SU1581520A1 - Apparatus for controlling laser hardening process - Google Patents

Apparatus for controlling laser hardening process Download PDF

Info

Publication number
SU1581520A1
SU1581520A1 SU884450852A SU4450852A SU1581520A1 SU 1581520 A1 SU1581520 A1 SU 1581520A1 SU 884450852 A SU884450852 A SU 884450852A SU 4450852 A SU4450852 A SU 4450852A SU 1581520 A1 SU1581520 A1 SU 1581520A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
laser beam
block
frequency
Prior art date
Application number
SU884450852A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Михайлович Кузнецов
Владимир Петрович Егоров
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2190
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2190 filed Critical Предприятие П/Я В-2190
Priority to SU884450852A priority Critical patent/SU1581520A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1581520A1 publication Critical patent/SU1581520A1/en

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  управлени  процессом лазерной закалки поверхностей деталей, особенно сложного фасонного профил . Целью изобретени   вл етс  повышение производительности, снижение себестоимости, трудоемкости и повышение качества закалки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве предусмотрено управление лучом лазера в зависимости от геометрии контура детали и осуществл етс  оно за счет введени  в устройство дополнительно блока пам ти 11, управл емого делител  частоты 14, задающего генератора импульсов 15, преобразовател  частота-напр жение 16, отражател  лазерного луча 8 с приводом его поперечных перемещений 7. К моменту подхода детали в сечение обработки лазерным лучом информаци  об этом сечении находитс  на выходе привода 7 поперечных перемещений. Это позвол ет посто нно поддерживать луч лазера на краю профил  детали. Скорость же обхода контура детали остаетс  посто нной независимо от геометрии контура за счет изменени  коэффициента делени  управл емого делител  14 и изменени  за счет этого продольной составл ющей скорости перемещени  детали. 1 ил.The invention relates to mechanical engineering and can be used to control the process of laser hardening of the surfaces of parts, especially a complex shaped profile. The aim of the invention is to increase productivity, reduce costs, labor intensity and improve the quality of quenching. The goal is achieved in that the device provides control of the laser beam depending on the geometry of the part contour and is accomplished by introducing into the device an additional memory block 11, a controlled frequency divider 14, a master pulse generator 15, a frequency-voltage converter 16 , a laser beam reflector 8 with a drive of its transverse displacements 7. By the time the part approaches the cross section of the laser beam processing, information about this cross section is at the output of the drive 7 transverse displacements. This allows the laser beam to be constantly maintained on the edge of the part profile. The speed of bypassing the contour of the part remains constant regardless of the geometry of the contour due to the change in the division ratio of the controlled divider 14 and the change due to this longitudinal component of the speed of movement of the part. 1 il.

Description

• Изобретение относится к машиностроению и' может быть использовано, для управления процессом лазерной закалки поверхностей деталей, особенно имеющих сложный фасонный профиль (например, ленточные и дисковые пилы).• The invention relates to mechanical engineering and can be used to control the process of laser hardening of surfaces of parts, especially those having a complex shaped profile (for example, band and circular saws).

Целью изобретения является увеличение производительности, снижение трудоемкости, себестоимости И повыше- Ю _ние качества закалки*The aim of the invention is to increase productivity, reduce the complexity, cost and higher _ quenching quality *

На чертеже изображена функциональная схема устройства,The drawing shows a functional diagram of a device

Устройство состоит из оптико-механической и электрической частей. 15 _ Оптико-механическая часть'устройства расположена вокруг траектории движения детали и включает в себя привод 1 продольных перемещений, обрабатываемую деталь 2, датчик 3 пере- 20 мещений, источник 4 излучения с оптической системой, щелевую диафрагму 5, фотоприемник 6, привод 7 поперечных перемещений, отражатель 8 лазерного луча.· 25The device consists of optical-mechanical and electrical parts. 15 _ The optical-mechanical part of the device is located around the part’s trajectory and includes a drive 1 of longitudinal displacements, a workpiece 2, a motion sensor 3, a radiation source 4 with an optical system, a slit diaphragm 5, a photodetector 6, a transverse drive 7 displacement, reflector 8 of the laser beam. · 25

Электрическая часть устройства выполнена в виде отдельного блока и включает в себя аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, блок 10 ячеек памяти, блок 11. памяти, блок 12 вычитания, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, управляемый делитель 14 частоты, задающий генератор 15 импульсов, преобразователь 16 частотанапряжение.The electrical part of the device is made in the form of a separate unit and includes an analog-to-digital converter (ADC) 9, a block of 10 memory cells, a block of 11. memory, a block of subtraction 12, a digital-to-analog converter (DAC) 13, a controlled frequency divider 14, a master oscillator 15 pulses, the Converter 16 frequency voltage.

Выход фотоприемника 6 соединен с входом АЦП 9, выход которого соединен с входом блока 10 ячеек памяти. Выход датчика 3'перемещений соединен с вторым входом блока 10 ячеек памяти и '· входом блока 11 памяти, выход которого соединен входом блока 12 вычитания. Выход блока 10 ячеек памяти является вторым входом блока 11 памяти, входом ЦАП 13 и вторым входом блока 1 2 45 вычитания, выход которого соединен с входом управляемого делителя 14 час-'· тотьг, Выход задающего генератора 15 является вторым входом управляемого делителя 14, выход которого соединен с входом преобразователя 16 частота-напряжение. Выход ЦАП 13 соединен с входом привода 7 поперечных перемещений, а выход преобразователя 16 частота-напряжение - $$The output of the photodetector 6 is connected to the input of the ADC 9, the output of which is connected to the input of the block 10 of memory cells. The output of the sensor 3 'displacement is connected to the second input of the block 10 of the memory cells and' · the input of the block 11 of the memory, the output of which is connected to the input of the block 12 subtraction. The output of block 10 of the memory cells is the second input of block 11 of the memory, the input of the DAC 13 and the second input of block 1 2 45 subtraction, the output of which is connected to the input of the controlled divider 14 o'clock. The output of the master oscillator 15 is the second input of the controlled divider 14, the output which is connected to the input of the Converter 16 frequency-voltage. The output of the DAC 13 is connected to the input of the drive 7 lateral movements, and the output of the Converter 16 frequency-voltage - $$

С входом привода 1 продольных перемещений.With drive input 1 longitudinal displacements.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Поток излучения от источника 4 с оптическойсистемой в виде направленного пучка освещает перемещаемую обрабатываемую деталь 2, После прохождения щелевой диафрагмы 5 с оптической системой поток излучения оказывается модулированным по величине некоторым сечением обрабатываемой детали и фокусируется на фотоприемнике 6.Далее сигнал с фотоприемника поступает на;аяалого-цифровой преобразователь (ЯЦП) 9, где он кодируется в двоичном коде и поступает в блок 10 ячеек памяти. Здесь по тактовому сигналу, формируёмому датчиком 3 перемещений, происходит передача информации о величине сечения детали последовательно с одних ячеек памяти на другие. Причем.. число ячеек памяти численно равно расстоянию между осью оптической системы и лучом от отражателя 8, деленному на расстояние между отдельными рассматриваемыми сечениями детали (в конечном итоге цена деления шкалы датчика перемещений). Следовательно, в'каждый момент времени рабочего цикла g блоке 10 ячеек памяти хранится информация о величинах всех сечений профиля детали на отрезке между отражателем луча и диафрагмой. При перемещении приводом 1 продольных перемещений детали на один шаг датчика 3 перемещений последний вырабатывает очередной импульс, который перемещает последовательно всю информацию на один игаг ячеек памяти. При этом в· первую ячейку записывается текущая информация о величине сечения, а с последних ^ информация поступает на блок 12 вычитания и блок 11 памяти. На выходе блока памяти всегда находится информация о величине предыдущего сечения, а на выходе блока ячеек памяти - последующего.The radiation flux from a source 4 with an optical system in the form of a directed beam illuminates the moving workpiece 2, After passing through the slotted diaphragm 5 with the optical system, the radiation flux turns out to be modulated in magnitude by some section of the workpiece and focuses on the photodetector 6. Further, the signal from the photodetector arrives at; a digital Converter (JRC) 9, where it is encoded in binary code and enters a block of 10 memory cells. Here, according to the clock signal generated by the displacement sensor 3, information on the value of the section of the part is transmitted sequentially from one memory cell to another. Moreover .. the number of memory cells is numerically equal to the distance between the axis of the optical system and the beam from the reflector 8, divided by the distance between the individual sections of the part under consideration (ultimately, the division price of the displacement sensor scale). Therefore, at every moment of the duty cycle in block 10 memory cells, information is stored on the values of all sections of the part profile in the segment between the beam reflector and the diaphragm. When the drive 1 moves the longitudinal displacements of the part by one step of the displacement sensor 3, the latter generates the next pulse, which moves all the information sequentially to one igag of the memory cells. At the same time, current information about the cross-sectional value is recorded in the first cell, and from the last ^ information is supplied to the subtraction unit 12 and the memory unit 11. The output of the memory block always contains information about the size of the previous section, and the output of the block of memory cells - the next.

Одновременно информация с блока ячеек памяти поступает на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13, откуда информация в аналоговом виде поступает на привод 7 поперечных перемещений отражателя 8. Таким образом/к моменту подхода в сечение обработки лазерным лучом,'информацияί о величине этого сечения также находится на выходе привода 7 поперечных перемещений* Блок 10 ячеек памяти играет роль, лйнии задержки во времени выходной информации на величину, необходимую для соответствующего перемещения дета.At the same time, information from the block of memory cells is fed to a digital-to-analog converter (DAC) 13, from where information in analog form is transmitted to the drive 7 of transverse movements of the reflector 8. Thus / by the time of approaching the laser beam processing cross section, the 'information' on the value of this cross section is also on drive output 7 lateral movements * Block 10 memory cells plays a role, the time delay lines of the output information by the amount necessary for the corresponding movement of the part.

жсние трудоемкости, себестоимости иlabor costs, costs and

Это позволяет постоянно поддерживать луч лазера на краю профиля детали, С целью обеспечения постоянства скорости обхода контура информация с блока 12 вычитания {которая в этом случае играет роль дифференцирующего звена) поступает на управляемый делитель 14 частоты, на выход которого поступают импульсы с задающего генератора 15, частота следования которых соответствует заданной контурной скорости, Если профиль детали не изменил своего значения от одного шага к другому (горизонтальный участок), разность равна нулю и коэффициент деления управляемого делитиля частоты равен еденице. Если профиль имеет изгиб (лучу лащера приходится проходить больший путь от сечения к сечению), то коэффициент деления оказывается отличным от единицы и частота следования импульсов снижается, что приводит к снижению продольной составляющей скорости перемещения относительно движения детали и луча. Сигнал перед подачей на привод продольных перемещений преобразуется в аналоговый с помощью преобразователя 16 частотанапряжение. Таким образом, скорость · обхода контура детали остается постоянной независимо от геометрии контура последней.This allows you to constantly maintain the laser beam at the edge of the profile of the part. In order to ensure the speed of the circuit bypass, the information from the subtraction unit 12 (which in this case plays the role of the differentiating link) is fed to a controlled frequency divider 14, the output of which is supplied by pulses from the master oscillator 15, the repetition rate of which corresponds to a given contour speed, If the part profile has not changed its value from one step to another (horizontal section), the difference is zero and the division ratio of trolled delitilya frequency equal UNIT. If the profile has a bend (the ray of the lasher has to go a greater way from section to section), then the division coefficient turns out to be different from unity and the pulse repetition rate decreases, which leads to a decrease in the longitudinal component of the speed of movement relative to the movement of the part and the beam. The signal before applying to the drive longitudinal displacement is converted to analog using the Converter 16 frequency voltage. Thus, the speed of · bypassing the contour of the part remains constant regardless of the geometry of the contour of the latter.

Введение отражателя лазерного луча с механизмом его перемещения, блока памяти, преобразователя частота-напря повышение качества закалки.The introduction of a laser beam reflector with a mechanism for its movement, a memory unit, a frequency-voltage converter increases the quality of hardening.

Claims (1)

Формул а' из обре тения;Claim; Устройство управлений процессом 1 Process Control Unit 1 5 лазерной закалки деталей, состоящее из механизма перемещения детзли,источника излучения, оптической системы, фотоприемника, аналого-цифрового преобразователя, блока ячеек памяти, о т л и10 чающееся тем, что, с целью увеличения ( производительности, снижения трудоёмкос'ти, себестоимости и повышения качества5 laser hardening parts, consisting of a moving mechanism detzli, radiation source, optical system, a photodetector, an analog-digital converter, a memory cell block of r and 10 l sistent in that, in order to increase (productivity, reduce trudoomkos'ti, cost and improve quality I „ закадки, в устройство дополнительно введены преобразователь частота-нап15 ряжение,блок памяти управляющий делитель частоты, задающий генератор импульсов, отражатель лазерного луча, механизм поперечного.перемещения отражателя лазерного луча, блок вычитания и цифроаналоговый преобразователь, причем выход фотоприемника соединен с /выходом аналого-цифрового преобра зователя, выход которого соединен с входом блока ячеек памяти, выход которого соединен с входом блока вычи тания, причем выход блока ячеек памяти соединен с вторым входом блока'памяти, входом цифроаналогового преоб’· разователя и вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с входом управляемого делителя частоты, а другой вход управляемого делителя частоты соединен с выходом задающего генератора, выход соединен с входом 35 преобразователя частота-напряжение, а выход цифроаналогового преобразоважение, управляемого делитиля, блоков логической обработки сигналов продольного и поперечного перемещений и их взаимных связей обеспечивает увеличение производительности, сни теля соединен с входом привода поперечных перемещений, причем выход пре· образователя частота-напряжение сое40 динен с входом привода продольных перемещений.I „tweaks, a frequency-to-voltage converter, a memory block, a control frequency divider, a pulse generator, a laser beam reflector, a transverse laser beam movement mechanism, a subtraction unit and a digital-to-analog converter are additionally introduced into the device, the output of the photodetector connected to the analog output -digital converter, the output of which is connected to the input of the block of memory cells, the output of which is connected to the input of the subtraction block, and the output of the block of memory cells is connected to the second input of the memory unit, by the input of the digital-to-analog converter and the second input of the subtraction unit, the output of which is connected to the input of the controlled frequency divider, and the other input of the controlled frequency divider is connected to the output of the master oscillator, the output is connected to the input 35 of the frequency-voltage converter, and the digital-to-analog output the conversion of a controlled divider, blocks of logical processing of signals of longitudinal and transverse displacements and their mutual connections provides an increase in productivity, the sensor is connected to the input ivoda transverse displacements, the output of the pre-forming ·-frequency voltage to the input of the connections soe40 longitudinal displacement drive.
SU884450852A 1988-06-27 1988-06-27 Apparatus for controlling laser hardening process SU1581520A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884450852A SU1581520A1 (en) 1988-06-27 1988-06-27 Apparatus for controlling laser hardening process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884450852A SU1581520A1 (en) 1988-06-27 1988-06-27 Apparatus for controlling laser hardening process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1581520A1 true SU1581520A1 (en) 1990-07-30

Family

ID=21385666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884450852A SU1581520A1 (en) 1988-06-27 1988-06-27 Apparatus for controlling laser hardening process

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1581520A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005110665A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-24 Yuri Konstantinovich Nizienko Method for material laser cutting

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1296344, кл. В 23 К 26/00, 1985. Авторское свидетельство СССР № 1429436, кл. В 23 К 26/00, 1986. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005110665A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-24 Yuri Konstantinovich Nizienko Method for material laser cutting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1581520A1 (en) Apparatus for controlling laser hardening process
CA2030621A1 (en) Method and an arrangement for accurate digital determination of the time or phase position of a signal pulse train
EP0478801A1 (en) Michelson interferometer
US4476420A (en) Circuit arrangement for synthesizing a sinusoidal position signal having a desired phase and high-resolution positioning system making use of the circuit arrangement
GB974721A (en) Pulse code modulation coder
US3898448A (en) Spiral scan generator
SU1188581A1 (en) Arrangement for measuring rate of cutting tool wear
SU443466A1 (en) Programmable pulse generator
SU1403376A1 (en) Optronic d-a converter
JPS57206822A (en) Detector for position and speed
SU734613A1 (en) Digital follow-up system
SU819794A1 (en) Multi-coordinate manipulator program control device
SU1337656A2 (en) Device for measuring linear shifts of scanning mirror of fourier spectrometer
SU1495994A1 (en) Multichannel displacement-to-code converter
SU919147A1 (en) Device for shaping frequency-modulated signal
SU911453A1 (en) Time interval measuring device
SU1180678A2 (en) Apparatus for measuring linear movement
SU1427419A2 (en) Device for playback of digital information from magnetic record carrier
SU703844A1 (en) Graphic information readout device
SU1385232A1 (en) Oscillating frequency digital generator
SU1469558A1 (en) Coder for digital telephone signal transmission system
SU779972A1 (en) Two-channel follow-up drive
SU1235557A1 (en) Apparatus for acounting and sorting parts
SU713739A1 (en) Train automatic braking control apparatus
SU921042A1 (en) Generator with linear frequency modulation