Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ ЛУЧОМ ЛАЗЕРА(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(72) Авторы Мышковец Виктор Николаевич Максименко Александр Васильевич Полторан Игорь Леонидович Лелекин Владимир Вячеславович Усов Петр Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(57) 1. Устройство для обработки детали лучом лазера, содержащее оптический квантовый генератор, модуль лазера, состоящий из трубчатого корпуса, имеющего верхнюю цилиндрическую и верхнюю торцевую части, внутри которого закреплены зеркало и, по меньшей мере, одна фокусирующая линза, механизм качания модуля лазера, а также привод механизма качания, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено системой управления, состоящей из блока управления и вычислительной машины, соединенной с механизмом качания модуля лазера, выполненным в виде шарнирно связанных между собой неподвижной обоймы и сферического элемента, соединенного с верхней цилиндрической или верхней торцевой частью трубчатого корпуса, а привод механизма качания модуля лазера выполнен в виде ряда силовых узлов, содержащих штоки, расположенные равномерно по окружности сферического элемента. 86512012.10.30 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод механизма качания выполнен в виде ряда электромагнитных узлов, содержащих штоки. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод механизма качания выполнен в виде ряда силовых цилиндров. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сферический элемент выполнен в виде или сферического кольца, или сферической втулки. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оптический квантовый генератор выполнен в виде импульсного СО 2 генератора или на твердом теле кристалла и 3. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модуль лазера снабжен средством фиксации в заданном угловом положении, выполненным в виде зажимного винта, размещенного в резьбовом отверстии, выполненном в стенке обоймы. Полезная модель относится к обработке поверхности лазерным лучом и может быть использована в машиностроении при наплавке, упрочнении, легировании, текстурировании рабочих поверхностей деталей, а также резке. Известно устройство для обработки деталей лучом лазера, содержащее оптический квантовый генератор, модуль, состоящий из трубчатого корпуса, внутри которого закреплены зеркало и, по меньшей мере, одна фокусирующая линза 1. Известное устройство обеспечивает продольное перемещение обрабатываемой детали. Кроме того, для обработки по окружности обрабатываемая деталь установлена с возможностью вращения вокруг своей оси. Существенным недостатком известного устройства является то, что в случае обработки поверхности по сложной траектории необходимо, чтобы лазерный луч перемещался во множестве направлений по отношению к обрабатываемой детали. Для этого необходима переустановка или перемещение детали, что в свою очередь приводит к снижению производительности и ограничению номенклатуры обрабатываемых изделий. Наиболее близким техническим решением является устройство для обработки детали лучом лазера, содержащее оптический квантовый генератор, модуль лазера, состоящий из трубчатого корпуса, внутри которого закреплены зеркало и, по меньшей мере, одна фокусирующая линза, механизм качания модуля лазера и привод механизма качания 2. Недостатком известного устройства также является то, что изделия обрабатываются лучом лазера, движущимся по прямолинейной траектории, что в результате снижает производительность устройства и ограничивает номенклатуру изделий, при обработке которых необходимо, чтобы лазерный луч перемещался во множестве направлений по отношению к изделию без переустановки или перемещения изделия. Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, - увеличение производительности и расширение технологических возможностей устройства при осуществлении лазерной обработки поверхностей изделий. Технический результат, достигаемый полезной моделью автоматическое управление механизмом качания модуля обеспечение модулю лазера возможности прямолинейных и/или круговых колебательных движений, а также заданных углов наклона обеспечение возможности лазерному лучу перемещения по различной траектории движения по поверхности изделия - по окружности, по спирали, маятниковые и различные виды многолепестковых движений. 2 86512012.10.30 Указанный технический результат достигается тем, что устройство для обработки детали лучом лазера, содержащее оптический квантовый генератор, модуль лазера, состоящий из трубчатого корпуса, имеющего верхнюю цилиндрическую и верхнюю торцевую части, внутри которого закреплены зеркало и, по меньшей мере, одна фокусирующая линза, механизм качания модуля лазера, а также привод механизма качания, дополнительно снабжено системой управления, состоящей из блока управления и вычислительной машины, соединенной с механизмом качания модуля лазера, выполненным в виде шарнирно связанных между собой неподвижной обоймы и сферического элемента, соединенного с верхней цилиндрической или верхней торцевой частью трубчатого корпуса, а привод механизма качания модуля лазера выполнен в виде ряда силовых узлов, содержащих штоки,расположенные равномерно по окружности сферического элемента. Кроме того, привод механизма качания выполнен в виде ряда электромагнитных узлов, содержащих штоки. Кроме того, привод механизма качания выполнен в виде ряда силовых цилиндров. Кроме того, сферический элемент выполнен в виде или сферического кольца, или сферической втулки. Кроме того, оптический квантовый генератор выполнен в виде импульсного 2 генератора или на твердом теле кристалла и 3. Кроме того, модуль лазера снабжен средством фиксации сферического элемента в заданном угловом положении, выполненным в виде зажимного винта, размещенного в резьбовом отверстии, выполненном в стенке обоймы. Сопоставление заявляемого технического решения с прототипом показывает, что новыми существенными признаками является то, что механизм качания выполнен в виде шарнирно связанных между собой неподвижной обоймы и сферического элемента, соединенного с верхней цилиндрической или верхней торцевой частью трубчатого корпуса. Привод механизма качания выполнен в виде ряда силовых узлов, содержащих штоки, и снабжен системой управления, состоящей из блока управления и вычислительной машины. При этом штоки силовых узлов расположены равномерно по окружности сферического элемента, поочередно взаимодействуют со сферическим элементом и придают модулю лазера заданные системой управления прямолинейные и/или круговые колебательные движения, а также заданные углы наклона. Амплитуда колебаний луча лазера определена величиной углового перемещения сферического элемента в обойме, что для специалиста явным образом не следует из уровня техники. Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги,характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного устройства для обработки детали лучом лазера, отсутствуют. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна. Заявляемая полезная модель устройства для обработки детали лучом лазера пригодна к осуществлению промышленным способом с использованием существующей технологии производства и позволяет получить указанный технический результат и решить поставленную техническую задачу. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию промышленная применимость. Изложенная сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурами, на которых представлены фиг. 1 - общий вид устройства для обработки детали лучом лазера фиг. 2 - вид устройства, совершающего колебательное движение фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1 фиг. 4 - траектория движения луча по поверхности детали. Устройство для обработки детали лучом лазера содержит (фиг. 1) оптический квантовый генератор 1, модуль лазера 2, состоящий из трубчатого корпуса 3, внутри которого 3 86512012.10.30 закреплены зеркало 4 и, по меньшей мере, одна фокусирующая линза 5, механизм качания 6 (фиг. 2) модуля 2, а также привод 7 механизма качания 6 (фиг. 1). Механизм качания 6 выполнен в виде шарнирно связанных между собой неподвижной обоймы 8 и сферического элемента 9 (фиг. 2). Сферический элемент 9 соединен с верхней цилиндрической или верхней торцевой частью трубчатого корпуса 3. Привод 7 механизма качания 6 (фиг. 1) выполнен в виде ряда силовых узлов 10, содержащих штоки 11, и снабжен системой управления, состоящей из блока управления 12 и вычислительной машины 13. Штоки 11 силовых узлов 10 расположены равномерно по окружности сферического элемента 9(фиг. 3), поочередно взаимодействуют со сферическим элементом 9 и придают модулю 2 заданные системой управления прямолинейные и/или круговые колебательные движения,а также заданные углы наклона (фиг. 2). Амплитуда колебаний луча лазера определена величиной углового перемещения сферического элемента 9 в обойме 8. Привод 7 механизма качания 6 выполнен в виде ряда электромагнитных узлов, содержащих штоки 11. Привод 7 механизма качания 6 может быть выполнен в виде ряда силовых цилиндров (на фигурах не показаны). Сферический элемент 9 выполнен в виде или сферического кольца,или сферической втулки. Оптический квантовый генератор может быть выполнен в виде импульсного 2 генератора или на твердом теле кристалла и 3. Модуль 2 может быть снабжен средством фиксации в заданном угловом положении, выполненным в виде зажимного винта 14, размещенного в выполненном резьбовом отверстии в стенке обоймы 8. Обрабатываемая деталь 15 устанавливается на координатном столе 16. Устройство работает следующим образом. Обрабатываемую деталь 15 устанавливают на координатном столе 16 устройства(фиг. 1). Включают оптический квантовый генератор 1, излучение которого транспортируется в модуль лазера 2. Затем излучение с помощью зеркала 4 и линзы 5 фокусируют на поверхность обрабатываемой детали 15. Далее привод 7 штоками 11 силовых узлов 10 по заданной системой управления технологической программе воздействует на сферический элемент 9 (фиг. 2). При перемещении штоки 11 силовых узлов 10 (электромагнитных узлов или силовых цилиндров) поочередно взаимодействуют со сферическим элементом 9. Сферический элемент 9, совершая колебательные движения, придает модулю 2 заданные системой управления прямолинейные и/или круговые колебательные движения, а также заданные углы наклона. Модуль 2 лучом лазера обрабатывает деталь 15 по нескольким координатам и заданным траекториям движения (фиг. 4) без переустановки детали 15. Задавая различную частоту взаимодействия штоков 11 силовых узлов 10 со сферическим элементом 9, создают различную частоту отклонений луча лазера, а изменяя угловое положение сферического элемента 9 штоками 11 в обойме 8, изменяют амплитуду колебаний луча лазера, которая, однако, не должна превышать обрабатываемую поверхность. После окончания обработки детали 15 штоки 11 силовых узлов 10 возвращают сферический элемент 9 в первоначальное положение. Для технологических операций, в частности резки под углом, модуль 2 поворачивают в заданное угловое положение не только штоками 11 силовых узлов 10, а и вручную, при этом фиксацию сферического элемента 9 производят зажимным винтом 14, размещенным в отверстии обоймы 8. Благодаря возможности задавать различные колебательные движения механизмом качания 6 модулю 2, можно получать траектории движения лазерного луча по поверхности изделия - по окружности, по спирали, маятниковые и различные виды многолепестковых движений (фиг. 4). Круговое движение лазерного луча получают в том случае, если штоки 11 силовых узлов 10 поочередно по окружности взаимодействуют со сферическим элементом 9 и придают ему одинаковые угловые перемещения в обойме 8. Движение лазерного луча по спирали получают в том случае, если штоки 11 силовых узлов 10 по окружности поочередно взаимодействуют со сферическим элементом 9 и придают ему различные угловые перемещения в обойме 8. 4 86512012.10.30 Движение лазерного луча в одной плоскости (маятниковое движение) получают в том случае, если диаметрально размещенные штоки 11 поочередно взаимодействуют со сферическим элементом 9. Движение лазерного луча в нескольких циклически изменяющихся вертикальных плоскостях получают в том случае, если диаметрально размещенные штоки 11 поочередно взаимодействуют со сферическим элементом 9 в нескольких пересекающихся плоскостях. Заявляемое устройство для обработки детали лучом лазера позволяет производить наплавку, упрочнение, легирование, текстурирование рабочих поверхностей деталей,нанесение на поверхность деталей шероховатости, а также резку лазерным лучом. Применение заявляемого устройства для обработки детали лучом лазера позволяет значительно повысить производительность и расширить технологические возможности лазерной обработки поверхностей изделий без переустановки и перемещения изделия. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: B23K 26/00

Метки: детали, лучом, обработки, лазера, устройство

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-u8651-ustrojjstvo-dlya-obrabotki-detali-luchom-lazera.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для обработки детали лучом лазера</a>

Похожие патенты