RU2107599C1 - Laser treatment installation - Google Patents
Laser treatment installation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2107599C1 RU2107599C1 RU97100618A RU97100618A RU2107599C1 RU 2107599 C1 RU2107599 C1 RU 2107599C1 RU 97100618 A RU97100618 A RU 97100618A RU 97100618 A RU97100618 A RU 97100618A RU 2107599 C1 RU2107599 C1 RU 2107599C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- technological
- installation according
- movable unit
- drive
- mirror
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для фигурной резки различных материалов, а также сварки и термообработки. The invention relates to laser technology and can be used for figured cutting of various materials, as well as welding and heat treatment.
Известные установки для лазерной фигурной резки плоских изделий (стальной прокат, ДСП, фанера и т. п..), выбранные в качестве аналогов, например установка фирмы "TRUMPF" производства Германии [1], установки АЛТК-Р, разработанные совместно НИЦТЛ РАН, Россия и фирмой "Берое", Болгария [2] , установка "Тур 84" швейцарской фирмы "Bystronik", выбранная в качестве прототипа, включает в свой состав следующие основные элементы: технологический лазер, раскройный стол, систему транспортировки излучения, систему управления, защитную кабину. Known installations for laser figure cutting of flat products (rolled steel, chipboard, plywood, etc.), selected as analogues, for example, a TRUMPF installation manufactured in Germany [1], ALTK-R installations developed jointly by the NITsL RAS, Russia and Beroe, Bulgaria [2], the Tur 84 installation of the Swiss company Bystronik, selected as a prototype, includes the following main elements: a laser, a cutting table, a radiation transport system, a control system, a protective the cabin.
Указанные установки работают следующим образом. These settings work as follows.
Лазерный луч из технологического лазера по системе транспортировки излучения направляется к технологическому столу. Расположенные на столе поворотные зеркала (обычно одно) расположены на поперечине, другое на каретке, направляют лазерный луч в технологический объектив, где он фокусируется и направляется вертикально вниз, непосредственно на обрабатываемый материал. The laser beam from the process laser is directed through the radiation transport system to the process table. Swivel mirrors located on the table (usually one) are located on the cross member, the other on the carriage, direct the laser beam into the technological lens, where it is focused and directed vertically downward, directly onto the material being processed.
Фигурная резка изделий достигается за счет взаимных перемещений поперечины (траверсы), перемещающихся с помощью исполнительных механизмов и электропривода, расположенных на двух продольных балках вдоль оси X и каретки с объективом, перемещающейся с помощью собственного электропривода вдоль оси Y. Расположенный под соплом объектива обрабатываемый лист при этом обычно укладывается на вертикальные иглы или ножи и во время обработки остается неподвижным. Figured cutting of products is achieved due to the mutual displacements of the cross-beam (traverse) moving using actuators and an electric drive located on two longitudinal beams along the X axis and a carriage with a lens moving using its own electric drive along the Y axis. The processed sheet located under the lens nozzle at This is usually laid on vertical needles or knives and remains stationary during processing.
Недостатками установок являются
наличие дорогих, требующих высокоточной технологии при их изготовлении и трудоемких при их монтаже исполнительных механизмов приводов по основным координатам перемещений (X и Y), например передача винт-гайка качения, рейка-шестерня и т.д., особенно при больших габаритах рабочей зоны;
необходимость серьезной защиты исполнительных механизмов, исключающих любое попадание неизбежно возникающих газообразных продуктов при лазерной обработке, а также пыли;
необходимость перемещения поперечины с кареткой, имеющей большой момент инерции и, следовательно, возникновения в результате этого ограничений по динамическим характеристикам лазерных установок;
необходимость синхронизации работы 2-х электроприводов перемещения поперечины.The disadvantages of the installations are
the presence of expensive, requiring high-precision technology in their manufacture and labor-intensive actuator actuators for their installation according to the main coordinates of displacements (X and Y), for example, rolling screw-nut rolling, pinion gear, etc., especially with large dimensions of the working area;
the need for serious protection of actuators, eliminating any ingress of inevitably occurring gaseous products during laser processing, as well as dust;
the need to move the cross member with the carriage, which has a large moment of inertia and, therefore, the result of this is the restriction on the dynamic characteristics of laser systems;
the need to synchronize the operation of 2 electric drives moving the cross member.
Задачами изобретения являются исключение из состава лазерной установки дорогостоящих и сложных в эксплуатации исполнительных механизмов приводов по осям перемещений и, следовательно, удешевление и упрощение ее конструкции, а также увеличение динамических характеристик лазерных установок за счет исключения из перемещающихся узлов наиболее из них тяжелой - поперечины. The objectives of the invention are the exclusion from the composition of the laser installation of expensive and difficult-to-operate actuators actuators along the axes of displacement and, therefore, the cost reduction and simplification of its design, as well as the increase in the dynamic characteristics of laser installations due to the exclusion of the most difficult of them from moving nodes - the crossbar.
В предлагаемой установке, имеющей в своем составе технологический лазер, технологический пост, систему управления, защитную кабину, систему транспортировки излучения, стол, на котором размещается обрабатываемый лист, над которым перемещается подвижный блок в своем составе технологический объектив с закрепленных сверху него с возможностью поворота вокруг вертикальной оси поворотным зеркалом. Снабжение подвижного блока для обеспечения технологического процесса лазерной обработки технологическими газами и электропитанием осуществляется за счет узла подвода коммуникаций или автономно - газовый баллон с редуктором и аккумулятор. Перемещение подвижного блока в рабочей зоне установки осуществляется либо контактным способом - колеса, ролики с электромеханическим приводом и т.д., либо бесконтактным - линейный двигатель, на воздушной подушке. Система транспортировки излучения имеет в своем составе поворотный блок с управляемым отражающим зеркалом, установленным с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Отражающее зеркало поворотного блока и отражающее зеркало, расположенное на подвижном блоке оптически взаимосвязаны и обеспечивают передачу лазерного луча в любую точку рабочей зоны установки. Управление отражающим зеркалом на поворотном блоке и отражающим зеркалом над объективом для обеспечения точной транспортировки излучения между ними, либо активное - с помощью собственных приводов вращения зеркал либо пассивное, например, за счет жестко скрепленного с обоими зеркалами телескопического механизма. Сигналы управления на привода зеркал могут передаваться либо с помощью проводов, либо радиосигналами, либо оптическим способом. In the proposed installation, which includes a technological laser, a technological post, a control system, a protective cabin, a radiation transportation system, a table on which a processed sheet is placed, over which a movable unit in its composition moves a technological lens mounted on top of it with the possibility of rotation around vertical axis swivel mirror. The movable unit is supplied to provide the technological process of laser processing with technological gases and power supply at the expense of the communications supply unit or autonomously - a gas cylinder with a reducer and an accumulator. Moving the movable unit in the working area of the installation is carried out either by the contact method - wheels, rollers with an electromechanical drive, etc., or non-contact - a linear motor, on an air cushion. The radiation transportation system incorporates a rotary unit with a controllable reflective mirror mounted for rotation around a vertical axis. The reflective mirror of the rotary unit and the reflective mirror located on the movable unit are optically interconnected and provide the transmission of the laser beam to any point in the working area of the installation. The control of the reflecting mirror on the rotary block and the reflecting mirror above the lens to ensure accurate transportation of radiation between them, either active using its own mirror rotation drives or passive, for example, due to a telescopic mechanism rigidly attached to both mirrors. The control signals to the mirror drives can be transmitted either using wires, or radio signals, or optically.
Привод перемещения подвижного блока в рабочей зоне выполняется контактный, например передача вращения электродвигателя на систему подвижных колес, либо бесконтактным - на воздушной подушке с принудительной подачей воздуха или, например, с помощью линейного электродвигателя [4]. Принципы работы линейного электродвигателя, который может быть использован в качестве привода в лазерной установке [5], [6]. Известно большое количество конструкций линейных электродвигателей, где могут быть подвижен ротор (первичная обмотка) и неподвижен статор (вторичная обмотка). Возможна и противоположная ситуация - где ротор неподвижен, а статор подвижен. Кроме того, линейный электродвигатель может быть асинхронным, синхронным, шаговым и т. п.. Однако на задачи, решаемые изобретением это не влияет. The moving block moving drive in the working area is made contact, for example, rotation of an electric motor is transmitted to a system of moving wheels, or non-contact - on an air cushion with forced air supply or, for example, using a linear electric motor [4]. The principles of operation of a linear electric motor, which can be used as a drive in a laser installation [5], [6]. A large number of linear electric motor designs are known, where the rotor (primary winding) and the stator (secondary winding) can be moved. The opposite situation is also possible - where the rotor is stationary and the stator is mobile. In addition, the linear electric motor can be asynchronous, synchronous, stepping, etc. However, this does not affect the problems solved by the invention.
В большинстве случаев на практике производится автономная вырезка деталей на листе, т. е. требуется высокая точность и повторяемость выполнения их формы и размеров и не требуется соблюдение точности их взаимного расположения на листе. Кроме того, подавляющее большинство из всей номенклатуры обрабатываемых лазерным лучом деталей имеет незначительные линейные размеры, не сравнимые с размерами обрабатываемого листа. Для выполнения этих условий подвижный блок включает систему локального перемещения технологического объектива с расположенным под ним отражающим зеркалом. Система локального перемещения, имеющая собственные привода перемещения по осям X и Y позволяет после выполнения команды по перемещению основным исполнительным механизмом привода подвижного блока, осуществить вырезку полного контура детали с высокой точностью. Так как перемещения в горизонтальной плоскости в системе локального перемещения незначительны, то исполнительные механизмы имеют высокие параметры точности и могут быть выбраны стандартными (тип исполнительных механизмов на задачи, решаемые изобретением не влияет), а стоимость их из-за малых перемещений невелика. In most cases, in practice, autonomous cutting of parts on a sheet is performed, i.e., high accuracy and repeatability of their shape and size are required and the accuracy of their relative position on the sheet is not required. In addition, the vast majority of the entire range of parts processed by the laser beam has insignificant linear dimensions that are not comparable with the dimensions of the processed sheet. To fulfill these conditions, the movable unit includes a system for local displacement of the technological lens with a reflecting mirror located under it. The local displacement system, which has its own displacement drives along the X and Y axes, allows, after executing the move command, the main actuator of the moving block drive to cut out the full contour of the part with high accuracy. Since displacements in the horizontal plane in the local displacement system are insignificant, the actuators have high accuracy parameters and can be selected standard (the type of actuators does not affect the tasks solved by the invention), and their cost due to small displacements is low.
Установка включает (фиг.1) технологический лазер 1, систему управления 2, управляющий поворотный блок 3 с отражающим зеркалом, имеющим вертикальную ось вращения, технологический пост, состоящий из основания 4, на котором расположено устройство для размещения обрабатываемого листа 5 и сам обрабатываемый лист 6. The installation includes (Fig. 1) a
Подвижный блок (автономный) включает в свой состав привод перемещения в горизонтальной плоскости (на фиг. 1 показан вариант привода) электропривод 7 и опорные подвижные колеса 8, технологический объектив 9, поворотное зеркало 10 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, аккумулятор 11 и баллон с технологическим газом 12. The movable unit (autonomous) includes a horizontal displacement drive (Fig. 1 shows a drive variant) an electric drive 7 and support movable wheels 8, a technological lens 9, a
На фиг.2 показан вариант установки, в котором в качестве привода подвижного блока использован линейный электродвигатель. На основании 4 расположена первичная часть 13 - неподвижный элемент привода с линейным электродвигателем. Вторичная часть - подвижный элемент привода с линейным электродвигателем представляет собой вторичную обмотку 14. Вокруг технологического поста размещена защитная кабина 15. Подвижный блок может быть снабжен узлом подвода коммуникаций 16 с кабелем 17 (фиг. 2) исключающим их провисание во время работы установки. Отражающее зеркало, расположенное на управляемом поворотном блоке 3 и отражающее зеркало, расположенное на подвижном блоке взаимосвязаны либо кинематически, например, с помощью телескопического механизма 18 (фиг. 1), либо электрически, т. е. взаимным расположением зеркал во время работы управляет система управления 2 либо оптически (фиг. 2). Figure 2 shows an installation option in which a linear electric motor is used as the drive of the movable unit. On the
Кроме того, подвижный блок включает систему локального перемещения 19 технологического объектива с расположенным над ним отражающим зеркалом (фиг. 3), имеющую приводы перемещения в горизонтальной плоскости (перемещения X1 и Y1).In addition, the movable unit includes a
Установка работает следующим образом. Installation works as follows.
Генерируемое в технологическом лазере 1 излучение направляется на управляемый поворотный блок 3, отражается на его зеркале и далее, например, по телескопическому механизму 18 попадает на поворотное зеркало 10. Отражаясь от него, излучение направляется вертикально вниз в технологический объектив 9, где оно фокусируется на расположенный на устройстве 5 обрабатываемый лист 6. В точку фокуса направляется и технологический газ из баллона 12. The radiation generated in the
По сигналам системы управления установкой 2 - радиосигналы, в случае если подвижный блок автономен или посредством узла подвода 16 коммуникаций 17, подвижной блок при контактном варианте с помощью электропривода 7 с аккумулятором 11 и опорных подвижных колес 8 осуществляет перемещения вдоль координат X и Y по обрабатываемому листу, формируя тем самым траекторию его перемещения и соответственно траекторию обработки (рез, шов, зона термической обработки). According to the signals of the
При бесконтактном способе перемещения (фиг. 2), например, при использовании линейного электродвигателя перемещение подвижного блока осуществляется следующим образом. Первичная часть линейного электродвигателя 13, расположенная на основании 4 возбуждает магнитное поле, в котором с определенным зазором δ "зависает" подвижная вторичная часть 14. При взаимодействии токов вторичной части с магнитным полем возникает электромагнитная сила, под действием которой вторичная часть начинает перемещения. Управляя электромагнитной силой первичной и вторичной обмоток линейного привода, система управления 2 формирует траекторию перемещения вторичной части в координатах X и Y и, следовательно, траекторию реза шва, зоны термообработки, предохраняющая от лазерного излучения защитная кабина 15 имеет в верхней части узел подвода коммуникаций 16, предотвращающей провисание и запутывание кабеля 17 во время работы установки. В случае, если требуется высокая точность и повторяемость выполнения формы и размеров партии деталей, а их взаимное расположение на листе не играет никакой роли, то установка работает следующим образом. Подвижный блок по команде системы управления 2 с помощью своего привода перемещается в зону вырезки (сварки, термообработки) первой детали. Вырезка детали объективом 9 осуществляется системой локального перемещения 19 (перемещения X1 и Y1). После вырезки первой детали подвижный блок с помощью своего привода перемещается в зону вырезки следующей детали и цикл повторяется и т.д. до вырезки последней детали на обрабатываемом листе.With a non-contact method of movement (Fig. 2), for example, when using a linear electric motor, the movement of the movable block is as follows. The primary part of the linear
Источники информации
1. Сафонов А.Н., Скоромник В.И., Микульшин Г.Ю. НИЦТЛ РАН. Лазерное технологическое оборудование для обработки древесины и древесных материалов: Обзор информ. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1989, стр. 7.Sources of information
1. Safonov A.N., Skoromnik V.I., Mikulshin G.Yu. SRCT RAS. Laser technological equipment for processing wood and wood-based materials: An overview of inform. - M.: VNIPIEIlesprom, 1989, p. 7.
2. Сафонов А.Н., Микульшин Г.Ю. Лазерные технологические комплексы: Аналитический обзор. Сер. Новые материалы и новые технологии. Вып. 44. - М.: ВНТИЦ, 1993, с. 20-21. 2. Safonov A.N., Mikulshin G.Yu. Laser technological complexes: Analytical review. Ser. New materials and new technologies. Vol. 44. - M .: VNTIC, 1993, p. 20-21.
3. Urs W. Hunziker. - lost. Erfahrugen mit "fliegender Optik" beim Laserschneiden.-Schweisstechnik. N 4, 1987, 62-65. 3. Urs W. Hunziker. - lost. Erfahrugen mit "fliegender Optik" beim Laserschneiden.-Schweisstechnik.
4. Политехнический словарь. /Под ред. А.Ю. Шилинского. -М.: Советская энциклопедия, 1980, с. 285. 4. Polytechnical dictionary. / Ed. A.Yu. Shilinsky. -M .: Soviet Encyclopedia, 1980, p. 285.
5. Москаленко В.В. Электродвигатели специального назначения. - М.: Энергоиздат, 1981, с. 104в 5. Moskalenko VV Electric motors for special purposes. - M.: Energoizdat, 1981, p. 104c
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97100618A RU2107599C1 (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Laser treatment installation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97100618A RU2107599C1 (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Laser treatment installation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2107599C1 true RU2107599C1 (en) | 1998-03-27 |
RU97100618A RU97100618A (en) | 1998-08-27 |
Family
ID=20189111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97100618A RU2107599C1 (en) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | Laser treatment installation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2107599C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2832945A1 (en) * | 2001-11-30 | 2003-06-06 | Technifor | DEVICE FOR MACHINING WORKPIECES USING A LASER BEAM |
RU2463246C1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Unit for producing nanostructured layers on complex shape part surface by laser-plasma treatment |
WO2012154086A3 (en) * | 2011-05-10 | 2013-01-10 | Korukov Alexey Nikolaevich | Laser cutting machine and machine-readable medium |
-
1997
- 1997-01-16 RU RU97100618A patent/RU2107599C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Сафонов А.Н. и др. Лазерное технологическое оборудование для обработки древесины и древесных материалов. Обзор.информ. - М.: ВНИИПИЭИлеспром, 1989, с. 7. 2. Сафонов А.Н. и др. Лазерные технологические комплексы. Аналитический обзор., Сер. Новые материалы и новые технологии, вып. 44. - М.: ВНТИЦ, 1993, с. 20 - 21. 3. Urs W.Hunziker-Iost, Erfahrungen mit fliegender Optik '' beim Laserchneiden-Schweisstechnik, N 4, 1987, 62 - 65. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2832945A1 (en) * | 2001-11-30 | 2003-06-06 | Technifor | DEVICE FOR MACHINING WORKPIECES USING A LASER BEAM |
EP1321216A1 (en) * | 2001-11-30 | 2003-06-25 | Technifor | Laser machining device |
RU2463246C1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-10-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Unit for producing nanostructured layers on complex shape part surface by laser-plasma treatment |
WO2012154086A3 (en) * | 2011-05-10 | 2013-01-10 | Korukov Alexey Nikolaevich | Laser cutting machine and machine-readable medium |
CN103687690A (en) * | 2011-05-10 | 2014-03-26 | 阿列克谢·尼古拉耶维奇·科鲁科夫 | Laser cutting machine and machine-readable medium |
CN103687690B (en) * | 2011-05-10 | 2016-12-14 | 阿列克谢·尼古拉耶维奇·科鲁科夫 | For material being carried out machine and the computer-readable medium of cut |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4973819A (en) | Gantry with a laser mounted numerically controlled carriage | |
EP1446257B1 (en) | Laser scanner | |
US7910857B2 (en) | Laser machine tool | |
EP1228835B1 (en) | System and method for remote laser welding | |
KR101509715B1 (en) | Laser welding device | |
ITTO20000657A1 (en) | OPERATING MACHINE AND MANIPULATOR DEVICE INSTALLABLE ON SUCH MACHINE. | |
US4710606A (en) | Two-axis optic wrist for laser applications | |
JPH03492A (en) | Laser device | |
CN110899961A (en) | Laser three-dimensional precise flexible processing platform with double lasers | |
CN112705835A (en) | Multifunctional combined machining equipment integrating laser cutting, welding, impact strengthening and cleaning | |
RU2107599C1 (en) | Laser treatment installation | |
JPH03180294A (en) | Laser beam cutting machine | |
KR100266443B1 (en) | Laser machine for multi process of cutting and engraving | |
EP1671739B1 (en) | Laser beam machine | |
WO1996011769A1 (en) | Double x-y table system for use with a fixed beam laser system | |
CN210736890U (en) | Material increasing and decreasing composite machine tool | |
JPS61147988A (en) | Laser beam processing device | |
RU2139782C1 (en) | Installation for laser treatment of plate materials | |
RU2140837C1 (en) | Installation for laser working of sheet materials | |
RU2140840C1 (en) | Installation for laser working of sheet materials | |
RU2145919C1 (en) | Installation for laser working of sheet materials | |
US5363029A (en) | Laser-beam machine using two-dimensional stepping motor | |
RU97100618A (en) | INSTALLATION FOR LASER PROCESSING | |
CN110699686A (en) | Material increasing and decreasing composite machine tool | |
JPH04351285A (en) | Laser beam machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100117 |