Устройство для лазерной обработки



Устройство для лазерной обработки
Устройство для лазерной обработки

 


Владельцы патента RU 2482945:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (RU)
Открытое Акционерное Общество Научно-исследовательский проектно-технологический институт "Микрон" (RU)

Изобретение относится к робототехнике, в частности к устройству для лазерной обработки, и может быть использовано для обработки, сварки и резки изделий при помощи лазерного луча. Устройство содержит лазер, узел транспортировки лазерного луча с передающими и отклоняющими зеркалами и манипулятор. Манипулятор состоит из последовательно шарнирно соединенных между собой звеньев, каждое из которых выполнено в виде полого корпуса с приводом его перемещения. В корпусах размещены зеркала узла транспортировки лазерного луча. Узел юстировки положения лазерного луча содержит датчики измерения нагрузок на звенья манипулятора, блок определения величины деформации звеньев, блок формирования корректирующего сигнала и приводы для перемещения передающих и отклоняющих зеркал. Датчики измерения нагрузок на звенья манипулятора размещены на наружной поверхности каждого звена и соединены с блоком определения величины деформации, выход которого соединен со входом блока формирования корректирующего сигнала, выходы которого соединены с соответствующими приводами для перемещения передающих и отклоняющих зеркал. Изобретение позволяет производительность и качество обработки изделия. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к робототехнике, и может быть использовано для обработки, сварки и резки изделий при помощи лазерного луча.

Известно устройство для обработки изделий лазерным лучом, содержащее станину, координатный стол, лазер с механизмом коррекции блока сведения, выполненным в виде юстируемых шариковых или призменных пар (патент РФ №2064389 по кл. B23K 26/00 от 27.07.1996 г.).

Недостатком данного устройства является неэффективность его работы при использовании робота, т.к. подвижные звенья руки робота, испытывающие нагрузки, обуславливают наличие линейных смещений и угловых рассогласований в элементах лучепровода, что приводит к смещению оси луча лазера и, как следствие этого, к снижению качества обработки изделия.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для лазерной обработки, выполненное в виде робота, содержащее лазер с зеркальной системой транспортировки лазерного луча к конечному звену манипулятора, состоящего из последовательно шарнирно соединенных подвижных звеньев, при этом звенья манипулятора выполнены в виде полых корпусов с размещенными в них зеркалами системы транспортировки лазерного луча (патент РФ №2030979 по кл. B23K 26/00 от 20.03.1995 г.).

Недостатком данного устройства является относительно низкая производительность и качество обработки изделия, обусловленные тем, что в процессе работы устройства, на подвижные звенья робота действуют статические и динамические нагрузки, вызывающие упругие деформации звеньев, что ведет к линейным смещениям и угловому рассогласованию между передающими и отклоняющими зеркалами и к смещению луча лазера.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении производительности и качества обработки изделия.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для лазерной обработки, выполненное в виде робота, содержащего лазер, узел транспортировки лазерного луча, снабженный передающими и отклоняющими зеркалами, и манипулятор, состоящий из последовательно шарнирно соединенных между собой звеньев, каждое из которых выполнено в виде полого корпуса с приводом его перемещения и с размещенными в них зеркалами узла транспортировки лазерного луча, снабжено узлом юстировки положения лазерного луча, содержащим датчики измерения нагрузок на звенья манипулятора, блок определения величины деформации звеньев, блок формирования корректирующего сигнала и приводы для перемещения передающих и отклоняющих зеркал, при этом датчики измерения нагрузок на звенья манипулятора размещены на наружной поверхности каждого звена и соединены с блоком определения величины деформации, выход которого соединен со входом блока формирования корректирующего сигнала, выходы которого соединены с соответствующими приводами для перемещения передающих и отклоняющих зеркал.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для лазерной обработки.

На фиг.2 - сечение A-A на фиг.1.

Устройство содержит лазер 1, подвижно соединенные между собой звенья 2, 3, 4, 5 в виде полых корпусов, в которых размещены передающие зеркала 6, 7, 8, отклоняющие зеркала 9, 10 и фокусирующую линзу 11. Звенья снабжены приводами 12, 13, 14, 15 для перемещения звеньев, а для перемещения отклоняющих и передающих зеркал служат приводы 16 и 17. Приводы 12, 13, 14 и 15 соединены с блоком их управления 18.

На наружной поверхности звеньев 2, 3, 4, 5 размещены датчики 19 измерения нагрузок на звенья манипулятора, каждый из которых соединен с блоком определения величины деформации 20, выход которого соединен со входом блока формирования корректирующего сигнала 21, выходы которых соединены с соответствующими приводами 16, 17 для перемещения передающих и отклоняющих зеркал 6, 7, 8, 9, 10.

Устройство работает следующим образом.

Поток излучения от лазера 1 проходит через передающие зеркала 6, 7, 8, отклоняющие зеркала 9, 10 и фокусирующую линзу 11 и попадает на поверхность обрабатываемого изделия. При действии статических и динамических нагрузок, обусловленных весом и инерционностью звеньев 2, 3, 4 и 5 манипулятора, происходит их деформация и, как следствие этого, отклонение лазерного луча 22 от оптической оси, что в конечном итоге снижает качество обработки изделия и производительность работы устройства.

Для корректировки направления лазерного луча датчиками 19 при помощи блока определения величины деформации 20 измеряются нагрузки, действующие на звенья манипулятора и величины линейного смещения и углового рассогласования между передающими 6, 7, 8, отклоняющими 9, 10, 11 зеркалами и фокусирующей линзой 11.

В блоке формирования корректирующего сигнала 21 происходит анализ эталонного и измененного (под действием нагрузок) сигналов с подачей корректирующего сигнала, на приводы 16, 17, перемещая отклоняющие и передающие зеркала, обеспечивая корректировку его положения.

Таким образом, данное устройство, снабженное узлом юстировки лазерного луча, позволяет повысить качество обработки изделия и производительность его работы.

Устройство для лазерной обработки, содержащее лазер, узел транспортировки лазерного луча с передающими и отклоняющими зеркалами и манипулятор, состоящий из последовательно шарнирно соединенных между собой звеньев, каждое из которых выполнено в виде полого корпуса с приводом его перемещения и с размещенными в них зеркалами узла транспортировки лазерного луча, отличающееся тем, что оно снабжено узлом юстировки положения лазерного луча, содержащим датчики измерения нагрузок на звенья манипулятора, блок определения величины деформации звеньев, блок формирования корректирующего сигнала и приводы для перемещения передающих и отклоняющих зеркал, при этом датчики измерения нагрузок на звенья манипулятора размещены на наружной поверхности каждого звена и соединены с блоком определения величины деформации, выход которого соединен с входом блока формирования корректирующего сигнала, выходы которого соединены с соответствующими приводами для перемещения передающих и отклоняющих зеркал.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии машиностроения, к обработке деталей типа валов на токарных, круглошлифовальных и некоторых других станках. .

Изобретение относится к соединительному устройству для соединения двух частей друг с другом, выполненному с возможностью деформирования по существу только в одном направлении.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, технике прецизионного усиления сигналов датчиков в контуре управления оборудованием с ЧПУ. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станкостроении для гашения вибраций и поддержания постоянства тяговой силы при поступательном перемещении деталей привода подач и повышения точности его работы.

Изобретение относится к области станкостроения, а именно к устройствам для компенсации износа или погрешностей изготовления направляющих или установочных механизмов станков.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при обработке криволинейных контуров на фрезерных станках с ЧПУ. .

Изобретение относится к станкостроению . .

Изобретение относится к рабочему оборудованию для сборки и сварки заготовок друг с другом. .

Изобретение относится к сварочной установке для приваривания заготовок друг к другу (варианты). .

Изобретение относится к гидроабразивной резке листового металлического материала. .

Изобретение относится к способу изготовления стальной трубы путем сварки продольных краев открытой трубы с помощью лазерного луча (далее называемой сваренной лазером стальной трубой), в частности трубы, подходящей для земляных работ и для транспортировки нефти и природного газа для нефтегазопромысловых и магистральных трубопроводов.
Изобретение относится к ювелирной промышленности, а именно к способам нанесения изображений лазерной гравировкой на изделия из драгоценных металлов. .

Изобретение относится к способу сварки материалов высокоэнергетическими источниками излучения, например лазерным, плазменным или электроннолучевым, и может быть использован для сварки изделий из тонколистовых и разнородных материалов различного назначения в химической, электронной и радиотехнической промышленности.

Изобретение относится к технологии лазерной наплавки коррозионностойких покрытий и может быть использовано в машиностроении при обработке рабочих поверхностей деталей из алюминиевых бронз в том числе деталей судовой арматуры.

Изобретение относится к способам нанесения изображений лазерной гравировкой на изделиях из драгоценных металлов. .

Изобретение относится к орбитальному сварочному устройству для мобильного использования для соединения первого конца трубы и второго конца трубы вдоль кольцевого стыка посредством формирования, по меньшей мере, одного сварного шва и может быть использовано при строительстве прокладываемого на земле магистрального трубопровода.

Изобретение относится к способу и системе гравировки графического изображения на материале с помощью выходного лазерного сигнала, который прикладывают к материалу.
Наверх