[go: up one dir, main page]

RU86129U1 - LASER CUTTING MACHINE - Google Patents

LASER CUTTING MACHINE Download PDF

Info

Publication number
RU86129U1
RU86129U1 RU2007146600/22U RU2007146600U RU86129U1 RU 86129 U1 RU86129 U1 RU 86129U1 RU 2007146600/22 U RU2007146600/22 U RU 2007146600/22U RU 2007146600 U RU2007146600 U RU 2007146600U RU 86129 U1 RU86129 U1 RU 86129U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
laser cutting
cable
cutting head
collimator
Prior art date
Application number
RU2007146600/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Сергеевич Сироткин
Владимир Викторович Блинков
Игорь Владимирович Вайнштейн
Дмитрий Иванович Кондратюк
Борис Николаевич Малахов
Василий Васильевич Обознов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Национальный институт авиационных технологий (ОАО НИАТ)
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 Открытое акционерное общество Национальный институт авиационных технологий (ОАО НИАТ) filed Critical Открытое акционерное общество Национальный институт авиационных технологий (ОАО НИАТ)
Priority to RU2007146600/22U priority Critical patent/RU86129U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU86129U1 publication Critical patent/RU86129U1/en

Links

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

1. Лазерная режущая установка, содержащая станину (основание) со столом для закрепления деталей, суппорт с лазерной режущей головкой, координатную систему для перемещения и позиционирования суппорта, снабженную приводами и кабеленесущими гибкими коробами, и лазер, оптически связанный с лазерной режущей головкой, выполненной с цилиндрическим корпусом, снабженным фокусирующей линзой, и конусным соплом, отличающаяся тем, что лазер выполнен иттербиевым волоконным, содержащим на выходе волоконно-оптический кабель с коннектором, прецизионно связанным с коллиматором, снабженным выходным пустотелым цилиндром, сочленен коллиматором с цилиндрическим корпусом лазерной режущей головки. ! 2. Лазерная режущая установка по п.1, отличающаяся тем, что волоконно-оптический кабель выполнен проходящим от источника лазерного излучения по коробу к основанию станка и кабеленесущим гибким коробам координатной системы для перемещения и позиционирования суппорта.1. Laser cutting installation comprising a bed (base) with a table for fixing parts, a support with a laser cutting head, a coordinate system for moving and positioning the support, equipped with drives and cable-carrying flexible boxes, and a laser optically coupled to a laser cutting head made with a cylindrical body equipped with a focusing lens and a conical nozzle, characterized in that the laser is made of ytterbium fiber, containing a fiber optic cable with a connector at the output, precision connected with a collimator equipped with an output hollow cylinder, articulated by a collimator with a cylindrical body of the laser cutting head. ! 2. The laser cutting installation according to claim 1, characterized in that the fiber optic cable is made passing from the laser source along the duct to the base of the machine and cable-bearing flexible ducts of the coordinate system for moving and positioning the caliper.

Description

Область техникиTechnical field

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. отраслях промышленности.The invention relates to equipment for laser processing, and more specifically to methods and devices for dimensional processing of products of complex spatial shapes and can be used in technological processes for dimensional cutting of products from PCM in the aerospace industry, shipbuilding and other industries.

Уровень техникиState of the art

Существуют две основные схемы, по которым создаются подобные лазерные комплексы. В первой схеме перемещения по одной из координат осуществляется с помощью стола с закрепленной на нем деталью.There are two main schemes by which such laser complexes are created. In the first scheme, movement along one of the coordinates is carried out using a table with a part fixed on it.

Принципиальная схема лазерной установки первого типа представлена в проспекте на лазерный комплекс «Лазионтур Квинта» фирмы «Мессер Грисхайм» (Германия) от 2000 года.A schematic diagram of a laser installation of the first type is presented in the prospectus for the laser complex "Laziontur Quinta" of the company "Messer Griesheim" (Germany) from 2000.

Работает он следующим образом.It works as follows.

Лазерный луч от технологического (СО2-лазера) транспортируется через герметический тракт системой поворотных охлаждаемых водой зеркал, закрепленных на подвижных каретках в оптическую головку, где с помощью объектива фокусируется в зону обработки. Соосно с лучом в зону обработки подается технологический газ. Отработанный газ и продукты распада при резке отсасываются, а затем очищают с помощью фильтров специальным устройством.The laser beam from the technological (CO 2 laser) is transported through the hermetic path by a system of rotary water-cooled mirrors mounted on movable carriages to the optical head, where it is focused using the lens into the processing zone. Co-axially with the beam, the process gas is supplied to the treatment zone. The exhaust gas and decomposition products are sucked off during cutting, and then they are cleaned with filters using a special device.

Рабочий стол и сама конструкция передвижения оптической головки управляется динамичными приводами с помощью ЧПУ.The desktop and the design of the movement of the optical head itself is controlled by dynamic drives using CNC.

Подобные комплексы выпускаются фирмами «СВЛ» (Бельгия), «Ниппел Тована Корпорейшен» (США), «Ямазаки Мазак» Япония) и др.Similar complexes are produced by SVL (Belgium), Nippel Tovana Corporation (USA), Yamazaki Mazak Japan) and others.

Недостатками этих комплексов являются:The disadvantages of these complexes are:

небольшие скорости обработки;low processing speeds;

небольшая (относительно) зона обработки;a small (relatively) processing area;

традиционная система транспортировки лазерного луча в зону обработки с помощью охлаждаемых зеркал, что приводит к энергетическим потерям.A traditional system for transporting a laser beam to a processing zone using cooled mirrors, which leads to energy losses.

Известна 3D размерная лазерная режущая машина, описанная в ЕР 1228836, В23К 37/04, 2001 г. Машина содержит станину со столом, перемещающимся горизонтально вдоль оси X, колонну с суппортом, перемещающимся по оси Y. Суппорт несет лазерную режущую головку, которая может вращаться вокруг вертикальной и горизонтальной осей.A 3D dimensional laser cutting machine is known, described in EP 1228836, B23K 37/04, 2001. The machine comprises a bed with a table moving horizontally along the X axis, a column with a support moving along the Y axis. The support carries a laser cutting head that can rotate around the vertical and horizontal axes.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту, т.е. прототипом, является пятикоординатный лазерный комплекс «Optimo-2545» фирмы «Prima Industrie» (Италия) (Проспект фирмы «Prima Industrie» 2007 год.)The closest technical solution to the declared object, i.e. the prototype is a five-coordinate laser complex “Optimo-2545” by the company “Prima Industrie” (Italy) (Prospectus of the company “Prima Industrie” 2007)

Комплекс работает следующим образом:The complex works as follows:

Траверса, установлена с двух сторон на салазки, перемещаемые по стойкам основания двумя линейными приводами (координат X);Traverse mounted on both sides of the slide, moving along the racks of the base with two linear drives (X coordinates);

Каретка поперечная, перемещаемая по направляющим траверсы с помощью аналогичного двигателя (координат У):The carriage is transverse, moved along the guides of the beam with the help of a similar engine (coordinates Y):

Ползун вертикально перемещается (координата Z) по установленным неподвижно на поперечной каретке опорам с помощью синхронного двигателя, через шестерено-реечную передачу;The slider moves vertically (Z coordinate) along the supports fixed on the transverse carriage with the help of a synchronous motor, through a gear-rack transmission;

Оптическая головка крепится к торцу ползуна и от двух круговых синхронных двигателей может поворачиваться вокруг вертикальной оси Z (координата С) и горизонтальной оси (координата В), на конце оптической головки установлена режущая головка с фокусирующим объективом, соплом и датчиком, по сигналу которого по специальной программе оптическая головка поддерживает постоянный зазор между соплом и поверхностью обрабатываемой детали (шестая координата).The optical head is attached to the end face of the slider and from two circular synchronous motors it can rotate around the vertical Z axis (coordinate C) and the horizontal axis (coordinate B), at the end of the optical head there is a cutting head with a focusing lens, nozzle and sensor, which signal The program optical head maintains a constant gap between the nozzle and the surface of the workpiece (sixth coordinate).

Лазерный луч от технологического СО2-лазера транспортируется по герметичному тракту с помощью охлаждаемых стационарных зеркал затем с помощью закрепленных на движущихся каретках зеркал транспортируется в оптическую головку далее с помощью управляемого поворотного зеркала и поворотного зеркала подается на линзу), фокусирующую излучение на обрабатываемое изделие.The laser beam from the technological CO 2 laser is transported through the sealed path using cooled stationary mirrors, then it is transported to the optical head with the help of mirrors mounted on moving carriages and then fed to the lens with the help of a controlled swivel mirror and a swivel mirror, which focuses the radiation on the workpiece.

Соосно лучу в режущую головку подается технологический газ, который удаляет продукты горения из зоны резки, а затем отсасывается и фильтруется специальным устройством.Co-axially to the beam, the process gas is supplied to the cutting head, which removes the combustion products from the cutting zone, and then is sucked off and filtered by a special device.

Фокусное расстояние может изменяться по программе в пределах ±7,5 мм с помощью изменяющего кривизну управляемого поворотного зеркала, находящегося в оптической головке.The focal length can be varied according to the program within ± 7.5 mm with the help of a curvature-changing controlled swivel mirror located in the optical head.

Система ЧПУ Primach 9000L, базирующаяся на стандартном персональном компьютере, позволяет полностью автоматически управлять комплексом.The Primach 9000L CNC system, based on a standard personal computer, allows you to fully automatically control the complex.

Подобные лазерные комплексы разработаны также фирмой «Трумпф» лазерный комплекс «Lasercell 6005» (Германия) и фирмой «Мазак» (Япония) лазерный комплекс «Mazak X612».Similar laser systems were also developed by the Trumpf company, the Lasercell 6005 laser complex (Germany), and the Mazak company (Japan), the Mazak X612 laser complex.

Главным недостатком данных комплексов является переменный оптический тракт с использованием традиционных охлаждаемых оптических зеркал, что приводит, во-первых, к большим энергетическим потерям (1-2% на каждом зеркале), во-вторых, изменяются пространственные характеристики луча с изменением расстояния от лазера до обрабатываемого изделия, что значительно влияет на качество реза.The main drawback of these complexes is the variable optical path using traditional cooled optical mirrors, which leads, firstly, to large energy losses (1-2% on each mirror), and secondly, the spatial characteristics of the beam change with a change in the distance from the laser to the processed product, which significantly affects the quality of the cut.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является разработка 5-ти координатной лазерной установки для размерной обработки изделий сложной пространственной формы из ПКМ, обладающей меньшими энергетическими потерями лазерного излучения, большим КПД и позволяющей обрабатывать изделия больших габаритов, более 4 м в длину, с большей скоростью и с лучшим качеством реза.The objective of the invention is to develop a 5-coordinate laser system for dimensional processing of products of complex spatial shapes from PCM, which has lower energy losses of laser radiation, greater efficiency and allows you to process products of large dimensions, more than 4 m in length, with greater speed and with better cut quality .

Установка должна быть простой в эксплуатации, быть универсальной, обеспечивать прямое восприятие цифровых моделей изделий, созданных конструктором в CAD-среде, должна быть оборудована эффективным устройством отсоса технологического газа и других продуктов распада при лазерной обработке.The installation should be easy to operate, be universal, provide a direct perception of digital models of products created by the designer in a CAD environment, should be equipped with an effective device for suction of process gas and other decay products during laser processing.

Поставленная задача достигается тем, что в лазерной режущей установке, содержащей станину со столом для закрепления деталей, суппорт с лазерной режущей головкой, координатную систему для перемещения и позиционирования суппорта, снабженную, приводами и кабеленесущими гибкими коробами, и лазер, оптически связанный с лазерной режущей головкой, выполненной с цилиндрическим корпусом, снабженным фокусирующей линзой, и конусным соплом, лазер, выполненный иттербиевым волоконным, содержащим на выходе волоконно-оптический кабель с коннектором, прецизионно связанным с коллиматором, снабженным выходным пустотелым цилиндром, сочленен коллиматором с цилиндрическим корпусом лазерной режущей головки.The task is achieved in that in a laser cutting installation containing a bed with a table for fixing parts, a support with a laser cutting head, a coordinate system for moving and positioning the support, equipped with drives and cable-carrying flexible boxes, and a laser optically coupled to the laser cutting head made with a cylindrical body equipped with a focusing lens and a conical nozzle, a laser made with ytterbium fiber, containing an optical fiber cable with a connector at the output, precision connected with a collimator equipped with an output hollow cylinder, articulated by a collimator with a cylindrical body of the laser cutting head.

Более того, в лазерной режущей установке волоконно-оптический кабель выполнен проходящим от источника лазерного излучения по коробу к основанию станка и кабеленесущим гибким коробам координатной системы для перемещения и позиционирования суппорта.Moreover, in the laser cutting installation, the fiber-optic cable is made passing from the laser source along the box to the base of the machine and cable-bearing flexible boxes of the coordinate system for moving and positioning the caliper.

Такое выполнение установки позволяет уменьшить потери мощности, повысить производительность, точность и качество реза.This installation allows you to reduce power loss, increase productivity, accuracy and quality of cut.

Перечень фигур на чертежахThe list of figures in the drawings

Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:

- Фиг.1 - показывает общий вид лазерной установки для размерной обработки изделий сложной пространственной формы;- Figure 1 - shows a General view of a laser installation for dimensional processing of products of complex spatial shapes;

- Фиг.2. - показывает суппорт с установленной лазерной режущей головкой, показанной с частичным разрезом по оси.- Figure 2. - shows a caliper with an installed laser cutting head, shown with a partial section along the axis.

Сведения, подтверждающие осуществимость изобретения.Information confirming the feasibility of the invention.

Лазерная режущая установка в соответствии с изобретением содержит станину (основание) со столом для закрепления деталей, суппорт с лазерной режущей головкой, координатную систему для перемещения и позиционирования суппорта, снабженную, приводами и кабленесущими гибкими коробами, и лазер, оптически связанный с лазерной режущей головкой, выполненной с цилиндрическим корпусом, снабженным фокусирующей линзой, и конусным соплом.The laser cutting installation in accordance with the invention comprises a bed (base) with a table for fixing parts, a support with a laser cutting head, a coordinate system for moving and positioning the support, equipped with drives and cable-bearing flexible boxes, and a laser optically coupled to the laser cutting head, made with a cylindrical body equipped with a focusing lens and a conical nozzle.

При этом, лазер, выполненный иттербиевым волоконным, содержащим на выходе волоконно-оптический кабель с коннектором, прецизионно связанным с коллиматором, снабженным выходным пустотелым цилиндром, сочленен коллиматором с цилиндрическим корпусом лазерной режущей головки, а волоконно-оптический кабель выполнен проходящим от источника лазерного излучения по коробу к основанию станка и кабеленесущим гибким коробам координатной системы для перемещения и позиционирования суппорта.At the same time, the laser made by ytterbium fiber containing an output fiber optic cable with a connector precision connected to a collimator equipped with a hollow output cylinder is coupled by a collimator with a cylindrical body of the laser cutting head, and the fiber optic cable is made passing from the laser radiation source through box to the base of the machine and cable-bearing flexible boxes of the coordinate system for moving and positioning the caliper.

Предпочтительный пример реализации изобретения может быть выполнен в виде установки для размерной обработки изделий сложной пространственной формы из ПКМ, представляющей собой пятикоординатный лазерный технологический комплекс. Комплекс состоит из следующих основных частей:A preferred embodiment of the invention can be made in the form of an installation for dimensional processing of products of complex spatial shape from PCM, which is a five-coordinate laser technological complex. The complex consists of the following main parts:

- станочная часть с входящими в нее устройствами;- the machine part with the devices included in it;

- иттербиевый волоконный лазер с волоконным кабелем для транспортировки лазерного излучения в режущую головку.- ytterbium fiber laser with fiber cable for transporting laser radiation to the cutting head.

Кроме того, в комплекс входят следующие основные узлы и устройства:In addition, the complex includes the following main components and devices:

- кабина;- cabin;

- устройство отвода и очистки газов из зоны;- a device for removing and purifying gases from the zone;

- устройство автономного замкнутого охлаждения;- device of autonomous closed cooling;

- устройство подвода пневмо- и электропитания;- device for supplying pneumatic and electrical power;

- система управления с ЧПУ;- CNC control system;

- пульт управления.- Remote Control.

Станочная часть содержит станину со столом для закрепления обрабатываемых деталей и координатную систему для перемещения и позиционирования суппорта, несущего лазерную режущую головку. Координатная система для перемещения и позиционирования суппорта выполнена в виде портальной конструкции, которая обоснована большой величиной перемещений рабочих органов по координатам Х и У. Такая компоновка обеспечивает более высокую жесткость конструкции, чем конструкция консольного типа.The machine part contains a bed with a table for securing the workpieces and a coordinate system for moving and positioning the caliper bearing the laser cutting head. The coordinate system for moving and positioning the caliper is made in the form of a portal structure, which is justified by the large amount of displacements of the working bodies along the X and U coordinates. This arrangement provides higher structural rigidity than the console-type structure.

Станина 1 (См. Фиг.1.) снабжена столом для закрепления обрабатываемых деталей и боковыми стойками, закреплена на фундаменте и является базовым узлом для перемещения траверсы 2 закреплены по два ряда направляющих траверсы 2.The bed 1 (See Figure 1.) is equipped with a table for fixing the workpieces and side racks, is fixed on the foundation and is the base unit for moving the beam 2 are fixed in two rows of guides of the beam 2.

Траверса 2 - сварная балка установлена на салазки, перемещаемые по направляющим станины, установленными на верхних плоскостях левой и правой боковых стоек станины (координата X). Перемещение траверсы с салазками осуществляется двумя линейными приводами, работающими синхронно.Traverse 2 - the welded beam is mounted on a slide that is moved along the guides of the bed mounted on the upper planes of the left and right side racks of the bed (X coordinate). The traverse with the slide is moved by two linear drives operating synchronously.

Каретка поперечная 3 установлена подвижно на траверсе 2 и перемещается по направляющим, установленным на верхней поверхности траверсы (координата У) на четырех шариковых опорах качения. Перемещение осуществляется аналогичным линейным приводом.The transverse carriage 3 is mounted movably on the yoke 2 and moves along the guides mounted on the upper surface of the yoke (coordinate Y) on four ball bearings. The movement is carried out by a similar linear drive.

Суппорт установлен на нижнем конце ползуна 4, установленного подвижно вдоль вертикальной оси (координата Z), перемещаемого по установленным неподвижно на поперечной каретке четырем шариковым опорам качения с помощью синхронного двигателя с беззазорным встроенным планетарным редуктором, через шестеренно-реечную передачу. Для разгрузки массы ползуна, а также фиксации его положения при остановке, он снабжен пневмоцилиндром, выполненным с фиксацией штока при выключении привода по координате Z.The caliper is mounted on the lower end of the slider 4, mounted movably along the vertical axis (coordinate Z), moved by four ball bearings mounted motionlessly on the transverse carriage using a synchronous motor with a clearance-free planetary gearbox, via a rack and pinion gear. To unload the mass of the slider, as well as fixing its position when stopped, it is equipped with a pneumatic cylinder made with fixing the rod when the drive is turned off in the Z coordinate.

Кабина 6 предназначена для защиты оператора и обслуживающего персонала от вредного отраженного и рассеянного излучения лазерной установки. Кабина 6 закрывает станочную часть комплекса с 4-х сторон панелями из стального листа. Для удобства обслуживания комплекса со стороны загрузки и выгрузки деталей предусмотрены раздвижные створки, открывающиеся на всю ширину рабочей зоны. В этих же створках предусмотрены окна из специального защитного стекла для визуального наблюдения за процессом обработки.Cabin 6 is designed to protect the operator and maintenance personnel from harmful reflected and scattered radiation from the laser system. Cabin 6 covers the machine part of the complex from 4 sides with panels of steel sheet. For the convenience of servicing the complex from the side of loading and unloading parts, sliding sashes are provided that open across the entire width of the working area. In the same wings there are windows made of special protective glass for visual observation of the processing process.

Устройство отвода газов из зоны резания представляет собой автономную систему, состоящую из воздуховодов, расположенных на станине 1 вдоль левой и правой стоек. В воздуховодах равномерно расположены воздухозаборники. Отвод газов происходит в ближайшем к зоне резания воздухозаборнике, откуда газы по воздуховоду поступают в установку отсоса и фильтрации газов, которая очищает воздух от вредных продуктов сгорания и пыли и возвращает чистый воздух в атмосферу цеха.The device for removing gases from the cutting zone is an autonomous system consisting of air ducts located on the frame 1 along the left and right racks. The air inlets are evenly spaced. Gassing takes place in the air intake closest to the cutting zone, from where the gases pass through the air duct to the gas suction and filtration unit, which cleans the air of harmful combustion products and dust and returns clean air to the workshop atmosphere.

Устройство подвода пневмо-электропитания 8 предназначено для пневмо-электропитания двигателей для прямолинейных перемещений X, У, Z и осуществляется посредством гибких кабеленесущих трактов формы «Ibusa».The pneumatic power supply device 8 is intended for pneumatic power supply of engines for rectilinear movements X, U, Z and is carried out by means of flexible cable-carrying paths of the Ibusa form.

Кабеленесущий тракт представляет собой гибкий короб, боковые стенки которого являются звеньями цепи. Звенья одной и другой цепи попарно соединены планками, образуя замкнутый контур. Поворот звеньев цепи относительно друг друга возможен только в одну сторону и на определенный угол, от которого зависит радиус гиба кабеленесущей цепи и выбран из условия минимально-допустимого радиуса изгиба самого волоконно-оптического кабеля.The cable support path is a flexible duct, the side walls of which are chain links. The links of one and the other chain are connected in pairs by strips, forming a closed loop. The rotation of the chain links relative to each other is possible only in one direction and at a certain angle, which determines the bending radius of the cable chain and is selected from the condition of the minimum allowable bending radius of the fiber optic cable itself.

При этом, комплекс снабжен кабеленесущими гибкими коробами, связывающими соответственно станину с траверсой, траверсу с поперечной кареткой, ползун с поперечной кареткой. Подвод электропитания для угловых перемещений В и С лазерной режущей головки осуществляется через коллекторные устройства.At the same time, the complex is equipped with cable-carrying flexible ducts connecting respectively the bed with the traverse, the traverse with the transverse carriage, and the slider with the transverse carriage. The power supply for the angular movements B and C of the laser cutting head is carried out through the collector device.

Устройство автономного замкнутого водяного охлаждения 9 предназначено для охлаждения элементов л комплекса: лазера, линейных двигателей подач по координатам X, У и оптической режущей головки.An autonomous closed water cooling device 9 is intended for cooling elements of the l complex: laser, linear feed motors along the X, Y coordinates and the optical cutting head.

Пневмооборудование 10 включает систему осушки и очистки сжатого воздуха, а также систему регулирования и подачи режущего газа.Pneumatic equipment 10 includes a system for drying and cleaning compressed air, as well as a system for regulating and supplying cutting gas.

Блок электрооборудования 11 с системой управления на базе ЧПУ, обеспечивает работу комплекса в автоматическом режиме по программе от центрального или вспомогательного пультов управления 12.The electrical equipment block 11 with a CNC-based control system ensures the operation of the complex in automatic mode according to the program from the central or auxiliary control panels 12.

Иттербиевый волоконный лазер 13 обеспечивает выходную мощность до 20 кВт, и выполнен волоконным иттербиевым, содержит на выходе волоконно-оптический кабель с коннектором на конце.The ytterbium fiber laser 13 provides an output power of up to 20 kW, and is made of ytterbium fiber, contains an optical fiber cable with a connector at the end.

Лазерная режущая головка 5, закреплена на суппорте 14, (см. Фиг.2.)установленном на нижнем конце ползуна 4 и имеет возможность от двух встроенных тороидальных синхронных двигателей поворачиваться вокруг вертикальной оси Z (координата С) и горизонтальной оси (координата В).The laser cutting head 5, mounted on a support 14, (see Figure 2.) mounted on the lower end of the slide 4 and has the ability to rotate around the vertical Z axis (coordinate C) and horizontal axis (coordinate B) from two built-in toroidal synchronous motors.

Лазерная режущая головка 5 закреплена на суппорте 14 с помощью поворотного кронштейна 15. Лазерная режущая головка 5 состоит из трех разъемных частей: переходного устройства 16, коллиматора 17 и оптико-фокусирующей головки 18. При этом, коллиматор 17 и оптико-фокусирующая головка 18 соединены между собой с помощью фланца 19 поворотного кронштейна 15 и винтов.The laser cutting head 5 is fixed to the caliper 14 using a rotary bracket 15. The laser cutting head 5 consists of three detachable parts: the adapter 16, the collimator 17 and the optical focusing head 18. In this case, the collimator 17 and the optical focusing head 18 are connected between themselves using the flange 19 of the swivel bracket 15 and screws.

Переходное устройство 16 представляет собой пустотелый цилиндр, в верней части которого имеется посадочное место для прецизионного соединения с коннектором 20 волоконно-оптического кабеля 21 (разъем QBH-типа), а в нижней части - фланец для соединения соосно с коллиматором 17.The adapter 16 is a hollow cylinder, in the upper part of which there is a seat for precision connection with the connector 20 of the fiber optic cable 21 (QBH-type connector), and in the lower part there is a flange for connecting coaxially with the collimator 17.

Коллиматор 17 представляет собой цилиндрический корпус, в верхней части которого на расстоянии фокусной длины от торца коннектора закреплен двухкомпонентный объектив, преобразующий расходящийся лазерный пучок в параллельный, а нижним торцем корпус соосно соединен с оптико-фокусирующей головкой 18.The collimator 17 is a cylindrical body, in the upper part of which a two-component lens is mounted at a distance of the focal length from the end of the connector, converting the diverging laser beam into a parallel one, and the lower end of the body is coaxially connected to the optical focusing head 18.

Оптико-фокусирующая головка 18 состоит из цилиндрического корпуса, в верхнюю часть которого вставлена фокусирующая линза 22. Корпус с линзой имеет возможность перемещаться в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях для более точной юстировки с оптической осью лазерного луча, также в вертикальной плоскости по координате Z для более точной фокусировки на обрабатываемую поверхность.The optical focusing head 18 consists of a cylindrical body, the focusing lens 22 is inserted into the upper part of it. The body with the lens has the ability to move in a horizontal plane in two mutually perpendicular directions for more accurate alignment with the optical axis of the laser beam, also in a vertical plane along the Z coordinate for more accurate focusing on the work surface.

Корпус коллиматора охлаждается с помощью дисцилированной воды, подаваемой через имеющиеся на режущей головке штуцеры. К нижней части цилиндрического корпуса оптико-фокусирующей головки 18 крепится с помощью накидной гайки 23 конусное сопло 24, которое заканчивается датчиком 25 и выходным мундштуком 26 с отверстием 0,8 мм.The collimator body is cooled with the help of disciled water supplied through the fittings available on the cutting head. To the lower part of the cylindrical body of the optical focusing head 18, a cone nozzle 24 is attached using a union nut 23, which ends with a sensor 25 and an output mouthpiece 26 with an opening of 0.8 mm.

В конусном сопле 24 имеется штуцер для подачи соосно с лазерным лучом технологического газа, служащего для защиты обрабатываемой поверхности от обугливания и выноса продуктов при лазерной резке в систему отсоса.In the cone nozzle 24 there is a fitting for supplying the process gas coaxially with the laser beam, which serves to protect the treated surface from carbonization and product removal during laser cutting into the suction system.

Для транспортировки выходного излучения лазера 13 к лазерной режущей головке 5 используется волоконно-оптический кабель, который проходит по коробу к станине 1, где входит вместе с другими кабелями и шлангами пневмо-электропитания в кабеленесущий гибкий короб, соединяющий станину 1 с подвижной траверсой 2 - координата X.To transport the output radiation of the laser 13 to the laser cutting head 5, a fiber-optic cable is used, which passes through the box to the bed 1, where it enters, together with other cables and hoses of pneumatic power supply, a cable-carrying flexible box connecting the bed 1 with the movable traverse 2 - coordinate X.

Далее волоконно-оптический кабель переходит в гибкий короб, соединяющий траверсу 2 с поперечной кареткой 3, перемещающейся по координате Y, а затем переходит в гибкий короб, соединяющий поперечную каретку 3 с ползуном 4, перемещающим по координате Z.Next, the fiber optic cable goes into a flexible box connecting the yoke 2 with a transverse carriage 3 moving along the Y coordinate, and then goes into a flexible box connecting the transverse carriage 3 with a slider 4 moving along the Z coordinate.

Комплекс для лазерной размерной обработки изделий сложной пространственной формы из ПКМ работает следующим образом.The complex for laser dimensional processing of products of complex spatial shape from PCM works as follows.

Оператор управляет комплексом с помощью устройства-человеко-машинного интерфейса, который установлен в пульте оператора.The operator controls the complex using the device-human-machine interface, which is installed in the operator’s console.

Обрабатываемое изделие загружается на стол, вмонтированный в станочную часть станины 1 Затем с пульта управления 12 включается лазер 13 и выбирается необходимая для данного обрабатываемого изделия лазерная программа, которая включает в себя требуемую выходную мощность и параметры лазерного излучения, команды включения перемещения по всем 5-ти координатам лазерной режущей головки, команды на подачу технологического газа в сопло и другие вспомогательные команды, контролирующие технологический процесс. По команде оператора с пульта управления лазерный луч от лазера транспортируется по волоконно-оптическому кабелю 21 в режущую головку, которая имеет возможность за счет поворотов оптической головки тороидальными двигателями обеспечивать перпендикулярность к обрабатываемой поверхности, а с помощью сигнала от датчика функцией 3D-регулирования, являющейся программной функцией УЧПУ выдерживать постоянным расстояние между мундштуком 26 и обрабатываемым изделием.The workpiece is loaded onto a table mounted in the machine part of the bed 1 Then, the laser 13 is turned on from the control panel 12 and the laser program required for the workpiece is selected, which includes the required output power and laser radiation parameters, commands for enabling movement across all 5 coordinates of the laser cutting head, commands for supplying process gas to the nozzle, and other auxiliary commands controlling the process. At the operator’s command from the control panel, the laser beam from the laser is transported via fiber-optic cable 21 to the cutting head, which has the ability to provide perpendicularity to the surface being machined by turning the optical head by toroidal motors, and using the signal from the sensor, the 3D-regulation function, which is software function CNC maintain constant distance between the mouthpiece 26 and the workpiece.

Далее сколлимированный лазерный луч коллиматора направляется на сменную фокусирующую линзу 22 и фокусируется на обрабатываемое изделие. Образующиеся при лазерной резке частицы материала и продукты удаляются технологическим газом, подаваемым под давлением через штуцер соосно лазерному лучу в сопло. Отработанный технологический газ попадает затем в систему отсоса, где он фильтруется и выбрасывается в производственное помещение.Next, the collimated collimator laser beam is directed to the interchangeable focusing lens 22 and is focused on the workpiece. The particles of material and products formed during laser cutting are removed by the process gas supplied under pressure through a nozzle coaxially with the laser beam into the nozzle. The spent process gas then enters the suction system, where it is filtered and discharged into the production room.

После выполнения программы технологический лазер выключается, а оптическая головка возвращается в исходное положение и так цикл может повторяться до введения другой команды или программы.After executing the program, the technological laser is turned off, and the optical head returns to its original position, and so the cycle can be repeated until another command or program is entered.

Неподвижность положения изделия позволяют обеспечить стабильные условия обработки с одной установки как обрезки по внешнему контуру, так и вырезки внутренних пазов и отверстий, а малый вес (отсутствие оптических зеркал в оптической головке) позволяют увеличить скорость обработки по координатам X, У, Z до 80 м/мин.The fixed position of the product allows to ensure stable processing conditions from a single installation, both cutting along the outer contour and cutting internal grooves and holes, and low weight (the absence of optical mirrors in the optical head) allows you to increase the processing speed in X, Y, Z coordinates up to 80 m / min

Сама транспортировка лазерного излучения от технологического лазера в зону обработки волоконным кабелем с энергетическими потерями менее 0,5% и высоким оптическим качеством излучения <2,5 мм.мрад. фактически не ограничивают размеры X, У, Z рабочей зоны обработки, что позволит обрабатывать изделия больших габаритов, ограниченных лишь самой конструкцией станка.The transportation of laser radiation from the process laser to the processing zone with a fiber cable with an energy loss of less than 0.5% and high optical radiation quality <2.5 mm.mrad. In fact, they do not limit the sizes X, Y, Z of the working processing zone, which will allow processing large-sized products, limited only by the design of the machine itself.

Использование изобретения позволяет:Using the invention allows:

- уменьшить энергетические потери лазерного комплекса на 25% за счет применения более экономичного иттербиевого волоконного лазера с КПД=29%, тогда как применение на сегодняшний день технологического СО2 - лазера имеют КПД 16%, а также применение волоконно-оптического тракта взамен традиционных зеркал в транспортировке лазерного излучения в зону обработки (потери составляют 12%);- to reduce the energy loss of the laser complex by 25% due to the use of a more economical ytterbium fiber laser with an efficiency of = 29%, while the use of technological CO 2 laser today has an efficiency of 16%, as well as the use of a fiber optic path instead of traditional mirrors in transportation of laser radiation to the processing zone (losses are 12%);

- улучшить качество реза обрабатываемых изделий в дальней зоне резки, так как структура лазерного луча в любой точке рабочей зоны остается постоянной в отличие от известных комплексов, где лазерный луч транспортируется зеркалами;- improve the quality of cut of the processed products in the far cutting zone, since the structure of the laser beam at any point in the working area remains constant in contrast to the known complexes where the laser beam is transported by mirrors;

- увеличить рабочую зону обработки изделия (она ограничивается только конструктивными размерами самой станочной части), т.к. длина волоконно-оптического кабеля более 30 м, а энергетические потери в нем 0,5% поэтому он позволяет транспортировать лазерное излучение без потерь в любую точку станочной части комплекса;- increase the working area of the product processing (it is limited only by the structural dimensions of the machine part itself), because the length of the fiber optic cable is more than 30 m, and the energy loss in it is 0.5%; therefore, it allows you to transport laser radiation without loss to anywhere in the machine part of the complex;

- увеличить рабочие скорости перемещения оптической головки за счет уменьшения ее веса (отсутствуют два охлаждаемых поворотных зеркала).- increase the working speed of the optical head by reducing its weight (there are no two cooled rotary mirrors).

Claims (2)

1. Лазерная режущая установка, содержащая станину (основание) со столом для закрепления деталей, суппорт с лазерной режущей головкой, координатную систему для перемещения и позиционирования суппорта, снабженную приводами и кабеленесущими гибкими коробами, и лазер, оптически связанный с лазерной режущей головкой, выполненной с цилиндрическим корпусом, снабженным фокусирующей линзой, и конусным соплом, отличающаяся тем, что лазер выполнен иттербиевым волоконным, содержащим на выходе волоконно-оптический кабель с коннектором, прецизионно связанным с коллиматором, снабженным выходным пустотелым цилиндром, сочленен коллиматором с цилиндрическим корпусом лазерной режущей головки.1. Laser cutting installation comprising a bed (base) with a table for fixing parts, a support with a laser cutting head, a coordinate system for moving and positioning the support, equipped with drives and cable-carrying flexible boxes, and a laser optically coupled to a laser cutting head made with a cylindrical body equipped with a focusing lens and a conical nozzle, characterized in that the laser is made of ytterbium fiber, containing a fiber optic cable with a connector at the output, precision connected with a collimator equipped with an output hollow cylinder, articulated by a collimator with a cylindrical body of the laser cutting head. 2. Лазерная режущая установка по п.1, отличающаяся тем, что волоконно-оптический кабель выполнен проходящим от источника лазерного излучения по коробу к основанию станка и кабеленесущим гибким коробам координатной системы для перемещения и позиционирования суппорта.
Figure 00000001
2. The laser cutting installation according to claim 1, characterized in that the fiber optic cable is made passing from the laser source along the duct to the base of the machine and cable-bearing flexible ducts of the coordinate system for moving and positioning the caliper.
Figure 00000001
RU2007146600/22U 2008-04-15 2008-04-15 LASER CUTTING MACHINE RU86129U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146600/22U RU86129U1 (en) 2008-04-15 2008-04-15 LASER CUTTING MACHINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007146600/22U RU86129U1 (en) 2008-04-15 2008-04-15 LASER CUTTING MACHINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU86129U1 true RU86129U1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41150167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007146600/22U RU86129U1 (en) 2008-04-15 2008-04-15 LASER CUTTING MACHINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU86129U1 (en)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2443534C2 (en) * 2010-02-24 2012-02-27 Владимир Николаевич Жаринов Multipurpose nc machine tool with laser optical head and automatic tool change
WO2012154086A2 (en) 2011-05-10 2012-11-15 Korukov Alexey Nikolaevich Laser cutting machine and machine-readable medium
RU2532477C2 (en) * 2009-12-29 2014-11-10 Сэнт-Гобен Перформанс Пластикс Корпорейшн Seal (versions) and method for its formation
RU2553152C2 (en) * 2009-09-01 2015-06-10 Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод LASER-FOCUSING HEAD WITH ZnS LENSES HAVING PERIPHERAL THICKNESS OF AT LEAST 5 mm AND LASER CUTTING APPARATUS AND METHOD USING ONE SUCH FOCUSING HEAD
RU2594921C2 (en) * 2011-04-07 2016-08-20 Томолоджик Аб Method, system and computer program for machine cutting several parts from workpiece material using control rules and variable for cutting
RU2617301C2 (en) * 2011-10-13 2017-04-24 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Device and method for laser cutting with automatic gas pulse control by frequency or by pressure
RU174756U1 (en) * 2016-09-26 2017-10-31 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" Machine for laser processing of products
CN107378269A (en) * 2017-09-11 2017-11-24 山东镭鸣数控激光装备有限公司 A kind of optical fiber dimension laser cutting device
RU180500U1 (en) * 2017-08-01 2018-06-14 Игорь Александрович Зябрев TECHNOLOGICAL HEAD FOR LASER ADDITIVE TECHNOLOGY
CN108188593A (en) * 2018-02-09 2018-06-22 湖北省超能电力有限责任公司 Using Cartesian robot laser can remote transmission cutting equipment
RU2672705C2 (en) * 2016-09-26 2018-11-19 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" Machine for laser product processing
CN109079342A (en) * 2018-10-08 2018-12-25 深圳创丰宝运动科技有限公司 The helmet plastic uptake shell hole edge 5-shaft linkage numerical control laser cutting machine and its technique
RU2695092C1 (en) * 2018-12-10 2019-07-19 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for cutting a dross of stamped forgings from titanium alloys
RU2703665C2 (en) * 2014-10-20 2019-10-21 Ред Стил Лтд Machine for processing of three-dimensional metal objects
RU2710397C2 (en) * 2015-06-18 2019-12-26 ДАЛЛАН С.п.А. Method for accurate laser cutting of tape and device for implementation thereof
CN110842370A (en) * 2019-11-26 2020-02-28 浙江愚工智能设备有限公司 A kind of automatic glass laser melting marking equipment and its working method
CN114367738A (en) * 2021-12-26 2022-04-19 徐州富盈纺织有限公司 Weaving machine accessory laser cutting device
RU2774699C2 (en) * 2017-10-05 2022-06-21 ДАЛЛАН С.п.А. Device and method for laser or plasma cutting of workpieces of sheet material rolled into roll
US11819947B2 (en) 2018-10-12 2023-11-21 Dallan S.P.A. Apparatus for laser or plasma cutting of pieces of laminar material

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553152C2 (en) * 2009-09-01 2015-06-10 Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод LASER-FOCUSING HEAD WITH ZnS LENSES HAVING PERIPHERAL THICKNESS OF AT LEAST 5 mm AND LASER CUTTING APPARATUS AND METHOD USING ONE SUCH FOCUSING HEAD
RU2532477C2 (en) * 2009-12-29 2014-11-10 Сэнт-Гобен Перформанс Пластикс Корпорейшн Seal (versions) and method for its formation
US9121507B2 (en) 2009-12-29 2015-09-01 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Springs and methods of forming same
RU2443534C2 (en) * 2010-02-24 2012-02-27 Владимир Николаевич Жаринов Multipurpose nc machine tool with laser optical head and automatic tool change
RU2594921C2 (en) * 2011-04-07 2016-08-20 Томолоджик Аб Method, system and computer program for machine cutting several parts from workpiece material using control rules and variable for cutting
WO2012154086A2 (en) 2011-05-10 2012-11-15 Korukov Alexey Nikolaevich Laser cutting machine and machine-readable medium
RU2617301C2 (en) * 2011-10-13 2017-04-24 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Device and method for laser cutting with automatic gas pulse control by frequency or by pressure
RU2703665C2 (en) * 2014-10-20 2019-10-21 Ред Стил Лтд Machine for processing of three-dimensional metal objects
RU2710397C2 (en) * 2015-06-18 2019-12-26 ДАЛЛАН С.п.А. Method for accurate laser cutting of tape and device for implementation thereof
RU174756U1 (en) * 2016-09-26 2017-10-31 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" Machine for laser processing of products
RU2672705C2 (en) * 2016-09-26 2018-11-19 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" Machine for laser product processing
RU180500U1 (en) * 2017-08-01 2018-06-14 Игорь Александрович Зябрев TECHNOLOGICAL HEAD FOR LASER ADDITIVE TECHNOLOGY
CN107378269A (en) * 2017-09-11 2017-11-24 山东镭鸣数控激光装备有限公司 A kind of optical fiber dimension laser cutting device
CN107378269B (en) * 2017-09-11 2023-10-13 山东镭鸣数控激光装备有限公司 Optical fiber three-dimensional laser cutting device
RU2774699C2 (en) * 2017-10-05 2022-06-21 ДАЛЛАН С.п.А. Device and method for laser or plasma cutting of workpieces of sheet material rolled into roll
CN108188593A (en) * 2018-02-09 2018-06-22 湖北省超能电力有限责任公司 Using Cartesian robot laser can remote transmission cutting equipment
CN109079342A (en) * 2018-10-08 2018-12-25 深圳创丰宝运动科技有限公司 The helmet plastic uptake shell hole edge 5-shaft linkage numerical control laser cutting machine and its technique
CN109079342B (en) * 2018-10-08 2023-07-25 东莞利达运动用品有限公司 Five-axis linkage numerical control laser cutting machine for hole edge of helmet plastic suction shell and process thereof
RU2792558C2 (en) * 2018-10-12 2023-03-22 ДАЛЛАН С.п.А. Apparatus for laser or plasma cutting of parts of layered material
US11819947B2 (en) 2018-10-12 2023-11-21 Dallan S.P.A. Apparatus for laser or plasma cutting of pieces of laminar material
RU2695092C1 (en) * 2018-12-10 2019-07-19 Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method for cutting a dross of stamped forgings from titanium alloys
CN110842370A (en) * 2019-11-26 2020-02-28 浙江愚工智能设备有限公司 A kind of automatic glass laser melting marking equipment and its working method
CN114367738A (en) * 2021-12-26 2022-04-19 徐州富盈纺织有限公司 Weaving machine accessory laser cutting device
RU231588U1 (en) * 2024-08-20 2025-02-03 Илья Борисович Наличаев Carriage for moving the working head of a coordinate machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU86129U1 (en) LASER CUTTING MACHINE
EP2471625B1 (en) Machine for laser cutting with a gantry
RU2386523C1 (en) Device for cutting of volume parts with fibre laser
CN104842067B (en) A kind of three-dimensional laser cutting machine of five-axle linkage
CN103008967B (en) Reproducing and processing system based on laser fusion covering
US6825439B2 (en) Laser cutting machine with multiple drives
CN101690993A (en) Multi-axis linkage numerical control laser processing system
JP2017515678A (en) Processing head of hybrid addition / removal processing center
EP1982793A1 (en) Universal head and machine tool with universal head
CN101690994A (en) Numerical control laser processing device
CN210314488U (en) Laser cladding equipment
CN110508562B (en) Numerical control equipment suitable for high-efficient laser cleaning of large-scale component
CN102211141A (en) Model-free casting forming machine
CN101342637B (en) Multi-shaft, numerical control, double-workbench laser processing system
CN110899994A (en) Laser cleaning workstation for automobile battery tray and application method thereof
CN210937707U (en) Multi-station intelligent optical fiber laser cutting machine
CN201186370Y (en) Multi-shaft numerical control and double worktable laser machining apparatus
CN210334727U (en) Unit duplex position shaped steel cutting equipment
CN216299866U (en) Online tire mold laser cleaning equipment
CN108779837B (en) Reconfigurable machining center
CN211275752U (en) Online laser belt cleaning device
RU2285602C1 (en) Metal cutting high-speed five-coordinate center with tripod-module
CN112218736B (en) Laser processing head and laser processing machine
RU164382U1 (en) LASER TECHNOLOGICAL INSTALLATION FOR DIMENSIONAL PROCESSING
CN113020125A (en) Online laser cleaning device and cleaning method