RU2049632C1 - Технологический объектив для лазерной обработки - Google Patents
Технологический объектив для лазерной обработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049632C1 RU2049632C1 RU92013040A RU92013040A RU2049632C1 RU 2049632 C1 RU2049632 C1 RU 2049632C1 RU 92013040 A RU92013040 A RU 92013040A RU 92013040 A RU92013040 A RU 92013040A RU 2049632 C1 RU2049632 C1 RU 2049632C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- prism
- laser beam
- movement
- nozzle block
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сварке, в частности к технологическим объективам для лазерной обработки, и может быть применено для обработки в труднодоступных местах деталей развитой формы. Сущность изобретения: в объективе имеются отражающие призмы с приводом перемещения в горизонтальной плоскости, позволяющей по программе направлять лазерный луч в верхнюю плоскость. Шарнирный механизм, включающий ролики, перемещающиеся по краям рабочий поверхности призмы, позволяет осуществлять перемещение соплового блока в соответствии с направлением оси отраженного лазерного луча. 3 ил.
Description
Изобретение относится к лазерной обработке материалов и может быть использовано для различных видов лазерной обработки: резки, сварки, поверхностной закалки труднодоступных деталей, деталей развитой формы.
Известен объектив для лазерной обработки типа "Кассегрен" [1] Объектив состоит из корпуса и системы отклоняющих зеркал с юстировочными элементами. При работе лазерный луч из лазера направляется системой транспортировки вертикально вниз во входное отверстие и, последовательно отражаясь от зеркал, выходит вертикально вниз. Последнее зеркало имеет определенный радиус кривизны и фокусирует лазерный луч. Выходя из объектива, лазерный луч попадает на обрабатываемую деталь. Перемещая объектив в пространстве (по линейным координатам X, Y, Z), можно проводить лазерную обработку горизонтальных поверхностей на разных уровнях. Недостатком вышеописанного объектива является ограниченные технологические возможности: обработка строго горизонтальных поверхностей, в подавляющем большинстве листовых материалов. Для обработки наклонных поверхностей необходимо наклонять объектив, но при этом необходимо изменять и угол ввода лазерного луча в объектив, что является технически сложной задачей, особенно при изменяемой кривизне. Этого недостатка лишены объективы пространственной обработки [2] Конструкция объективов состоит из 2-х частей: корпуса, вращающегося вокруг вертикальной оси, с жестко закрепленным в нем отклоняющим зеркалом (или системой отклоняющих зеркал), и соплового блока, состоящего из отклоняющего фокусирующего зеркала и сопла с расположенной в нем линзой для подфокусировки. Сопловой блок вращается относительно корпуса объектива вокруг горизонтальной оси. Используя эти две вращательные степени свободы, в сочетании с тремя поступательными (X,Y,Z), можно добиться практически любого направления лазерного луча в пространстве, и следовательно, обрабатывать практически любую выпуклую поверхность. Недостатком вышеописываемых объективов является практическая сложность обработки в верхней зоне (зона, расположенная сверху от горизонтальной плоскости, проходящей через центр отражения лазерного луча на последнем зеркале. В практике встречается очень большое число случаев, когда обработка ведется в верхней зоне, особенно для резки и сварки в автомобилестроении.
Практическая сложность обработки в верхней зоне заключается в следующем. Для проведения лазерной обработки с помощью технологического объектива требуется непрерывная подача охлаждающей воды на отклоняющие зеркала и защитных при сварке или активных (при резке) газов к соплу. Поэтому для осуществления поворота вращающихся частей объектива при проведении процесса обработки необходима установка специальных механизмов: коллекторов с кольцевыми проточками для прохождения воды и газов. Установка коллекторов на конечном звене технологических объективах пятикоординатных установок пространственной обработки, резко утяжеляет конструкцию этого звена, что отрицательно влияет на динамические и точностные характеристики. Кроме того, установка коллекторов значительно усложняет конструкцию объективов: приводам, обеспечивающим вращение частей объективов, требуются дополнительные мощности для преодоления сил трения в коллекторах. Само использование коллекторов снижает надежность работы объектива. Поэтому на практике для обеспечения вращательных перемещений объективов обычно идут на отказ от использования коллекторов и замену их подводящими шлангами, либо идут на установку на манипуляторе, обеспечивающем перемещение по оси одного коллектора для свободного вращения вокруг вертикальной оси и применение подводящих шлангов для обеспечения вращения соплового блока в горизонтальной плоскости.
Однако использование подводящих шлангов имеет следующий недостаток для обеспечения необходимого вращения необходим запас шлангов по длине, что приводит к: провисанию шлангов; перепутыванию во время работы; попаданию под луч с последующим пережогом шланга и выходу технологического объектива из строя. Поэтому у технологических объективов пространственной обработки ограничена возможность обработки в верхней зоне (у прототипа соответственно ±90 или ±120о).
Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности обработки в верхней зоне, упрощение конструкции.
Достигается это тем, что в известной конструкции, состоящей из корпуса, соплового блока, линзы, привода вращения объектива вокруг вертикальной оси, отражающий лазерный луч элемент выполнен в виде призмы с рабочей стороной, имеющей кривизну определенного радиуса, призма имеет привод ее перемещения перпендикулярно оси падающего излучения, а также шарнирный механизм и два направляющих ролика, перемещающихся по обоим краям рабочей поверхности призмы.
Наличие призмы, имеющей привод горизонтального перемещения, позволяет отражать вертикально падающий луч в верхнюю плоскость. Наличие шарнирного механизма и двух роликов, перемещающихся по обоим краям рабочей поверхности призмы, дает возможность устанавливать сопловой блок перпендикулярно плоскости, проходящей через точку, лежащую на рабочей поверхности призмы и лежащей в центре падающего лазерного излучения (точка А). Тем самым обеспечивается возможность точного попадания отраженного лазерного излучения в сопловой блок.
Рабочая поверхность призмы, имеющей определенный радиус кривизны, позволяет осуществлять подфокусировку лазерного луча. Замена привода вращения вокруг горизонтальной оси на привод линейного перемещения ведет к упрощению конструкции.
На фиг.1-3 представлена конструкция объектива. Он состоит из корпуса 1, на котором закреплена линза 2. Призмы 3 с приводом горизонтального перемещения 4 и шарнирным механизмом 5. По краям рабочей поверхности призмы перемещаются ролики 6, связанные с шарнирным механизмом 5 и сопловым блоком 7. Лазерный луч 8, проходя объектив, попадает на поверхность детали 9.
Объектив работает следующим образом. Лазерный луч, проходя входное отверстие корпуса 1 объектива, попадает на линзу 2, где фокусируется. Проходя линзу, лазерный луч попадает на призму 3, и, отражаясь от нее, попадает в сопловой блок 7. Выходя из него, лазерный луч направляется на деталь 9. Для изменения направления луча привод горизонтального перемещения 4 перемещает призму 3, тем самым изменяется наклон отражающей поверхности и лазерный луч отражается под новым углом. Подключение привода к системе управления лазерной установкой дает возможность управления лазерного луча по программе. При перемещении призмы приводятся в действие шарнирный механизм 5 и ролики 6, что позволяет перемещать сопловой блок в соответствии с направлением оси отраженного лазерного луча.
Claims (1)
- ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ, содержащий корпус, в котором закреплены линза и отражающий отклоняющий элемент, привод вращения корпуса вокруг оси, параллельной главной оптической оси, и сопловый блок, отличающийся тем, что отражающий элемент выполнен в виде призмы с рабочей поверхностью кривизны второго порядка определенного радиуса, установленной с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси подающего излучения, призма снабжена приводом перемещения и шарнирным механизмом с думя роликами, сопловый блок закреплен с возможностью углового перемещения, а ролики кинематически связаны с шарнирным механизмом и сопловым блоком и установлены с возможностью перемещения по краям рабочей поверхности призмы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92013040A RU2049632C1 (ru) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Технологический объектив для лазерной обработки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92013040A RU2049632C1 (ru) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Технологический объектив для лазерной обработки |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92013040A RU92013040A (ru) | 1995-01-27 |
RU2049632C1 true RU2049632C1 (ru) | 1995-12-10 |
Family
ID=20134005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92013040A RU2049632C1 (ru) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | Технологический объектив для лазерной обработки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2049632C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2504809C2 (ru) * | 2012-03-26 | 2014-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Технического Стекла" | Технологический объектив для лазерной обработки |
-
1992
- 1992-12-21 RU RU92013040A patent/RU2049632C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. А.Н. Сафонов и др. Лазерные технологические комплексы для обработки древесины и древесных материалов, Обзорная информация, М.: ВНИПИЭИлеспром, 1989, с.10. * |
2. Г.А.Абильсиитов и др. Технологические лазеры, Справочник. Т. 1, - М.: Машиностроение, 1991, с.409. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2504809C2 (ru) * | 2012-03-26 | 2014-01-20 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Технического Стекла" | Технологический объектив для лазерной обработки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1245893A (en) | Robotic laser beam delivery apparatus | |
CN110449733B (zh) | 一种激光加工系统及可调线宽的激光加工方法 | |
KR950001096B1 (ko) | 자동화된 기계장치용 워크헤드장치 | |
KR101236632B1 (ko) | 스캐너 헤드 및 관련 공작 기계 | |
US4542278A (en) | Laser material processor | |
EP1228835B1 (en) | System and method for remote laser welding | |
KR100962817B1 (ko) | 레이저 용접 장치 및 그 방법 | |
JPS63170613A (ja) | バーコードシンボル読取り機のための走査パターン発生器 | |
JPS6068185A (ja) | レ−ザ−ビ−ムによるスポツト溶接方法 | |
US4636611A (en) | Quiescent circle and arc generator | |
US4892992A (en) | Industrial laser robot system | |
US4972062A (en) | Laser system | |
CN108356418B (zh) | 一种激光表面处理装置及方法 | |
SU1713425A3 (ru) | Способ лазерной обработки внутри труб и устройство дл его осуществлени | |
RU2049632C1 (ru) | Технологический объектив для лазерной обработки | |
EP1090321A1 (en) | Hole-coupled laser scanning system | |
JPS60238909A (ja) | 光ビ−ム発生装置 | |
EP0346907A3 (en) | Tracking and focus actuator for a holographic optical head | |
US4967053A (en) | Laser system | |
JPS59223188A (ja) | レ−ザ加工装置 | |
US5500506A (en) | Optical system for positioning laser beams in a straight or angular position | |
RU2293005C1 (ru) | Установка для лазерной обработки | |
JP2000197982A (ja) | レ―ザ溶接方法及び溶接装置 | |
EP0413826A1 (en) | Method and apparatus for laser machining using non-axisymmetric parabolic reflector | |
RU2090328C1 (ru) | Оптическое поворотное устройство для лазерного технологического оборудования |