UA121892U

UA121892U - INSTALLATION FOR LASER BEAM PROCESSING IN SHEETS

Info

Publication number: UA121892U
Application number: UAU201704024U
Authority: UA
Inventors: Валерій Павлович Котляров; Андрій Сергійович Тарасюк
Original assignee: Валерій Павлович Котляров; Андрій Сергійович Тарасюк
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2017-12-26

Abstract

Установка для обробки отворів лазерним променем в листових заготівках містить лазер з блоком живлення, перетворюючу лінзу, робочий стіл для розміщення заготівки, датчик тиску газу, який підключено до блока живлення лазера. Лінзу розташовано в оправці, яка оснащена на зовнішній поверхні ущільнювачами та розташована у вигляді поршня у циліндричному стакані, в дні якого зі сторони заготівки, виконано отвір, де встановлено співвісно з віссю лазерного променя сопло з каліброваним отвором для витікання газу, що підводиться у порожнину стакана через трубопровід із вхідною діафрагмою, причому між лінзою та протилежною стороною стакана встановлено пружину, а його порожнину з'єднано з датчиком тиску.Installation for processing holes with a laser beam in sheet blanks contains a laser with a power supply unit, a conversion lens, a workbench to accommodate the workpiece, a gas pressure sensor that is connected to the power supply of the laser. The lens is located in a mandrel, which is equipped with seals on the outer surface and located in the form of a piston in a cylindrical glass, at the bottom of which, from the side of the workpiece, a hole is made, which is installed coaxially with the axis of the laser beam with a calibrated hole for gas to be drawn into the stream. through a conduit with an inlet diaphragm, a spring is mounted between the lens and the opposite side of the glass and its cavity is connected to a pressure sensor.

Description

Корисна модель належить до обладнання для розмірної обробки заготовок лазерним променем, зокрема для створення в них отворів.The useful model belongs to the equipment for dimensional processing of workpieces with a laser beam, in particular for creating holes in them.

Відома установка для обробки отворів лазерним променем, що містить лазер з блоком живлення, фокусуючу лінзу та фотоприймач для вимірювання розміру отвору, що обробляється, підключений до блока живлення через інтерфейс (11.A known device for processing holes with a laser beam, containing a laser with a power supply unit, a focusing lens and a photo receiver for measuring the size of the hole being processed, connected to the power supply unit through an interface (11.

Недоліком установки є невисока точність обробки внаслідок того, що показники вимірювального пристрою залежать від рівня залишкової енергії променя, яка не була витрачена на руйнування матеріалу заготовки, тобто коливання товщини заготівок, нестабільність властивостей їх матеріалу, а також варіація характеристик інструмента - лазерного променя - впливають на показники вимірювального пристрою, тобто на результат обробки.The disadvantage of the installation is the low accuracy of processing due to the fact that the indicators of the measuring device depend on the level of the residual energy of the beam, which was not spent on the destruction of the material of the workpiece, that is, fluctuations in the thickness of the workpieces, the instability of their material properties, as well as the variation of the characteristics of the tool - the laser beam - affect indicators of the measuring device, that is, on the result of processing.

Найбільш близьким аналогом є установка для обробки отворів лазерним променем, що містить лазер з блоком живлення, перетворюючу лінзу, робочий стіл для закріплення заготівки, виконаний у вигляді відкритої ємності, з'єднаної з газовою магістраллю і датчиком тиску газу, який підключено до входу блока живлення лазера |21І.The closest analogue is a device for processing holes with a laser beam, which contains a laser with a power supply unit, a converting lens, a work table for fixing the workpiece, made in the form of an open container, connected to a gas line and a gas pressure sensor, which is connected to the input of the power supply unit laser |21I.

Недоліком установки є неможливість її використання для обробки системи отворів в листових заготівках, а також невисока ефективність доопрацювання отворів, особливо в тонких листах до потрібного розміру додатковими імпульсами випромінювання без змінення розмірів попереку променя.The disadvantage of the installation is the impossibility of its use for processing the system of holes in sheet blanks, as well as the low efficiency of finishing the holes, especially in thin sheets to the required size with additional pulses of radiation without changing the cross-beam dimensions.

В основу корисної моделі поставлена задача розширення можливостей та підвищення ефективності обробки отворів високої точності в листових заготівках.The basis of the useful model is the task of expanding the possibilities and increasing the efficiency of processing high-precision holes in sheet blanks.

Поставлена задача вирішується тим, що в установці для обробки отворів лазерним променем, що містить лазер з блоком живлення, перетворюючу лінзу, робочий стіл для розміщення заготівки, датчик тиску газу, який підключено до блока живлення лазера, лінзу розташовано в оправці, яка оснащена на зовнішній поверхні ущільнювачами та розташована у вигляді поршня у циліндричному стакані, в дні якого зі сторони заготівки, виконано отвір, де встановлено співвісно з віссю лазерного променя сопло з каліброваним отвором для витікання газу, що підводиться у порожнину стакана через трубопровід із вхідною діафрагмою, причому між лінзою та протилежною стороною стакану встановлено пружину, а його порожнину з'єднано з датчиком тиску.The task is solved by the fact that in the installation for processing holes with a laser beam, which contains a laser with a power supply unit, a converting lens, a work table for placing the workpiece, a gas pressure sensor that is connected to the laser power supply unit, the lens is located in a mandrel, which is equipped with an external surface with seals and is located in the form of a piston in a cylindrical glass, in the bottom of which, on the side of the workpiece, a hole is made, where a nozzle with a calibrated hole for the outflow of gas, which is fed into the cavity of the glass through a pipeline with an inlet diaphragm, is installed coaxially with the axis of the laser beam, and between the lens and a spring is installed on the opposite side of the glass, and its cavity is connected to a pressure sensor.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено схему установки. Установка містить лазер 1 з блоком живлення 10, установлену на шляху його променя перетворюючу лінзу 2 в оправці 6, на циліндричній поверхні якого розташовано ущільнювачі 7, робочий стіл 4 для позиціювання заготівки З, датчик тиску газу 8, підключений до блока живлення 10 лазера 1.The essence of the useful model is explained by the drawing, which shows the installation scheme. The installation includes a laser 1 with a power supply unit 10, a converting lens 2 installed in the path of its beam in a mandrel 6, on the cylindrical surface of which seals 7 are located, a work table 4 for positioning the workpiece C, a gas pressure sensor 8 connected to the power supply unit 10 of the laser 1.

Лінзу 2 в оправці 6 встановлено в стакані 9 у вигляді поршня пневмоциліндра односторонньої дії з пружиною 5. З його іншої сторони в дні стакана 9 виготовлено отвір, в якому розташовано сопло 12 для витікання газу із порожнини стакану 9 в бік заготівки 3. Порожнину стакана 9 під'єднано до датчику тиску 8, а газ в неї подається трубопроводом з вхідною діафрагмою 11.The lens 2 in the mandrel 6 is installed in the glass 9 in the form of a piston of a one-way pneumatic cylinder with a spring 5. On its other side, in the bottom of the glass 9, a hole is made, in which there is a nozzle 12 for the outflow of gas from the cavity of the glass 9 towards the workpiece 3. The cavity of the glass 9 is connected to the pressure sensor 8, and gas is supplied to it through a pipeline with an inlet diaphragm 11.

Установка працює наступним чином. Заготовку З встановлюють на робочому столі 4. Стакан 9 з розташованою в ньому лінзою 2 в оправці, ущільненій (7) по циліндричній поверхні, що пружиною 5 притискається до дна стакана 9, переміщують у напряму поверхні заготівки до виконання заданих умов опромінення БЕ, які визначаються за показником датчику тиску газу 8 в порожнині стакана 9 під лінзою 2, який визначається балансом надходження газу в порожнину через вхідну діафрагму 11 та його витратою через отвір в соплі 12 у бік заготівки 3. Перед початком обробки витік газу визначається зазором 7 між торцем сопла та діаметром отвору в ньому де, площею 5-пас-, тиском р та розміром вхідної діафрагми 11 дех. Під час обробки отвору формування його скрізного каналу призводить до збільшення витрати газу із порожнини стакана 9 внаслідок збільшення площі витікання газу на площу сформованого отвору в заготівці 4 Заот-лі2/4. Це викличе пониження тиску під лінзою 2 та її переміщення в бік заготівки, тобто зміщення каустики перетвореного нею променя на величину АЕ. Збільшення розміру його попереку до величини дле-д-АЕО/Е призведе до збільшення діаметра оброблювального отвору, що позначиться на показнику датчика тиску 8 і при його досягненні заданого рівня викличе припинення процесу обробки впливом на блок живлення 10 датчика тиску 8.The installation works as follows. The workpiece C is installed on the work table 4. The glass 9 with the lens 2 located in it in the mandrel, sealed (7) along the cylindrical surface, which is pressed against the bottom of the glass 9 by the spring 5, is moved in the direction of the surface of the workpiece until the given conditions of BE irradiation are met, which are determined according to the indicator of the gas pressure sensor 8 in the cavity of the cup 9 under the lens 2, which is determined by the balance of gas entering the cavity through the inlet diaphragm 11 and its flow through the hole in the nozzle 12 towards the workpiece 3. Before processing, the gas leak is determined by the gap 7 between the end of the nozzle and the diameter of the hole in it is de, the area is 5-pass-, the pressure is p and the size of the inlet diaphragm is 11 deh. During the processing of the hole, the formation of its through channel leads to an increase in the flow of gas from the cavity of the cup 9 due to an increase in the area of gas outflow to the area of the formed hole in the workpiece 4 Zaot-li2/4. This will cause a decrease in the pressure under the lens 2 and its movement towards the workpiece, i.e. a shift in the caustic of the beam transformed by it by the amount of AE. An increase in the size of its waist to the size of the d-AEO/E will lead to an increase in the diameter of the processing hole, which will affect the indicator of the pressure sensor 8 and, when it reaches a given level, will cause the termination of the processing process by affecting the power supply unit 10 of the pressure sensor 8.

Враховуючи залежність прирощення розміру отвору від пневматичної характеристики вимірювальної системи (р та дех) та легкість її змінення, можна стверджувати, що поставлену задачу корисної моделі вирішено, тобто надана можливість обробки отворів в тонких заготівках при зменшеній кількості імпульсів та при керованих кроках наближення до заданого рівня розміру отвору.Taking into account the dependence of the increase in the size of the hole on the pneumatic characteristics of the measuring system (p and deh) and the ease of its change, it can be stated that the task of the useful model has been solved, that is, the possibility of processing holes in thin workpieces with a reduced number of pulses and with controlled steps of approaching the given level has been provided hole size.

Джерела інформації: (510) 1. Патент Швейцарія Мо 572798. кл. В2ЗК 26/00, 27.12.76.Sources of information: (510) 1. Patent Switzerland Mo 572798. cl. V2ZK 26/00, 27.12.76.

2. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюра Н.И.2. Grigoryants A.G., Shyganov I.N., Mysyura N.Y.

Технологические процессьі лазерной обработки. - М.: МГТУ им.Technological processes of laser processing. - M.: MGTU named after

Баумана, 2008. - с.574, рис. 8.10.Bauman, 2008. - p. 574, fig. 8.10.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

An installation for processing holes with a laser beam in sheet blanks, which includes a laser with a power supply unit, a converting lens, a work table for stirring the workpiece, a gas pressure sensor that is connected to the laser power supply unit, which is distinguished by the fact that the lens is located in a mandrel, which is equipped on the outer surface with seals and is located in the form of a piston in a cylindrical glass, in the bottom of which, on the side of the workpiece, a hole is made, where a nozzle with a calibrated hole for the outflow of gas is installed coaxially with the axis of the laser beam, which is fed into the cavity of the glass through a pipeline with an inlet diaphragm, and between lens and the opposite side of the glass, a spring is installed, and its cavity is connected to a pressure sensor. 4 и ши ши х ши Ше з В B 10 І ho АЯ: E roya: шх нс ше Шася фенив чень! z 3 oda ZHI I she is shk -3 no Z shi Z to Z ish shin: min i, i i p e x Se i NI Z | KO I; ke KI N Y Her ke I honor, pp s hy to A ke Az vin a che of! no - And---