Установка для лазерной обработки материалов

Предложение относится к области машиностроения, а именно, к устройствам, обеспечивающим обработку материалов лазерным излучением. Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении точности позиционирования луча и обеспечении заданной точности обработки детали. Установка для лазерной обработки изделий, включает источник лазерного излучения 1, вдоль оптической оси 2 которого размещена фокусирующая линза 3 и сканирующее устройство 4, содержащее заключенные в обойму 5 оптические клинья 6, 7 и вращатель 8 обоймы с приводом 9. Сканирующее устройство 4 размещено между фокусирующей линзой 3 и рабочим столом 10. Продольное перемещение сканирующего устройства 4 вдоль оптической оси может быть осуществлено за счет модуля перемещения 11, с подвижной частью 12 которого скреплен привод 9 обоймы 5 сканирующего устройства 4. При необходимости, можно менять расстояние между клиньями посредством устройства регулирования 13. При отклонении клиньями луча на угол от оптической оси 2,, происходит смещение сфокусированного луча на расстояние d₁ от оптической оси объектива, причем d₁=h×tg. Величина d₁ дополнительно подстраивается за счет изменения расстояния h между нижним клином и рабочим столом. При изменении расстояния I между клиньями происходит дополнительное смещение сфокусированного луча на расстояние d₂ от оптической оси. Заданное положение сфокусированного луча на обрабатываемой поверхности, определяется суммой расстояний d1+d2.

Предложение относится к области машиностроения, а именно, к устройствам, обеспечивающим обработку материалов лазерным излучением.

Известна установка для лазерной обработки материалов, включающая источник лазерного излучения, вдоль оптической оси которого размещены сканирующее устройство, содержащее оптические клинья, установленные с возможностью вращения вокруг оптической оси, и фокусирующая линза [1].

В известном устройстве оптические клинья размещены перед фокусирующей линзой. При их вращении происходит отклонение ими лазерного луча на угол от оптической оси, что приводит к перемещению положения сфокусированного луча по обрабатываемой поверхности, расположенной в фокальной плоскости линзы, на расстояние d=Ftg, где F - фокусное расстояние линзы. Перемещение клиньев вдоль оптической оси не оказывает влияния на положение сфокусированного луча.

Недостатком известного устройства является то, что необходимое для точной обработки детали повышение точности позиционирования луча на обрабатываемой поверхности ограничивается возможностью изготовления оптических клиньев с малым углом при вершине. Уменьшение фокусного расстояния объектива с целью приближения клиньев к поверхности обрабатываемого изделия приводит к повышению точности позиционирования луча, но при этом ухудшается качество сфокусированного лазерного пучка за счет снижения рэлеевской длины перетяжки в прифокальной области.

Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении точности позиционирования луча и обеспечении заданной точности обработки детали.

Указанный результат достигается за счет того, что в установке для лазерной обработки материалов, включающей источник лазерного излучения, вдоль оптической оси которого размещены сканирующее устройство, содержащее оптические клинья, установленные с возможностью вращения вокруг оптической оси, и фокусирующая линза, сканирующее устройство размещается между фокусирующей линзой и обрабатываемой поверхностью. Причем сканирующее устройство установлено с возможностью продольного перемещения вдоль оптической оси и выполнено с возможностью изменения расстояния между оптическими клиньями.

Предложение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен пример выполнения заявленного устройства, на фиг.2 - место А. на фиг.3 - схема, поясняющая работу устройства.

Установка для лазерной обработки материалов, включает источник лазерного излучения 1, вдоль оптической оси 2 которого размещена фокусирующая линза 3 и сканирующее устройство 4, содержащее заключенные в обойму 5 оптические клинья 6, 7 и вращатель 8 обоймы с приводом 9. Сканирующее устройство 4 размещено между фокусирующей линзой 3 и рабочим столом 10. Продольное перемещение сканирующего устройства 4 вдоль оптической оси может быть осуществлено за счет модуля перемещения 11, с подвижной частью 12 которого скреплен привод 9 обоймы 5 сканирующего устройства 4. При необходимости, можно менять расстояние между клиньями посредством устройства регулирования 13.

При отклонении клиньями луча на угол а от оптической оси 2, как показано на фиг.3, происходит смещение сфокусированного луча на расстояние d₁ от оптической оси объектива, причем d₁=h×tg. Величина d₁ дополнительно подстраивается за счет изменения расстояния h между нижним клином и рабочим столом. При изменении расстояния L между клиньями происходит дополнительное смещение сфокусированного луча на расстояние d₂ от оптической оси. Заданное положение сфокусированного луча на обрабатываемой поверхности, определяется суммой расстояний d1+d2.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит:

- повысить точность позиционирования луча на поверхности обрабатываемой детали;

- обеспечить заданную точность обработки детали.

Источники информации

1. Патент ФРГ 19817851, МКИ - В23К 26//06, 99

2. Проспект фирмы TGSW «Helical Drilling Optic. Key component for the production of high precision holes» Штутгарт, 2007

1. Установка для лазерной обработки материалов, включающая источник лазерного излучения, вдоль оптической оси которого размещены сканирующее устройство, содержащее оптические клинья, установленные с возможностью вращения вокруг оптической оси, фокусирующую линзу и рабочий стол, отличающаяся тем, что сканирующее устройство размещается между фокусирующей линзой и рабочим столом, причем сканирующее устройство установлено с возможностью продольного перемещения вдоль оптической оси.

2. Установка для лазерной обработки материалов по п.1, отличающаяся тем, что сканирующее устройство выполнено с возможностью изменения расстояния между оптическими клиньями.