Устройство управления процессом лазерной закалки

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для управления процессом лазерной закалки поверхностей деталей, особенно сложного фасонного профиля. Целью изобретения является повышение производительности, снижение себестоимости, трудоемкости и повышение качества закалки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве предусмотрено управление лучом лазера в зависимости от геометрии контура детали и осуществляется оно за счет введения в устройство дополнительно блока памяти 11, управляемого делителя частоты 14, задающего генератора импульсов 15, преобразователя частота-напряжение 16, отражателя лазерного луча 8 с приводом его поперечных перемещений 7. К моменту подхода детали в сечение обработки лазерным лучом информация об этом сечении находится на выходе привода 7 поперечных перемещений. Это позволяет постоянно поддерживать луч лазера на краю профиля детали. Скорость же обхода контура детали остается постоянной независимо от геометрии контура за счет изменения коэффициента деления управляемого делителя 14 и изменения за счет этого продольной составляющей скорости перемещения детали. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 111) . (is))5 В 23 K 26/00 С 21 D 1/00

1 - - ... " -"А

i . Д

БРЕТЕНИЯ > """ : -" ;"

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ,(21 ) 4450852/23"-02 (22) 27.06.88 (46) 30.07,90. Бюл, Ф 28 (72) П.М.Кузнецов и В.П.Егоров (53) 621,791,72(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1296344, кл. В 23 К 26/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

11 1429436s кл. В 23 1 . 26/00., 1986. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЛ ПРОЦЕССОМ

ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКИ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для управления процессом лазерной закалки поверхностей деталей, особенно сложного фасонного профиля, Цель изобретения повышение производительности, снижение сЕбестоимости, трудоемкости и повышение качества закалки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве предусмотрено управ.л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО

2 ление лучом лазера в зависимости от геометрии контура детали и осуществляется оно эа счет введения в устройство дополнительно блока памяти ll управляемого делителя частоты 14, задающего генератора импульсов 15, преобразователя частота-напражение )6, отражателя лазерного луча 8 с приводом его поперечных перемещений 7, К моменту подхода детали в сечение обработки лазерным лучом информация об этом сечение находится на выходе привода 7 поперечных перемещений. Это позволяет постоянно поддерживать луч лазера на краю профиля детали. Ско" рость же обхода контура детали оста" ется постоянной независимо от геомет- @ рии контура за счет изменения коэффициента деления управляемого делителя

14 и изменения за счет этого продоль- (, ной составляющей скорости перемещения

:детали. 1 ил. °

1531520. Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано. для управления процессом лазерной закалки поверхностей деталей, особенно имеющих сложный фасонный профиль (например, ленточные и дисковые пилы).

Целью изобретения явпяется увеличение производительности, снижение трудоемкости, себестоимости 1r повьппение качества закалки.

На чертеже изображена функциональ- ная схема устройства, Устройство состоит из оптико-механической и электрической частей.

Оптико-мехаггическая часть-устройства расположена вокруг траектории движения детали и включает в себя привод 1 продольных перемещений, обрабатываемую деталь 2, датчик 3 перемецений, источник 4 излучения с оптической системой, щелевую диафрагму 5, фотоприемник 6, привод 7 поперечных перемещений, отражатель 8 лазерного луча.

Электрическая часть устройства выполнена в виде отдельного блока и включает в себя аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, блок 10.ячеек памяти, блок 11.памяти, блок 12 вычитания, цифроаналоговьпг преобразователь (ЦАП) 13, управляемый делитель !

4 частоты, задаюций генератор )5 импульсов, преобразователь 16 частотанапряжение.

Вьгход фотоприемника 6 соединен с входом АЦП 9, выход которого соединен с входом блока 10 ячеек памяти, Выход датчика 3 перемецений соединен с вторым входом блока 10 ячеек памяти и-. входом блока 11 памяти, выход которого соединен входом блока 12 вычитания, Выход блока 10 ячеек памяти является вторым входом блока 11 памяти, входом ЦАП 13 и вторым входом блока 12 ьычитания, выход которого соединен с входом управляемого делителя 14 частоты, Выход задаюцего генератора 15 является вторым входом управляемого делителя 14, выход которого соединен с входом преобразователя 16 частота-напряжение. Выход ЦАП 13 соединен с входом привода 7 поперечньгх перемещений, а вьгход преобразователя 16 частота-напряжение— с входом привода 1 продольных перемещений.

Устройство работает следующим об". разом, Поток излучения от источника 4 с оптической системой в виде направленного пучка освещает перемещаемую об5 рабатываемую деталь 2. После прохождения щелевой диафрагмы 5 с оптической системой поток излучения оказывается модулированным по величине некоторым сечением обрабатываемой детали и фокусируется на фотоприемнике 6.Далее сигнал с фотоприемника поступает на.аналого-цифровой преобразователь (ALII) 9, где он кодируется в двоичном коде и поступает в блок 10 ячеекпамяти, Здесь по тактовому сигналу, формируемому датчиком 3 перемещений, происходит передача информации о величине сечения детали последовательно с одних ячеек памяти на другие. При0" чем-.число ячеек памяти численно равно расстоянию между осью оптической системы и лучом от отражателя 3, деленному на расстояние между отдельными рассматриваемыми сечениями детали (в конечном итоге цена деления шкалы датчика перемецений). Следовательно, в каждый момент времени рабочего цикла в блоке 10 ячеек памяти хранится информация о величинах всех сечений профиля детали на отрезке между отрахателем луча и диафрагмой. При перемещении приводом 1 продольных перемещений детали на один шаг датчика 3 перемещений последний вырабатывает очере дной импульс, который перемещает пос35 ледовательно всю информацию на один пгаг ячеек памяти, При этом в первую ячейку записывается текущая информация о величине сечения, а с последних

40 - информация поступает на блок 12 выч .тания и блок 11 памяти. На выходе блока памяти всегда находится информация о величине предыдущего сечения, а на выходе блока ячеек памяти — последующего.

Одновременно информация с блока ячеек памяти поступает на цифроаналоговьггг преобразователь (ЦАП) 13, откуда информация в аналоговом виде поступает на привод 7 поперечных перемецений .отражателя 3, Таким образом, к моменту подхода в сечение обработки лазерным лучом, информация! о величине этого сечения также находится на выходе привода 7 поперечных перемещений, Блок 10 ячеек памяти играет роль. линии задержки во времени выходной информации на величину, необходимую для соответствующего перемещения де" жение, управляемого делитиля, блоков логической обработки сигналов продольного и поперечного перемещений и их взаимных связей обеспечивает увеличение производительности, сниСоставитель А.Абросимов

Редактор Л, Веселовская Техред Л. Олийнык Корректор О. Ципле

Заказ 2056 Тираж 658,Подписное

BjlHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" ° r.ужгород, ул. Гагарина, 101

158 тали, 3ò.. позволяет постоянно поддер.кивать луч лазера на краю профиля детали, С целью обеспечения постоянства скорости обхода контура информация с блока 12 вычитания которая в этом случае грает роль ди<Ьфере цирующего звена) поступает на управляемый делитель 14 частоты, на выход которого поступают импульсы с задающего генератора 15, частота следования которых соответствует заданной контурной скорости, Если профиль детали не изменил своего значения от одного шага к другому (горизонтальный участок), разность равна нулю и коэффициент деле— ния управляемого делитиля частоты ðàвен. еденице. Если профиль имеет изгиб (лучу лащера приходится проходить больший путь от сечения к сечению), то коэффициент деления оказывается отличным от единицы и частота следования импульсов снижается, что приводит к снижению продольной составляющей скорости перемещения относительно движения детали и луча. Сигнал перед подачей на привод продольных пе ремещений преобразуется в аналоговый с гомощью преобразователя 16 частотанапряжение. Таким образом, скорость обхода контура детали остается постоянной независимо от геометрии контура последней.

Введение отражателя лазерного луча с механизмом его перемещения, блока па1 яти, преобразователя частота-напря1520

6 ж .ние трудоегкости, себестоимости и повышение качества закалки.

Формула изобретения.

Устройство управлениИ процессом лазерной закалки деталей, состсящее йэ ..онанизма перемещения детали, источника излучения, оптической системы, фотоприемника, аналого-цифрового преобразователя, блока ячеек памяти, о т л и10 ч аю ще ес я тем, что, с целью .-величения < производительности, снижения трудоемкос-

I ти, себестоимости и повышения качества

1 закарки, в устройство дополнительно введены преобразователь частота-напряжение,блок памяти, управляющий делитель частоты, задающий генератор импульсов, отражатель лазерного луча, механизм поперечного перемещения отражателя лазерного луча, блок вычитания и цифроаналоговый преобразователь, причем выход фотоприемника соединен с /выходом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом блока ячеек памяти, выход которого соединен с входом блока вычитания, причем выход блока ячеек памяти соединен с вторым входом блока памяти, входом цифроаналогового преоб раэователя и вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с входом управляемого делителя частоты, а другой вход управляемого делителя частоты соединен с выходом задающего генератора, выход соединен с входом

35 преобразователя частота-напряжение, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом привода поперечных перемещений, причем выход преобразователя частота-напряжение сое40 динен с входом привода продольных перемещений.