ухудшению динамики стола, низкой надежности и повышенной шумности устройства.

Заявляемый в качестве полезной модели узел удаления газообразных продуктов лазерной резки направлен на упрощение конструкции.

Указанный результат достигается тем, что узел удаления газообразных продуктов лазерной резки содержит набор параллельных коробов, размещенных под обрабатываемым материалом, и средство откачки воздуха из них. При этом узел снабжен форсункой для поочередной подачи сжатого воздуха в короба с их противоположной стороны от размещения средства откачки воздуха и производительность средства откачки воздуха из коробов больше, чем производительность источника сжатого воздуха для форсунки.

Отличительными признаками предлагаемого узла являются:

- снабжение форсункой для поочередной подачи сжатого воздуха в короба с их противоположной стороны от размещения средства откачки воздуха.

- производительность средства откачки воздуха из коробов больше, чем производительность источника сжатого воздуха для форсунки.

Заявляемый узел удаления газообразных продуктов лазерной резки содержит одну форсунку для подачи сжатого воздуха, установленную с одной стороны зоны обработки, с возможностью перемещения по одной из координат, что существенно упрощает конструкцию стола. Струйное течение, образующееся на выходе из форсунки, направлено в короб и эффективно вовлекает за собой загрязненный воздух, образующийся в коробе в результате лазерной резки. Продольный короб, образованный вышеуказанным способом, изолирован от других таких же параллельных коробов, поэтому скорость воздуха остается в нем практически неизменной по всей его длине. Это позволяет эффективно использовать заявляемый узел удаления газообразных продуктов лазерной резки в том числе на столах с большими размерами рабочего поля, что делает его применение универсальным.

При этом целесообразно обеспечить производительность средства откачки воздуха из коробов больше, чем производительность источника сжатого воздуха для форсунки. В противном случае возможно постепенное накопление продуктов лазерной обработки в районе стола, их оседание на обрабатываемом материале и элементах лазерного оборудования, а также возгорание под действием лазерного излучения при накоплении и перемешивании с воздухом.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется примером ее реализации и чертежом, на котором показаны основные элементы системы и принцип работы (фиг. 1).

Узел содержит лазерный стол 1 с устанавливаемым на нем листом обрабатываемого материала 2, на котором схематично изображена вырезаемая деталь 3. Под листом 2 размещены короба 4, образованные с боков вертикальными металлическими пластинами 5, а снизу горизонтальным металлическим днищем 6, снабженные средством откачки воздуха из них 7 (показано стрелками). Над столом 1 установлена траверса 8, имеющая возможность программного перемещения в направлении, указанном стрелками 9, на которой закреплен резак 10, имеющий возможность перемещаться по траверсе в направлении, указанном стрелками 11. С противоположной стороны от размещения средства откачки воздуха 7 установлена форсунка 12 для поочередной подачи сжатого воздуха в короба, имеющая возможность перемещаться в направлении, указанном стрелками 13.

Узел работает следующим образом. Лазерный луч с помощью лазерного резака 10, установленного на траверсу 8 с возможностью программного перемещения по ней в направлениях, указанных стрелками 11, фокусируется на обрабатываемом листовом материале 2 и прорезает его насквозь. В свою очередь траверса 8 имеет возможность программно перемещаться относительно стола 1 с обрабатываемым материалом 2 в направлении, указанном стрелками 9. Оба этих программных перемещения, управляемые компьютером, позволяют вырезать лазером на листовом материале схематично показанную заготовку 3 заданной формы. При этом под обрабатываемым листовым материалом 2 скапливаются газообразные продукты лазерной обработки. В случае резки органических материалов, таких как пластики, древесина, фанера эти продукты при перемешивании с воздухом в определенных пропорциях образуют горючую смесь, которая может загореться под действием лазерного излучения. Кроме того, оседая на обрабатываемый материал, они вызывают его загрязнение. Для удаления газообразных продуктов лазерной обработки ниже листа обрабатываемого материала 2 установлена форсунка 12, струя воздуха из которой направляется в один из продольных коробов 4, образованный с боков вертикальными металлическими пластинами 5 (их расположение под обрабатываемым листовым материалом указано пунктиром), снизу горизонтальным металлическим днищем 6, а сверху листом обрабатываемого материала 2. Форсунка 12 в процессе лазерной обработки совершает возвратно-поступательные движения, показанные стрелками 13, поочередно направляя струю воздуха в каждый короб. Форсунка может приводиться в движение известными техническими средствами, например, управляемым пневмоцилиндром, электродвигателем, линейным электродвигателем и т.п. Струйное течение, образующееся на выходе из форсунки 12, эффективно вовлекает за собой загрязненный воздух, расположенный в коробе, выдувает его из зоны лазерного реза и продувает вплоть до выхода из короба, где он подхватывается средством для откачки воздуха, например, вытяжной вентиляцией, обозначенной стрелками 7. Каждый из продольных коробов 4, образованный вышеуказанным способом, практически изолирован от других таких же параллельных коробов и при сравнительно малой суммарной скорости протока не оказывает заметного сопротивления перемещению газа. Таким образом, короб может иметь значительную длину, по крайней мере, сравнимую с размерами стандартных листов для лазерной резки, определяющими необходимые размеры лазерных столов, при этом образованный форсункой поток воздуха внутри короба на всем его протяжении остается практически неизменным и эффективно способствует удалению продуктов лазерной обработки. Скорость возвратно-поступательного перемещения форсунки выбирается экспериментально такой, чтобы при проходе форсунки вдоль каждого короба загрязненный воздух, образовавшийся в нем в результате лазерной резки, был полностью удален из короба воздушным потоком.

Производительность средства откачки воздуха из коробов должна быть больше, чем производительность источника сжатого воздуха для форсунки. В противном случае возможно постепенное накопление продуктов лазерной обработки в районе стола, их оседание на обрабатываемом материале и элементах лазерного оборудования, а также возгорание под действием лазерного излучения при накоплении и перемешивании с воздухом.

Claims (1)

1. Узел удаления газообразных продуктов для стола лазерной резки, содержащий параллельно расположенные короба, образованные продольными вертикальными перегородками, а снизу горизонтальным металлическим днищем, выполненные со средством откачки воздуха из них, отличающийся тем, что он снабжен форсункой, выполненной с возможностью возвратно-поступательного движения для поочередной подачи сжатого воздуха в короба с их противоположной стороны от размещенного средства для откачки воздуха, производительность которого больше производительности источника сжатого воздуха для упомянутой форсунки.

Images