RU2017144105A

RU2017144105A - Головка для лазерной резки с регулируемым коллиматором, снабженным подвижными линзами для регулирования диаметра пучка и/или местоположения фокальной точки

Info

Publication number: RU2017144105A
Application number: RU2017144105A
Authority: RU
Inventors: Юрий ГРАПОВ; Феликс СТУКАЛИН; Никхит НАИР
Original assignee: АйПиДжи Фотоникс Корпорейшен
Priority date: 2015-06-19
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2019-07-22
Also published as: KR20180018770A; CA2989859A1; CN107735206A; RU2017144105A3; EP3310521A1; MX2017016369A; WO2016205786A1; US10201878B2; EP3310521A4; US20160368099A1; JP2018524181A

Claims

1. Головка для лазерной резки, содержащая:

регулируемый коллиматор, выполненный с возможностью соединения с отводящим волокном волоконного лазера; при этом указанный регулируемый коллиматор содержит, по меньшей мере, первую и вторую подвижные коллимирующие линзы и механизм перемещения линз, соединенный с линзами таким образом, что каждая из указанных линз может перемещаться независимо от других; и

фокусную линзу, выполненную с возможностью фокусировки лазерного пучка относительно заготовки.

2. Головка для лазерной резки по п. 1, в которой механизм перемещения линз содержит первый и второй пневматические механизмы, соединенные, соответственно, с первой и второй подвижными линзами.

3. Головка для лазерной резки по п. 2, в которой каждый из пневматических механизмов включает в себя цилиндр; поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри цилиндра; и каретку, магнитно связанную с поршнем и выполненную с возможностью перемещения вдоль наружной поверхности цилиндра; при этом на одной из кареток закреплена каждая из коллимирующих линз.

4. Головка для лазерной резки по п. 3, в которой каждый из цилиндров характеризуется наличием пневматического входа на каждом из своих концов.

5. Головка для лазерной резки по п. 1, в которой механизм перемещения линз содержит, по меньшей мере, первый и второй цилиндры; первый и второй поршни, выполненные с возможностью перемещения внутри цилиндра; и первую и вторую каретки, магнитно связанные, соответственно, с первым и вторым поршнями; при этом каждая из коллимирующих линз закреплена на одной из кареток.

6. Головка для лазерной резки по п. 1, дополнительно содержащая режущее сопло, направляющее лазер и газ на заготовку, подвергаемую резке.

7. Головка для лазерной резки по п. 1, в которой перемещение коллимирующих линз относительно друг друга изменяет диаметр пучка и, таким образом, пятно пучка на заготовке.

8. Головка для лазерной резки по п. 1, в которой совместное перемещение коллимирующих линз изменяет местоположение фокальной точки.

9. Головка для лазерной резки по п. 1, в которой коллиматор заключен в модуль коллиматора; при этом с модулем коллиматора соединен модуль линзы, в который заключена линза.

10. Модуль регулируемого коллиматора, содержащий:

входной конец, выполненный с возможностью соединения с волокном, соединенным с волоконным лазером;

выходной конец, выполненный с возможностью соединения с фокусной линзой в сборе;

по меньшей мере, первая и вторая подвижные коллимирующие линзы; и пневматический механизм перемещения линз, соединенный с линзами таким образом, что каждая из этих линз может перемещаться независимо от других.

11. Модуль регулируемого коллиматора по п. 10, в котором пневматический механизм перемещения линз содержит, по меньшей мере, первый и второй цилиндры; первый и второй поршни, выполненные с возможностью перемещения, соответственно, внутри первого и второго цилиндров; и первую и вторую каретки, магнитно связанные, соответственно, с первым и вторым поршнями; при этом на одной из кареток закреплена каждая из коллимирующих линз.

12. Установка для лазерной резки, содержащая: волоконный лазер, содержащий отводящее волокно;

головку для лазерной резки, которая соединяется с отводящим волокном волоконного лазера; при этом указанная головка для лазерной резки содержит:

регулируемый коллиматор, содержащий, по меньшей мере, первую и вторую подвижные коллимирующие линзы и механизм перемещения линз, соединенный с линзами таким образом, что каждая из этих линз может перемещаться независимо от других; и

фокусную линзу, выполненную с возможностью фокусировки лазерного пучка относительно заготовки; и

систему управления, предназначенную для управления, по меньшей мере, волоконным лазером и положением коллимирующих линз.

13. Установка для лазерной резки по п. 12, в которой волоконный лазер представляет собой иттербиевый волоконный лазер.

14. Установка для лазерной резки по п. 12, в которой механизм перемещения линз содержит первый и второй пневматические механизмы, соединенные, соответственно, с первой и второй подвижными линзами.

15. Установка для лазерной резки по п. 14, в которой каждый из пневматических механизмов включает в себя цилиндр; поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри цилиндра; и каретку, магнитно связанную с поршнем и выполненную с возможностью перемещения вдоль наружной поверхности цилиндра; при этом на одной из кареток закреплена каждая из коллимирующих линз.

16. Установка для лазерной резки по п. 12, в которой головка для лазерной резки дополнительно содержит режущее сопло, направляющее лазер и газ на заготовку, подвергаемую резке.

17. Установка для лазерной резки по п. 12, в которой система управления выполнена с возможностью перемещения коллимирующих линз относительно друг друга для изменения диаметра пучка и, соответственно, пятна пучка на заготовке.

18. Установка для лазерной резки по п. 12, в которой система управления выполнена с возможностью одновременного перемещения коллимирующих линз для изменения местоположения фокальной точки.

19. Способ лазерной резки, содержащий:

обеспечение наличия головки для лазерной резки, которая содержит, по меньшей мере, первую и вторую подвижные коллимирующие линзы, механизм перемещения линз, предназначенный для перемещения коллимирующих линз, и фокусную линзу;

генерирование исходного лазерного пучка, испускаемого волоконным лазером;

придание параллельности исходному лазерному пучку путем его пропускания через первую и вторую подвижные коллимирующие линзы;

фокусировку пучка путем его пропускания через фокусную линзу в направлении заготовки; и

перемещение коллимирующих линз с помощью механизма перемещения линз с целью изменения, по меньшей мере, или размера пятна пучка, или местоположения фокальной точки.

20. Способ лазерной резки по п. 19, в котором перемещение коллимирующих линз с помощью механизма перемещения линз предусматривает перемещение линз для корректировки фокальной плоскости на заготовке после отведения головки для лазерной резки от заготовки и после подведения головки для лазерной резки ближе к заготовке с целью выполнения различных операций лазерной обработки с помощью головки для лазерной резки на разных расстояниях от заготовки.

21. Способ лазерной резки по п. 20, дополнительно предусматривающий выполнение операции лазерного сверления для прошивки заготовки с помощью головки для лазерной резки, отведенной от заготовки.

22. Способ лазерной резки по п. 21, дополнительно предусматривающий операцию лазерной резки для разрезания заготовки с помощью головки для лазерной резки, передвинутой ближе к заготовке.

23. Способ лазерной резки по п. 19, в котором перемещение коллимирующих линз с помощью механизма перемещения линз предусматривает перемещение линз для регулировки размера пятна с учетом разной толщины материала и/или разных материалов, подвергаемых резке.

24. Способ лазерной резки по п. 23, в котором размер пятна регулируется в диапазоне 150 - 300 микрон.