RU2368477C2

RU2368477C2 - Устройство многопозиционной лазерной обработки

Info

Publication number: RU2368477C2
Application number: RU2007145856/02A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Чивель (BY); Юрий Александрович Чивель; Игорь Смуров (FR); Игорь Смуров; Бернар Лаже (FR); Бернар Лаже; Филипп Бертран (FR); Филипп БЕРТРАН
Original assignee: Национальная инженерная школа Сент-Этьенна
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2009-09-27
Also published as: RU2007145856A

Abstract

Данное изобретение относится к устройству многопозиционной лазерной обработки материалов и может быть использовано при изготовлении большого количества изделий на одном лазерном комплексе, в том числе при лазерной резке, сварке, наплавке и селективном спекании. Устройство содержит лазер и оптически связанные с ним систему деления исходного пучка, систему сведения пучков, гальваносканер с фокусирующим объективом и телескоп-гомогенизатор излучения, установленный по ходу пучка перед системой деления исходного пучка. Система деления исходного пучка и система сведения пучков выполнены в виде матриц зеркал. Зеркала матриц имеют равные площади и выполнены с возможностью независимого поворота и перемещения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Зеркала матрицы системы сведения пучков установлены с возможностью дополнительного перемещения в плоскости матрицы. Устройство обеспечивает многократное повышение производительности лазерных технологических комплексов и снижение энергозатрат при высоком качестве изделия. 1 ил.

Description

Данное изобретение относится к области лазерной обработки материалов и может быть использовано при изготовлении большого количества изделий на одном лазерном комплексе, в том числе при лазерной резке, сварке, наплавке и селективном спекании.

Задачей заявляемого изобретения является разработка устройства многопозиционной лазерной обработки, обеспечивающего многократное повышение производительности лазерных технологических комплексов, снижение энергозатрат при высоком качестве изделий.

Известно устройство многопозиционной лазерной обработки [1], содержащее лазер, оптически связанный с системой деления пучка в виде дифракционной решетки, и системой сканирования и фокусировки лазерного излучения в раздельных областях обработки в виде механического вращателя и объектива.

Недостатком данного устройства является расположение раздельных областей обработки по одной линии и, как следствие, снижение производительности. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является представленное в [2] устройство многопозиционной лазерной обработки, содержащее лазер, оптически связанный с системой деления пучка, системой сведения пучков, гальваносканером с фокусирующим объективом. Недостатком данного устройства является сложность системы деления пучка и выравнивания интенсивностей отдельных пучков.

Задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение устройства, обеспечение идентичности изделий при многократном повышении производительности лазерных технологических комплексов, снижении энергозатрат при высоком качестве изделиий.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство многопозиционной лазерной обработки, содержащее лазер, оптически связанный с системой деления исходного пучка и системой сведения пучков, гальваносканером с фокусирующим объективом.

Новым, по мнению авторов, является то, что устройство снабжено телескопом-гомогенизатором излучения, оптически связанным с лазером и установленным по ходу пучка перед системой деления пучка, система деления исходного пучка и система сведения пучков выполнены в виде матриц зеркал, при этом зеркала матриц имеют равные площади и выполнены с возможностью независимого поворота и перемещения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, причем зеркала матрицы системы сведения пучков установлены с возможностью дополнительного перемещения в плоскости матрицы.

Сущность изобретения поясняется схемой на чертеже.

Устройство содержит лазер 1, оптически связанный с телескопом-гомогенизатором 2, системой деления исходного пучка в виде матрицы зеркал 3, системой сведения пучков в виде матрицы зеркал 4, гальваносканером 5 и фокусирующим объективом 6. Каждое зеркало матриц снабжено приспособлением для юстировки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Зеркала матрицы системы сведения пучков установлены с возможностью дополнительного перемещения в плоскости матрицы для регулировки угла падения пучков на входное зеркало гальваносканера.

Устройство работает следующим образом. Луч лазера 1 с гауссовым распределением интенсивности излучения по сечению пучка после прохождения телескопа-гомогенизатора 2 приобретает близкое к равномерному распределение. С помощью матрицы зеркал 3 с равной площадью поверхности зеркал пучок разбивается на несколько равных по мощности параллельных пучков, каждый из которых направляется под необходимым углом на соответствующее зеркало второй по ходу луча матрицы 4 с идентичными первой зеркалами. С помощью второй по ходу луча матрицы зеркал 4 параллельные пучки направляются под разными углами падения на входное зеркало гальваносканера 5. После отражения от второго зеркала гальваносканера пучки фокусируются одним объективом 6 в разные области обработки на поверхности 7. При программном вращении зеркал гальваносканера движения пятен фокусировки будут с высокой точностью идентичными 7.

Таким образом, заявляемое устройство многопозиционной лазерной обработки обеспечивает идентичность изделий, многократное повышение производительности лазерных технологических комплексов, снижение эксплуатационных и энергозатрат при высоком качестве изделия.

Список литературы

1. Атако, 8. Kayamoru. Laser processing method, laser welding method and laser processing apparatus. US Patent №7, 009, 138 at 07.03.2006.

2. T.Lizote, O.Ohar. Sistem and method for generating and controlling multiple independently steerable laser beam formaterial processing. US Patent №6909735 at 21.06.2005.

Claims

Устройство многопозиционной лазерной обработки, содержащее лазер и оптически связанные с ним систему деления исходного пучка и систему сведения пучков и гальваносканер с фокусирующим объективом, отличающееся тем, что оно снабжено телескопом-гомогенизатором излучения, оптически связанным с лазером и установленным по ходу пучка перед системой деления исходного пучка, система деления исходного пучка и система сведения пучков выполнены в виде матриц зеркал, при этом зеркала матриц имеют равные площади и выполнены с возможностью независимого поворота и перемещения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, причем зеркала матрицы системы сведения пучков установлены с возможностью дополнительного перемещения в плоскости матрицы.