RU2002128627A - Способ и устройство для защиты от пыли в аппарате для лазерной обработки - Google Patents

Claims (40)

1. Способ защиты лазерного блока (2) от пыли в процессе лазерной обработки объекта (S), производимой в области (S′) обработки, содержащий следующие операции: установление в указанной области (S’) обработки давления, по существу равного давлению окружающей среды; создание в первой области (R1), находящейся между областью (S’) обработки и лазерным блоком (2), продольного потока газа, направленного к указанной области (S’) обработки; и подачу газа в указанную первую область (R1), находящуюся между областью (S’) обработки и лазерным блоком (2), осуществляемую одновременно с отводом газа из зоны, прилегающей к указанной области (S’) обработки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный продольный поток газа ускоряют в направлении указанной области (S’) обработки.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанная первая область (R1) расположена в пределах прохода (11) корпуса (8), который размещен между лазерным блоком (2) и областью (S’) обработки, причем этот проход (11) идет от входного отверстия (12) для лазерного излучения к выходному отверстию (13) для лазерного излучения упомянутого корпуса (8), при этом способ дополнительно содержит операцию подачи газа в указанный проход (11), осуществляемую одновременно с отводом газа из этого прохода, причем количество газа, подаваемого в указанный проход (11), примерно равно количеству газа, отводимого из этого прохода (11).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанный продольный поток газа создают по существу по всему поперечному сечению прохода (11) и направляют к выходному отверстию (13) для лазерного излучения.

5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит операцию формирования барьера давления во второй области (R2) прохода (11).

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанную вторую область (R2) создают между первой областью (R1) и лазерным блоком (2).

7. Способ по любому из пп.3-6, отличающийся тем, что газ подают в указанную первую область (R1) в виде по меньшей мере одной пары диаметрально противоположных входных потоков газа, которые взаимодействуют между собой с формированием указанного продольного потока газа, направленного к области (S’) обработки.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что указанные противоположные входные потоки газа на входе в проход (11) направляют по существу перпендикулярно продольной геометрической оси (L) прохода (11).

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что указанные противоположные входные потоки газа вместе полностью перекрывают поперечное сечение указанного прохода (11).

10. Способ по любому из пп.3-9, отличающийся тем, что он дополнительно содержит операцию создания отдельного периферийного потока газа, идущего вдоль периферийной части прохода (11) в первой области (R1), причем этот периферийный поток газа направлен к области (S’) обработки.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что для осуществления операции создания указанного периферийного потока газа формируют по меньшей мере одну газовую струю (J), которую направляют к области (S’) обработки.

12. Способ по любому из пп.3-11, отличающийся тем, что газ из области выходного отверстия (13) для лазерного излучения отводят предпочтительно по меньшей мере в двух диаметрально противоположных направлениях.

13. Способ по любому из пп.3-12, отличающийся тем, что он дополнительно содержит операцию создания в третьей области (R3) прохода (11) поперечного потока газа между противолежащими окнами (31, 32), которые выполнены на участках боковых стенок прохода (11).

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что указанную третью область (R3) формируют между первой областью (R1) и лазерным блоком (2).

15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что указанный поперечный поток газа полностью перекрывает поперечное сечение прохода (11).

16. Способ по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что указанный поперечный поток газа по существу перпендикулярен продольной геометрической оси (L) прохода (11).

17. Способ по любому из пп.13-16, отличающийся тем, что газ подают в проход (11) и отводят из этого прохода через указанные противолежащие окна (31, 32) по существу в одинаковых количествах.

18. Способ по любому из пп.3-17, отличающийся тем, что он дополнительно содержит операцию измерения давления, осуществляемую по меньшей мере в одном месте в пределах указанного корпуса (8), а также операцию регулирования отвода газа из указанного корпуса (8), производимую на основе измеренного давления.

19. Способ по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что давление в области (S’) обработки поддерживают в пределах ±1 кПа относительно величины давления окружающей среды.

20. Устройство для защиты от пыли, устанавливаемое в аппарате для лазерной обработки, скомпонованное с образованием прохода (11) от входного отверстия (12) для лазерного излучения к выходному отверстию (13) для лазерного излучения, который предназначен для передачи излучения от лазерного блока (2) к области (S’) обработки упомянутого аппарата, причем указанный проход (11) находится в сообщении с газорегулировочным блоком (7), которое обеспечивает передачу текучей среды, а указанный блок (7) выполнен управляемым с возможностью создания в первой области (R1), находящейся между указанным входным отверстием (12) и указанным выходным отверстием (13), продольного потока газа, направленного к этому выходному отверстию (13), а также с возможностью установления в области указанного выходного отверстия (13) давления, по существу равного давлению окружающей среды, при этом указанный блок (7) выполнен с возможностью одновременно подавать газ в указанный проход (11) и отводить газ из этого прохода по существу в равных количествах.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере одно выпускное окно (22, 23) для газа, выполненное на первом участке боковой стенки прохода (11), находящемся вблизи выходного отверстия (13) для лазерного излучения, и по меньшей мере одно впускное окно (16, 17) для газа, выполненное на втором участке боковой стенки, пространственно отделенным от указанного выходного отверстия (13), причем указанные выпускное и впускное окна (16, 17, 22, 23) сообщаются с газорегулировочным блоком (7), который выполнен управляемым для подачи газа по меньшей мере к одному указанному впускному окну (16, 17) и отвода газа по меньшей мере из одного указанного выпускного окна (22, 23).

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере одну пару впускных окон (16, 17) для газа, выполненных с возможностью формирования по меньшей мере одной пары диаметрально противоположных потоков газа, которые взаимодействуют между собой с формированием указанного продольного потока газа, направленного к выходному отверстию (13) для лазерного излучения.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что указанные противоположные потоки газа управляются с образованием барьера давления во второй области (R2), находящейся между первой областью (R1) и входным отверстием (12) для лазерного излучения, когда последнее связано с лазерным блоком (2).

24. Устройство по п.22 или 23, отличающееся тем, что указанные противоположные потоки газа на выходе из указанной пары впускных окон (16, 17) направлены по существу перпендикулярно продольной геометрической оси (L) прохода (11).

25. Устройство по любому из пп.22-24, отличающееся тем, что впускные окна (16, 17) для газа выполнены таким образом, что указанные противоположные потоки газа вместе полностью перекрывают поперечное сечение прохода (11), так что указанный продольный поток газа устанавливается по существу по всему поперечному сечению прохода (11).

26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что поперечное сечение прохода (11) имеет форму квадрата, а каждое из указанных впускных окон (16, 17) для газа проходит вдоль одной из соответствующих сторон этого квадрата.

27. Устройство по любому из пп.21-26, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере одну пару выпускных окон (22, 23) для газа, расположенных диаметрально противоположно друг другу вблизи выходного отверстия (13) для лазерного излучения.

28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что указанные выпускные окна (22, 23) расположены под наклоном к выходному отверстию (13) для лазерного излучения.

29. Устройство по п.27 или 28, отличающееся тем, что общая площадь указанных выпускных окон (22, 23), обращенных к указанному выходному отверстию (13), составляет примерно 2/3 от площади выходного отверстия (13).

30. Устройство по любому из пп.20-29, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере один датчик (37, 38) давления для получения показателей давления, месторасположение которого сообщается с проходом (11), при этом газорегулировочный блок (7) на основе показателей давления управляет отводом газа по меньшей мере через одно из указанных выпускных окон (22, 23).

31. Устройство по любому из пп.20-30, отличающееся тем, что поперечное сечение прохода (11) имеет некруговую форму по меньшей мере в указанной первой области(R1)

32. Устройство по любому из пп.20-31, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит формирующие струи отверстия (28), которые выполнены на третьем участке боковой стенки прохода (11), предпочтительно вблизи углов прохода, а газорегулировочный блок (7) выполнен с возможностью управляемой подачи газа через эти отверстия (28) для формирования газовых струй (J), направленных к выходному отверстию (13) для лазерного излучения, при этом форма и расположение каждого отверстия (28) обеспечивает создание периферийного потока газа вдоль периферийной части прохода (11) по меньшей мере в указанной первой области (R1).

33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что поперечное сечение прохода (11) имеет форму прямоугольника, предпочтительно квадрата, а по меньшей мере одно из формирующих струи отверстий (28) расположено в области угла указанного прямоугольника.

34. Устройство по любому из пп.20-33, отличающееся тем, что поперечное сечение прохода (11) уменьшается к выходному отверстию (13) для лазерного излучения по меньшей мере в указанной первой области (R1), так что указанный продольный поток газа ускоряется в направлении указанного выходного отверстия (13).

35. Устройство по любому из пп.20-34, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере одно впускное окно (31) для газа и по меньшей мере одно противолежащее выпускное окно (32) для газа, расположенные в третьей области (R3) прохода (11), а газорегулировочный блок (7) выполнен с возможностью управляемой подачи газа по меньшей мере к одному указанному впускному окну (31) и управляемого отвода газа по меньшей мере из одного указанного выпускного окна (32) для создания в указанной третьей области (R3) поперечного потока газа, по существу перпендикулярного продольной геометрической оси (L) прохода (11).

36. Устройство по п.35, отличающееся тем, что указанная третья область (R3) расположена между указанной первой областью (R1) и указанным входным отверстием (12) для лазерного излучения.

37. Устройство по п.35 или 36, отличающееся тем, что указанные впускное и выпускное окна (31, 32) выполнены таким образом, что указанный поперечный поток газа по существу полностью перекрывает поперечное сечение прохода (11).

38. Устройство по любому из пп.35-37, отличающееся тем, что указанный газорегулировочный блок (7) способен подавать газ к указанному впускному окну (31) и одновременно отводить газ из указанного выпускного окна (32) по существу в равных количествах.

39. Устройство по любому из пп.20-38, отличающееся тем, что газорегулировочный блок (7) способен поддерживать давление в области выходного отверстия (13) для лазерного излучения в пределах ±1 кПа относительно величины давления окружающей среды.

40. Аппарат для лазерной обработки, содержащий лазерный блок, направляющее устройство (5) для направления объекта (S) через область (S’) обработки, находящуюся вблизи указанного лазерного блока, и устройство для защиты от пыли, заявленное в любом из пп.20-39, причем это устройство для защиты от пыли расположено между указанным лазерным блоком (2) и указанным направляющим устройством (5).