RU225783U1 - DEVICE FOR AUTOMATICALLY CHANGING AIR PRESSURE DURING OPERATION OF CO2 LASER CNC MACHINE - Google Patents
DEVICE FOR AUTOMATICALLY CHANGING AIR PRESSURE DURING OPERATION OF CO2 LASER CNC MACHINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU225783U1 RU225783U1 RU2023127790U RU2023127790U RU225783U1 RU 225783 U1 RU225783 U1 RU 225783U1 RU 2023127790 U RU2023127790 U RU 2023127790U RU 2023127790 U RU2023127790 U RU 2023127790U RU 225783 U1 RU225783 U1 RU 225783U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- air pressure
- engraving
- pressure
- machine
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к области резки и гравировке различных материалов на лазерном СО2 станке с числовым программным управлением, в частности, к устройствам с автоматической подачей давления в область резки. Устройство устанавливают внутри станка и соединяют с управлением станка за счет системы двух электромагнитных клапанов и регулировке давления воздуха, с возможностью выбора необходимого давления воздуха для реза и гравировки материалов. Обеспечивается высокое качество обработки материалов, уменьшение нагара на изделиях, снижение времени на постобработку и уменьшение количество брака. 14 ил., 1 табл. The utility model relates to the field of cutting and engraving of various materials on a CO 2 laser machine with numerical control, in particular, to devices with automatic supply of pressure to the cutting area. The device is installed inside the machine and connected to the machine control through a system of two electromagnetic valves and air pressure adjustment, with the ability to select the required air pressure for cutting and engraving materials. This ensures high quality processing of materials, reduction of carbon deposits on products, reduction of post-processing time and a reduction in the amount of defects. 14 ill., 1 tab.
Description
Полезная модель относится к области резки и гравировке различных материалов на лазерном СО2 станке с числовым программным управлением (ЧПУ), в частности, к устройствам с автоматической подачей давления в область резки.The utility model relates to the field of cutting and engraving of various materials on a CO 2 laser machine with computer numerical control (CNC), in particular, to devices with automatic supply of pressure to the cutting area.
Заявляемое техническое решение будет являться частью лазерного СО2 станка с ЧПУ, оно служит для управления давлением воздуха, который подается на материал в зону реза, вследствие чего уменьшается количество нагара на материале, также обеспечивается более светлый рез материалов, вследствии чего это ускоряет постобработку материалов и исключает необходимую остановку станка во время работы для управления давлением воздуха в ручном режиме.The claimed technical solution will be part of a CO 2 laser CNC machine; it serves to control the air pressure that is supplied to the material in the cutting zone, as a result of which the amount of carbon deposits on the material is reduced, and a lighter cut of materials is also ensured, as a result of which this speeds up the post-processing of materials and eliminates the need to stop the machine during operation to control the air pressure manually.
Из уровня техники известен способ разделения резкой хрупкого неметаллического материала, преимущественно стекла, под действием термоупругих напряжений, включающий инициирование разделяющей микротрещины и ее развитие путем нагрева линии реза воздействием лазерного пучка при относительном перемещении пучка и материала до температуры, не превышающей температуру размягчения материала, и локального охлаждения зоны нагрева подачей хладагента. Патент BY 10022 C1 «Способ разделения резкой хрупкого неметаллического материала под действием термоупругих напряжений» дата подачи заявки 2005.07.11.The prior art knows a method for cutting a brittle non-metallic material, predominantly glass, under the influence of thermoelastic stresses, including the initiation of a separating microcrack and its development by heating the cut line under the influence of a laser beam with relative movement of the beam and the material to a temperature not exceeding the softening temperature of the material, and local cooling the heating zone by supplying refrigerant. Patent BY 10022 C1 “Method of cutting brittle non-metallic material under the influence of thermoelastic stresses” application date 2005.07.11.
За прототип выбран патент на изобретение РФ RU 2172233 С2 «СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ МАТЕРИАЛОВ ЛАЗЕРНЫМ ЛУЧОМ». Над разрезаемой поверхностью располагают сопло с зазором, позволяющим разрезать неровные и шероховатые поверхности, и создают над резом область повышенного давления, вдувая в нее вспомогательный газ. Газ вдувают в область повышенного давления с составляющей скорости, направленной вдоль реза в сторону его фронта. В качестве вспомогательного газа используют воздух. Сопло для подачи вспомогательного газа имеет выходное сечение, выполненное вытянутым вдоль направления фронта реза. Выходное сечение сопла снабжено направляющими перегородками, расположенными под углом 45-60° к направлению фронта реза для получения составляющей скорости вспомогательного газа, направленной вдоль реза в сторону его фронта. Это позволяет лазерному лучу проходить впереди сопла, что упрощает конструкцию устройства.The patent for the invention of the Russian Federation RU 2172233 C2 “METHOD AND DEVICE FOR CUTTING MATERIALS WITH A LASER BEAM” was chosen as the prototype. A nozzle with a gap is placed above the surface to be cut, allowing it to cut uneven and rough surfaces, and an area of increased pressure is created above the cut by blowing auxiliary gas into it. Gas is injected into the area of high pressure with a velocity component directed along the cut towards its front. Air is used as an auxiliary gas. The nozzle for supplying auxiliary gas has an outlet section made elongated along the direction of the cutting front. The nozzle outlet section is equipped with guide baffles located at an angle of 45-60° to the direction of the cut front to obtain a component of the auxiliary gas velocity directed along the cut towards its front. This allows the laser beam to pass in front of the nozzle, simplifying the design of the device.
В лазерных CO2 станках не используется регулирование давления воздуха, подаваемого в зону реза, или регулируется частично с помощью одного электромагнитного клапана. Устройство служит для включения и выключения подачи воздуха в зону реза определенного давления, которое регулируется на компрессоре или совсем не регулируется, электромагнитный клапан состоит из следующих элементов: корпус с крышкой - отливают из латуни, нержавеющей стали, чугуна или прочных полимеров; затвор - изготавливают в виде поршня, шара или тарелки; катушка с сердечником (соленоид) - размещаются в герметичном корпусе, а обмотка выполнена проводом из высокопрочной меди, позволяя открывать и закрывать клапан десятки тысяч раз; шток, возвратная пружина, плунжер и мембрана.CO 2 laser machines do not use regulation of the air pressure supplied to the cutting zone, or are partially regulated using a single solenoid valve. The device is used to turn on and off the air supply to the cutting zone of a certain pressure, which is regulated on the compressor or not regulated at all, the solenoid valve consists of the following elements: a body with a cover - cast from brass, stainless steel, cast iron or durable polymers; shutter - made in the form of a piston, ball or plate; coil with core (solenoid) - placed in a sealed housing, and the winding is made of high-strength copper wire, allowing the valve to be opened and closed tens of thousands of times; rod, return spring, plunger and diaphragm.
Недостатками данной модели подачи воздуха в зону реза с помощью одного электромагнитного клапана являются: недостаточное или избыточное давление воздуха при обработке материалов, что приводит к недорезам, сильному обугливанию краев заготовки, нечеткой гравировки изделия, сильному нагару на материале. Все это приводит к переделыванию заготовок, лишней трате времени на постобработку изделия или необходимо останавливать станок в процессе работы и подбирать давление воздуха, что тоже оказывает влияние на качество получаемого изделия, а также увеличивает время на изготовление, вследствие чего падает производительность и качество.The disadvantages of this model of supplying air to the cutting zone using a single solenoid valve are: insufficient or excessive air pressure when processing materials, which leads to undercuts, severe charring of the edges of the workpiece, unclear engraving of the product, and heavy carbon deposits on the material. All this leads to reworking the workpieces, wasting time on post-processing of the product, or it is necessary to stop the machine during operation and adjust the air pressure, which also affects the quality of the resulting product, and also increases the manufacturing time, resulting in a decrease in productivity and quality.
Если же выключить совсем подачу воздуха, то это приведет к перегреву фокусной линзы внутри режущей головки, и через некоторое время она треснет (разрушится), также сопло режущей головки будет забиваться отходами горения (смолы, пластик и др.). Для работы необходим минимальный обдув.If you turn off the air supply completely, this will lead to overheating of the focal lens inside the cutting head, and after a while it will crack (destroy), and the nozzle of the cutting head will become clogged with combustion waste (resins, plastic, etc.). Minimal airflow is required for operation.
Задачей полезной модели является создание устройства, которое обеспечит подачу необходимого давления воздуха в зону реза при резке и гравировке различных материалов, давление воздуха под каждый материал подбирается индивидуально.The purpose of the utility model is to create a device that will supply the required air pressure to the cutting zone when cutting and engraving various materials; the air pressure for each material is selected individually.
Технический результат достигается тем, что устройство устанавливается внутри станка и соединяется с управлением станка за счет системы двух электромагнитных клапанов и регулировке давления воздуха, с возможностью выбора необходимого давления воздуха для реза и гравировки материалов, что позволит получить более высокое качество обработки материалов и уменьшить нагар на изделиях, также снизит время на постобработку и уменьшит количество брака.Technical result is achieved by the fact that the device is installed inside the machine and connected to the machine control through a system of two electromagnetic valves and air pressure adjustment, with the ability to select the required air pressure for cutting and engraving materials, which will allow for higher quality processing of materials and reduce carbon deposits on products, will also reduce post-processing time and reduce the amount of scrap.
Полезная модель представляет собой устройство, выполненное из элементов: воздуховода, двух электромагнитных клапанов, двух манометров, двух регуляторов давления.The utility model is a device made of the following elements: an air duct, two solenoid valves, two pressure gauges, two pressure regulators.
Устройство, соединенное в цепь между компрессором и головой станка (режущая головка), управляется с помощью контроллера, в котором задается, в какой последовательности включаются и выключаются электромагнитные клапана. На манометрах при помощи регуляторов давления выставляется необходимое давление на каждый из клапанов, которое будет подаваться в зону реза или гравировки для конкретного материала.The device, connected in a circuit between the compressor and the machine head (cutting head), is controlled by a controller that sets the sequence in which the solenoid valves turn on and off. On pressure gauges, using pressure regulators, the required pressure is set on each of the valves, which will be supplied to the cutting or engraving zone for a specific material.
Зависимость качества реза и гравировки конкретного материала от давления воздуха бала установлена благодаря опытам, экспериментам. Например, эксперимент проводился на лазерном СО2 станке с ЧПУ с использованием лазерной трубки RECI 100W, фокусной линзой D20, F50.8 мм, с использованием материала двухсторонний пластик толщиной 1,5 мм с допустимой погрешностью давления воздуха 0,03-0,1 атмосферы из-за разных факторов, к примеру, длина воздушной трассы, погрешность манометра, высота режущей головки до материала из-за неровности материала. Результаты сведены в таблицу №1.The dependence of the quality of cutting and engraving of a particular material on the air pressure of the ball was established through experiments. For example, the experiment was carried out on a CNC laser CO 2 machine using a RECI 100W laser tube, a D20 focal lens, F50.8 mm, using double-sided plastic material 1.5 mm thick with a permissible air pressure error of 0.03-0.1 atmospheres due to various factors, for example, the length of the air path, the error of the pressure gauge, the height of the cutting head to the material due to the unevenness of the material. The results are summarized in table No. 1.
Результат опытов показал, что чем больше давление, тем чище рез, но до определенного давления 2.8 Атм. (относится к пластику), следовательно, самая чистая с наименьшим нагаром гравировка начинается от 1 Атм. до 1.6 Атм. Но при давлении 1 Атм. резать нельзя, так как это атмосферное давление и происходит возгорание материала, что небезопасно, и от больших температур происходит деградация линзы без охлаждения. Самые лучшие параметры для гравировки 1,1-1,4 атм, резки 2,4-3,0 атм, фиг. 1, 2.The results of the experiments showed that the higher the pressure, the cleaner the cut, but up to a certain pressure of 2.8 Atm. (applies to plastic), therefore, the cleanest engraving with the least carbon deposits starts from 1 atm. up to 1.6 Atm. But at a pressure of 1 Atm. cutting cannot be done, since this is atmospheric pressure and the material ignites, which is unsafe, and high temperatures cause degradation of the lens without cooling. The best parameters for engraving are 1.1-1.4 atm, cutting 2.4-3.0 atm, fig. 12.
Проверка показателей на материале, фанера березовая Ш2, 3мм, сорт 2/2Checking indicators on the material, birch plywood Ш2, 3mm, grade 2/2
Опыт проводился при следующих параметрах:The experiment was carried out under the following parameters:
Мощность гравировки 17%Engraving power 17%
Скорость гравировки 200 мм/сEngraving speed 200 mm/s
Шаг гравировки 0.05 ммEngraving pitch 0.05 mm
Скорость реза 20 мм/сCutting speed 20 mm/s
Мощность реза 30%Cutting power 30%
Опыт №1 показывает, что чем меньше давление, тем качественне, ярче, четче гравировка, но края реза становяться черными от нагара.Experience No. 1 shows that the lower the pressure, the better, brighter, and clearer the engraving, but the edges of the cut become black from soot.
Опыт №2 подтверждает опыт №1, гравировка менее четкая и темная, много пыли, но чище и качественнее рез, если присмотреться в опыте №2 в надписи видны полоски шага лазера, чего нет в опыте №1.Experiment No. 2 confirms Experiment No. 1, the engraving is less clear and dark, there is a lot of dust, but the cut is cleaner and better quality; if you look closely in Experiment No. 2, stripes of the laser pitch are visible in the inscription, which is not present in Experiment No. 1.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом.The essence of the proposed device is illustrated by the drawing.
Фиг.3 - схема устройства для автоматического изменения давления воздуха.Figure 3 is a diagram of a device for automatically changing air pressure.
Устройство для автоматического изменения давления воздуха при работе на лазерного СО2 станка с числовым программным управлением состоит из:A device for automatically changing air pressure when working on a CO 2 laser machine with numerical control consists of:
1 - воздуховод;2 - электромагнитный клапан;3 - манометр;4 - регулятор давления;1 - air duct; 2 - solenoid valve; 3 - pressure gauge; 4 - pressure regulator;
5 - компрессор.5 - compressor.
Предложенное техническое решение неизвестно из уровня техники по доступным источникам информации, из которого явным образом следует для специалиста из области резки и гравировки, и может быть практически реализовано в серийном производстве по обычной технологии, то есть соответствует критериям патентоспособности.The proposed technical solution is unknown from the state of the art based on available sources of information, from which it clearly follows for a specialist in the field of cutting and engraving, and can be practically implemented in mass production using conventional technology, that is, it meets the patentability criteria.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU225783U1 true RU225783U1 (en) | 2024-05-06 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172233C2 (en) * | 1999-06-29 | 2001-08-20 | Жулев Юрий Григорьевич | Method and apparatus for cutting materials by laser beam |
RU2012139629A (en) * | 2010-02-16 | 2014-03-27 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | INSTALLATION FOR LASER PROCESSING WITH A GAS SOURCE COMMON TO A LASER GENERATOR AND A LASER HEAD |
RU2536095C1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | System for restoring gas composition and pressure in laser |
CN204800156U (en) * | 2015-07-21 | 2015-11-25 | 张清英 | Large -scale automatic laser cutting machine |
RU2607502C2 (en) * | 2011-04-21 | 2017-01-10 | АДИДЖЕ С.п.А. | Method for controlling a laser cutting process and laser cutting system implementing the same |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172233C2 (en) * | 1999-06-29 | 2001-08-20 | Жулев Юрий Григорьевич | Method and apparatus for cutting materials by laser beam |
RU2012139629A (en) * | 2010-02-16 | 2014-03-27 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | INSTALLATION FOR LASER PROCESSING WITH A GAS SOURCE COMMON TO A LASER GENERATOR AND A LASER HEAD |
RU2607502C2 (en) * | 2011-04-21 | 2017-01-10 | АДИДЖЕ С.п.А. | Method for controlling a laser cutting process and laser cutting system implementing the same |
RU2536095C1 (en) * | 2013-05-31 | 2014-12-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | System for restoring gas composition and pressure in laser |
CN204800156U (en) * | 2015-07-21 | 2015-11-25 | 张清英 | Large -scale automatic laser cutting machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104985029B (en) | A kind of new online accurate bending and molding device | |
CN104607639B (en) | A kind of surface reconditioning forming devices printed for metal 3D | |
CN103866318B (en) | The melted deep hole supplement prosthetic device of a kind of precinct laser | |
CN101524784B (en) | Method and device for laser shock forming on the basis of polyurethane rubber film | |
JPH08108236A (en) | Forming and welding method for thin sheet ring and device therefor | |
CN107671550A (en) | More metal arc formula band milling cutter 3D printing device and its Method of printings | |
CN107498782A (en) | One kind automation injection feed device | |
CN110744172A (en) | Electric arc additive stroke-limited high-frequency micro-forging impact strengthening forging head, device and method | |
CN108043952A (en) | A kind of design method of heavy punch piece progressive die | |
RU225783U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATICALLY CHANGING AIR PRESSURE DURING OPERATION OF CO2 LASER CNC MACHINE | |
CN208961140U (en) | Die processing unit bed with automatic clearing function | |
CN106312238A (en) | Flame cutting method for thick steel plate | |
CN208437481U (en) | A kind of laser heating magnesium alloy is without support single-point progressive molding device | |
CN112705820B (en) | Hammering device for additive manufacturing printing system and additive manufacturing printing system | |
CN205395202U (en) | Changeable SLS rapid prototyping device of light source position and light spot diameter | |
CN201261052Y (en) | Horizontal punching machine | |
CN208099561U (en) | A kind of small parts feeding cutting machine | |
CN205798184U (en) | Hybrid electromagnetic sensing and the decompressor of LASER HEATING | |
CN112719291B (en) | Additive manufacturing printing method with rotatable semi-circular arc and hammering | |
CN213195509U (en) | Automatic laser marking machine for wax mould and blade | |
CN212286661U (en) | Chamfering machine | |
US3647130A (en) | Apparatus for welding sheet metal | |
CN215999142U (en) | Equipment for laser cutting PMMA material handle | |
CN205020714U (en) | High -pressure common -rail pipe's side cut mould | |
CN212599643U (en) | CON taper bright surface laser cutting nozzle |