Установка для лазерной резки

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологическим установкам для лазерной резки. Сущность изобретения состоит в следующем. Установка для лазерной резки содержит основание, плоский механизм, включающий кинематически связанные начальное и конечное звенья, два привода, один из которых установлен на основании и сопряжен с начальным звеном, второй привод - поступательного перемещения с входным и выходным звеньями, установленный на основании лазер, оптическая ось которого расположена параллельно плоскости перемещения звеньев плоского механизма, два зеркала, первое из которых установлено с нормалью, параллельной плоскости перемещения звеньев плоского механизма и расположенной на биссектрисе угла, образованного оптической осью лазера и осью привода поступательного перемещения, второе зеркало установлено на выходном звене привода поступательного перемещения с нормалью, образующей углы 45^o с плоскостью перемещения звеньев плоского механизма и с осью привода поступательного перемещения. Установка снабжена механической передачей с отношением 1/2. Привод, установленный на основании, выполнен в виде двигателя вращательного перемещения. Кинематическая пара, связывающая начальное и конечное звенья, выполнена в виде шарнира. Привод поступательного перемещения сопряжен с основанием и конечным звеном посредством шарниров, оптическая ось лазера установлена с пересечением под прямым углом к оси шарнира, сопрягающего привод поступательного перемещения с основанием. Первое зеркало установлено на шарнире, ось которого расположена вдоль оси шарнира, сопрягающего привод поступательного перемещения с основанием, и сопряжено приводом поступательного перемещения посредством механической передачи с отношением 1/2. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологическим устройствам для лазерной обработки материалов, и может быть применено для лазерной обработки материалов, для лазерного упрочнения и т.д.

Известна установка для лазерной резки, содержащая лазер и плоский механизм, включающий начальное звено, кинематически сопряженное с основанием и связанное поступательной парой с конечным звеном, два привода, один из которых установлен на основании (рекламные проспекты "Селто" Научно-производственного объединения " Ротор", г.Черкассы. Гибкие производственные модули АП-150, АП-400. Технология вашего будущего).

Недостатком данного устройства является повышенная грузоподъемность и стоимость устройства.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому объекту по совокупности признаков является установка для лазерной резки, содержащая основание, плоский механизм, включающий кинематически связанные входные и выходные звенья, два привода, один из которых установлен на основании и сопряжен с входным звеном, второй привод поступательного перемещения с входным и выходными звеньями, установленный на основании лазер, ось которого расположена параллельно плоскости перемещения звеньев плоского механизма, два зеркала, первое из которых установлено с нормалью, параллельной плоскости перемещения звеньев плоского механизма и расположенной на биссектрисе угла, образованного оптической осью лазера и осью привода поступательного перемещения, второе зеркало установлено на выходном звене привода поступательного перемещения с нормалью, образующей углы 45^o с плоскостью перемещения звеньев плоскоuо механизма и с осью привода поступательного перемещения (см. "Лазеры в технологии". Под ред.Стельмаха М.Ф. М. Энергия, 1975, с.198).

Недостатком данного устройства является его повышенная металлоемкость и недостаточная надежность, обусловленная возможностью перекоса кинематических пар и выполнением всех приводных элементов в виде передачи "винт-гайка".

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в упрощении и удешевлении конструкции за счет замены поступательных пар, выполненных в виде совокупности направляющих и ползунов, на более дешевые вращательные пары за счет замены приводов "винт-гайка" на вращательные приводы. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении возможности лазерной резки плоских объектов с помощью лазера, установленного на основании. При этом появляется возможность повысить производительность и надежность установки, поскольку из нее исключены массивные поступательные пары и поступательные приводы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что установка, содержащая основание, плоский механизм, включающий двигатель, установленный на основании, связанный с входным звеном, и выходное звено, привод поступательного перемещения резака с входным и выходным звеньями, установленный на основании так, что его главная оптическая ось расположена в плоскости, параллельной плоскости перемещения звеньев плоского механизма, и два зеркала, одно из которых кинематически связано с входным звеном привода поступательного перемещения резака и установлено нормально к главной оптической оси, а второе зеркало установлено под углом 45^o к оси резака и главной оптической оси, кинематически связано с выходным звеном привода поступательного перемещения резака и жестко связано с резаком, установка снабжена механической передачей с передаточным отношением 1/2, двигатель, установленный на основании, выполнен в виде двигателя вращательного движения, входные и выходные звенья плоского механизма связаны между собой посредством шарнира, привод поступательного перемещения резака шарнирно закреплен на основании и шарнирно соединен с выходным звеном плоского механизма, зеркало, установленное нормально к главной оптической оси, шарнирно закреплено на основании с возможностью поворота вокруг оси, соосной оси шарнира привода поступательного перемещения резака, с которым оно связано посредством механической передачи с передаточным отношением 1/2, при этом привод поступательного перемещения может быть выполнен кривошипно-ползунным, а привод поступательного перемещения резака выполнен в виде пантографа, содержащего шарнирно соединенные входное и выходное звенья, которые равной длины, на каждом из этих звеньев шарнирно закреплены промежуточные звенья, образующие вместе с входным и выходными звеньями шарнирные параллелограммы, двигатель вращательного перемещения, установленный между входным и соединенным с ним промежуточным звеньями, и цепную передачу с отношением 2/1, большая звездочка которого жестко связана с промежуточным звеном, связанным с входным звеном, и установлена соосно оси шарнира, соединяющего привод поступательного перемещения с основанием, а малая звездочка жестко связана с выходным звеном и установлена соосно оси шарнира, связывающего входное и выходные звенья.

На чертеже представлена схема заявленного устройства, где на фиг.1 изображен первый, а на фиг.2 второй вариант.

Установка содержит основание 1, установленный на нем лазер 2, плоский механизм, включающий кинематически связанные входное 3 и выходное 4 звенья, двигатель 5, установленный на основании и сопряженный с входным звеном, привод поступательного перемещения 6 с входным 7 и выходным 8 звеньями, два зеркала, первое из которых 9 установлено с нормалью, параллельной плоскости перемещения звеньев плоского механизма и расположенной на биссектрисе угла, образованного оптической осью лазера 2 и осью привода 6, второе зеркало 10 установлено на выходном звене 8 привода поступательного перемещения с нормалью, образующей углы 45^o с плоскостью перемещения звеньев плоского механизма и с осью привода поступательного перемещения 6. Кинематическая пара, связывающая входное 3 и выходное 4 звенья, выполнена в виде шарнира 12, привод поступательного перемещения 6 сопряжен с основанием 1 и выходным звеном 4 посредством шарниров 13 и 14, лазер 2 размещен так, что его оптическая ось расположена с пересечением под прямым углом оси шарнира 1З, сопрягающего привод 6 поступательного перемещения с основанием 1, первое зеркало установлено на шарнире 15, ось которого расположена вдоль оси шарнира 13, и сопряжено с приводом 6 посредством передачи 11 с отношением 1/2. Привод поступательного перемещения 6 может быть выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма (фиг.1).

Другим вариантом (фиг.2) выполнения привода 6 является пантографный механизм, содержащий шарнирно-сопряженное входное 7 и выходное звенья 8 равной длины, на каждом из которых шарнирно установлены промежуточные звенья 16, образующие вместе с входным 7 и выходным 8 звеньями шарнирные параллелограммы, и цепную передачу 17 с отношением 2/1, большая звездочка которой 18 жестко связана с промежуточным звеном, сопряженным с входным звеном 7, и установлена на шарнире 19, ось которого соосна оси шарнира 13, сопрягающего привод поступательного перемещения 6 с основанием 1, а малая звездочка 20 жестко связана с выходным звеном 8 и установлена с осью, расположенной вдоль оси шарнира, сопрягающего звенья 7 и 8. Пантографный механизм содержит двигатель 21 вращательного перемещения, установленный между звеном 7 и сопряженным с ним звеном 16.

Установка работает следующим образом. Для смещения луча лазера 2 относительно поверхности основания 1 двигатель 5 через звенья 3 и 4 и шарниры 12 и 14 и привод 6 через звенья 7 и 8 перемещают зеркало 10. При этом зеркало 9 также поворачивается относительно оси шарнира 15, совпадающей с осью шарнира 13 с помощью передачи 11. При этом луч лазера 2 смещается с возможностью резки материалов, установленных на основании 1. В установке по фиг.2 привод 5 также передает движение через звенья 3 и 4 и шарниры 12 и 14. В поступательном приводе двигатель 21 перемещает друг относительно друга звенья 7 и 16. При этом движение через цепную передачу 17, звездочки 18 и 20 передается на звено 8. Поскольку звездочка 18 установлена на шарнире 19, соосном с шарниром 13, а звенья 7 и 8 имеют равную длину и образуют со звеньями 16 шарнирные параллелограммы, то зеркало 10 при движении двигателя 21 перемещается с неизменной ориентацией относительно оси 6 привода поступательного перемещения. При повороте указанной оси за счет передачи 11 зеркало 9 поворачивается вокруг оси шарнира 15, тем самым обеспечивается расположение по биссектрисе угла, образованного осями лазера и привода 6, нормали зеркала 9. Таким образом, луч лазера 2, смещаясь, обеспечивает возможность лазерной резки.

Средства, воплощающие заявленное изобретение при его осуществлении, способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Формула изобретения

1. Установка для лазерной резки, содержащая основание, плоский механизм, включающий двигатель, установленный на основании, связанный с входным звеном, и выходное звено, привод поступательного перемещения резака с входным и выходным звеньями, лазер, установленный на основании так, что его главная оптическая ось расположена в плоскости, параллельной плоскости перемещения звеньев плоского механизма, и два зеркала, одно из которых кинематически связано с входным звеном привода поступательного перемещения резака и установлено нормально к главной оптической оси, а второе зеркало установлено под углом 45° к оси резака и главной оптической оси, кинематически связано с выходным звеном привода поступательного перемещения резака и жестко связано с резаком, отличающаяся тем, что она снабжена механической передачей с передаточным отношением 1/2, двигатель, установленный на основании, выполнен в виде двигателя вращательного движения, входное и выходное звенья плоского механизма связаны между собой посредством шарнира, привод поступательного перемещения резака шарнирно закреплен на основании и шарнирно соединен с выходным звеном плоского механизма, зеркало, установленное нормально к главной оптической оси, шарнирно закреплено на основании с возможностью поворота вокруг оси, соосной оси шарнира привода поступательного перемещения резака, с которым оно связано посредством механической передачи с передаточным отношением 1/2.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод поступательного перемещения выполнен кривошипно-ползунным.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод поступательного перемещения резака выполнен в виде пантографа, содержащего шарнирно соединенные входное и выходное звенья, которые выполнены равной длины, на каждом из этих звеньев шарнирно закреплены промежуточные звенья, образующие вместе с входным и выходным звеньями шарнирные параллелограммы, двигатель вращательного перемещения, установленный между входным и соединенным с ним промежуточным звеньями, и цепную передачу с отношением 2/1, большая звездочка которого жестко связана с промежуточным звеном, связанным с входным звеном, и установлена соосно оси шарнира, соединяющего привод поступательного перемещения с основанием, а малая звездочка жестко связана с выходным звеном и установлена соосно оси шарнира, связывающего входное и выходные звенья.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2