Установка для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий

 

Полезная модель относится к машиностроению, именно к оборудованию для обработки (сварки, резки и т.д.) изделий с помощью лазерного излучения. Предлагается установка для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий, характеризующейся тем, что содержит координатный механизм в виде неподвижной направляющей, на которой закреплена консольная штанга с возможностью перемещения вдоль направляющей, перемещение осуществляется при помощи серводвигателей с обратной связью, каждый из которых соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой; подвижную каретку с лазерная головка для обработки изделий, установленную на консольной штанге с возможностью перемещения вдоль консольной штанги при помощи серводвигателей с.обратной связью, каждый из которых соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой; установленный на подвижной каретке роботизированный манипулятор с устройством электронно-оптического позиционирования лазерного луча в рабочей зоне установки, при этом роботизированный манипулятор связан посредством силовой электрической линии связи с блоком управления установкой, волоконный лазер, персональный компьютер и подвижную паллету с рабочим столом под обрабатываемые изделия с возможностью подачи и удаления из рабочей зоны указанных изделий; причем блок управления установкой, волоконный лазер и персональный компьютер выполнены выносными, персональный компьютер соединен низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналам с блоком управления установкой, волоконным лазером и устройством электронно-оптического позиционирования, а для отслеживания положения подвижной паллеты на направляющей выполнено, по крайней мере, два упора с датчиками позиционирования рабочего стола паллеты, которые соединены низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналами с персональным компьютером. Использование указанной установки позволит повысить производительность процессов обработки, улучшить качество лазерного излучения и качество лазерной обработки, уменьшить длину оптического тракта и габариты оптических элементов, увеличить безопасность производимых работ, а также расширить технологические возможности установки. 1 н.п.ф. 1 ил.

Полезная модель относится к машиностроению, именно к оборудованию для обработки (сварки, резки и т.д.) изделий с помощью лазерного излучения.

Известные лазерные технологические комплексы для обработки крупногабаритных объектов включают в свой состав технологический лазер, систему управления, манипулятор оптики мостового типа, состоящий из двух направляющих и размещенной на этих направляющих поперечины с механизмом ее перемещения по направляющим, размещенного на поперечине вертикально манипулятора с механизмом его перемещения вдоль поперечины, закрепленной в нижней части вертикального манипулятора оптикофокусирующей системы, а также из системы поворотных зеркал, передающих лазерное излучение от технологического лазера к оптикофокусирующей системе: первого от технологического лазера, закрепленного на продольной направляющей, второго, расположенного на конце поперечины над продольной направляющей с первым зеркалом, и третьего зеркала, закрепленного на верхней части вертикального манипулятора [Технологические лазеры. Справочник Под ред. Абильсиитов Г.А. т.I. - М.: Машиностроение, 1991, с.118 и 389; JP 62-144890B, 1987].

Недостаток этих лазерных технологических комплексов состоит в том, что они предназначены для обработки только плоских изделий.

Известен также лазерный технологический комплекс, в состав которого кроме вышеперечисленных узлов и элементов, входит манипулятор оптики мостового типа, в котором две продольные направляющие расположены на опорах, а на вертикальном манипуляторе имеется механизм перемещения оптикофокусирующей системы по вертикали [JP 62-5459 3В, 1987]. Это позволяет проводить лазерную обработку поверхностей, расположенных на различной высоте в обрабатываемом объекте.

Недостатком этого комплекса является большая длина оптического тракта, что приводит к ухудшению качества лазерного излучения, и, следовательно, качества лазерной обработки - сварки, резки и т.д., требует увеличения размеров оптических элементов и перемещения тяжелых конструкций.

Кроме того, такой лазерный технологический комплекс имеет ограниченные возможности обработки труднодоступных частей в нижних участках крупногабаритных объектов.

Описанные выше технологические комплексы существенно отличаются от заявленного.

Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности процессов обработки, улучшении качества лазерного излучения и качества лазерной обработки, уменьшении длины оптического тракта и габаритов оптических элементов, увеличении безопасности производимых работ, а также расширении технологических возможностей установки.

Указанный технический результат достигается за счет создания установки для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий, характеризующейся тем, что содержит координатный механизм в виде неподвижной направляющей 3, на которой закреплена консольная штанга 4 с возможностью перемещения вдоль направляющей (вдоль оси X), перемещение осуществляется при помощи серводвигателей с обратной связью, каждый из которых соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой 7; подвижную каретку с лазерная головка для обработки изделий, установленную на консольной штанге 4 с возможностью перемещения вдоль консольной штанги (вдоль оси Y) при помощи серводвигателей с обратной связью, каждый из которых соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой 7; установленный на подвижной каретке роботизированный манипулятор 1 с устройством электронно-оптического позиционирования лазерного луча в рабочей зоне установки 2, при этом роботизированный манипулятор связан посредством силовой электрической линии связи с блоком управления установкой 7, волоконный лазер 9, персональный компьютер и подвижную паллету 6 с рабочим столом под обрабатываемые изделия с возможностью подачи и удаления из рабочей зоны указанных изделий; причем блок управления установкой 7, волоконный лазер 9 и персональный компьютер 8 выполнены выносными, персональный компьютер 8 соединен низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналам с блоком управления установкой 7, волоконным лазером 9 и устройством электронно-оптического позиционирования 2, а для отслеживания положения подвижной паллеты 6 на направляющей 3 выполнено, по крайней мере, два упора 10 с датчиками позиционирования рабочего стола паллеты, которые соединены низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналами с персональным компьютером.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен комплекс для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий.

Установка для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий, например, резки, сварки и т.д., содержит координатный механизм, подвижную каретку, роботизированный манипулятор и выносные узлы: волоконный лазер, блок управления установкой, персональный компьютер и подвижную паллету.

Координатный механизм выполнен в виде неподвижной направляющей 3, на которой закреплена консольная штанга 4 с возможностью перемещения вдоль направляющей (вдоль оси X), перемещение осуществляется при помощи серводвигателей с обратной связью, при этом каждый серводвигатель соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой 7.

Подвижная каретка 5 установлена на консольной штанге 4 с возможностью перемещения вдоль консольной штанги (вдоль оси Y), при этом перемещение осуществляется при помощи серводвигателей с обратной связью, а каждый серводвигатель соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой 7, который служит для управления приводами координатных перемещений координатного механизма по осям Х, У и роботизированного манипулятора. На конце подвижной каретки установлена лазерная головка для лазерной обработки изделий.

Волоконный лазер 9 включает блок накачки (излучатель), транспортное волокно и лазерную головку для сварки или резки изделий.

Роботизированный манипулятор 1 с устройством электронно-оптического позиционирования лазерного луча в рабочей зоне установки 2 установлен на подвижной каретке 5, при этом роботизированный манипулятор связан посредством силовой электрической линии связи с блоком управления установкой 7, а устройство электронно-оптического позиционирования лазерного луча соединено низковольтными электрическими линиями связи по информационным и управляющим сигналам с персональным компьютером 8.

Устройство электронно-оптического позиционирования лазерного луча различает стык двух листов металла и корректирует положение лазерного луча точно посередине стыка для качественной сварки.

Паллета 6 с рабочим столом выполнена выносной и подвижной, то есть с возможностью перемещения для подачи и удаления из рабочей зоны обрабатываемого изделия или заготовки.

Перемещение паллеты осуществляется, например, транспортными роботами, которые предназначены для автоматизированной подачи столов-спутников и тары с заготовками, деталями, инструментом и технологической оснасткой от склада-стеллажа с позициями загрузки-разгрузки.

Транспортный робот конструктивно выполнен по модульно-агрегатному принципу и включает в себя: шасси, два погрузочно-разгрузочных устройства с телескопическими платформами, автономные блоки питания и управления (от бортовой микроЭВМ). Управление транспортным роботом основано на слежении при помощи фотодатчиков за трассой со светоотражающей полосой.

Для отслеживания положения подвижной паллеты 6 на направляющей 3 выполнено, по крайней мере, два упора 10 с датчиками позиционирования паллеты, которые соединены низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналами с персональным компьютером.

Персональный компьютер 8 управляет включением и выключением волоконного лазера во время работы и соединен низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналам с выносными волоконным лазером 9, блоком управления установкой 7 и устройством электронно-оптического позиционирования Излучение передается по опто-волокнному кабелю.

Установка позволяет осуществлять сварку и/или резку крупногабаритных длинномерных изделий.

Установка работает следующим образом. Две заготовки, которые требуется, например, сварить помещают на стол подвижной паллеты. Заготовки сдвигают встык и закрепляют. Затем паллету с заготовками перемещают до упоров в зону лазерной обработки.

Включают систему электронно-оптического позиционирования, которая автоматически отслеживает контур свариваемых поверхностей. Включают лазерное излучение и происходит перемещение подвижной каретки с лазерной головкой вдоль стыка двух листов. Происходит сварка деталей. После сварки паллета с готовым изделием выходит из зоны обработки, а ее место занимает другая паллета с деталями подготовленными под сварку. И процесс повторяется.

1. Установка для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий, содержащая координатный механизм в виде неподвижной направляющей, на которой закреплена консольная штанга с возможностью перемещения вдоль направляющей при помощи двигателя, который соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой, подвижную каретку с лазерной головкой для обработки изделий, установленную на консольной штанге с возможностью перемещения вдоль нее при помощи двигателя, который соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой, лазер, персональный компьютер и подвижную паллету с рабочим столом под обрабатываемые изделия, установленную с возможностью подачи и удаления из рабочей зоны указанных изделий, причем блок управления установкой, лазер и персональный компьютер выполнены выносными, персональный компьютер соединен электрическими интерфейсными линиями связи с блоком управления установкой и лазером,

отличающаяся тем, что она снабжена роботизированным манипулятором с устройством электронно-оптического позиционирования лазерного луча в рабочей зоне установки, который установлен на подвижной каретке, причем роботизированный манипулятор связан посредством силовой электрической линии связи с блоком управления установкой, а устройство электронно-оптического позиционирования лазерного луча соединено электрическими интерфейсными линиями связи с персональным компьютером, при этом направляющая снабжена, по крайней мере, двумя упорами с датчиками позиционирования рабочего стола паллеты, которые соединены электрическими интерфейсными линиями связи с персональным компьютером.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что лазер выполнен волоконным.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что двигатели выполнены в виде серводвигателей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике, к персональным компьютерам, а также средствам ввода данных в персональный компьютер

Изобретение относится к информационным компьютерным системам и системам управления процессом сварки и может быть использовано в различных отраслях промышленности преимущественно для сварки кольцевых стыков труб большого диаметра магистральных трубопроводов

Полезная модель относится к устройствам для обработки металлов резанием и может быть использована при обработке торцов крупногабаритных деталей кольцевого типа, используемых на вращающихся агрегатах производства сыпучих материалов в различных отраслях промышленности.

Предлагаемая полезная модель относится к медицине и предназначена для подведения лазерного световода к биологическим тканям. Устройство используется при лечении новообразований на коже. Для осуществления лазерных вмешательств при удалении доброкачественных новообразований кожи, особенно в труднодоступных местах, помимо световодов необходимы специальные приспособления для подведения лазерного излучения к мишени.

Изобретение относится к области клинической лазерной медицины и может быть использовано при проведении трансмиокардиальной лазерной реваскуляризации миокарда (ТМЛР), как самостоятельно, так и в сочетании с аортокоронарным шунтированием (АКШ)

Изобретение относится к оборудованию для лазерной обработки, более конкретно - к способам и устройствам для размерной обработки изделий сложной пространственной формы и может быть использовано в технологических процессах для размерной резки изделий из ПКМ в авиакосмической промышленности, судостроении и др
Наверх