Головка для лазерной резки и лазерный резак, содержащий такую головку
Научная библиотека 07.02.2022 Комментарии к записи Головка для лазерной резки и лазерный резак, содержащий такую головку отключеныInventorЯнуш ЭЙМА // патент, RU2019105196A
Abstract
Изобретение относится к лазерной режущей головке (1) и лазерному резаку. Головка (1) содержит корпус (5), источник лазерного излучения (3), расположенный на первом конце (4) корпуса (5), сопло (6), расположенное на другом конце (7) корпуса (5), оптическую систему (8), расположенную внутри корпуса (5) между источником лазерного излучения (3) и соплом (6). Элементы оптической системы (8) выполнены неподвижными относительно друг друга. Корпус (5) содержит, по меньшей мере, две части (10, 11), которые могут перемещаться друг относительно друга таким образом, что благодаря взаимному смещению положение источника лазерного излучения (3) и/или сопла (6) и/или оптической системы (12) может изменяться, так что геометрия лазерного луча (9) внутри корпуса (5) может быть изменена во время использования для достижения требуемых параметров фокусировки лазерного луча (9) на поверхности заготовки (27). Элементы оптической системы (8) объединены со второй частью (11) корпуса (5). 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.
Область техники
Объектом изобретения является головка для лазерной резки, в частности, для лазерной резки металлических деталей, а также лазерный резак, содержащий такую головку.
Уровень техники
Головки для лазерной резки широко используются в лазерных резаках, использующие лазерный луч и сжатый газ для резки металлических деталей. Такая головка содержит оптическую систему, необходимую для фокусировки лазерного луча в требуемом месте на поверхности заготовки.
В полезной модели CN 202607091 U раскрывается наклонная лазерная режущая головка с регулируемой фокусировкой лазерного луча. В указанном узле линзы головки расположена отражающая линза с переменной кривизной, и она соединена с конусом линзы в режиме механической регулировки. Эта колеблющаяся лазерная режущая головка с регулировкой фокуса лазерного луча может быстро изменять фокус лазерного луча в зависимости от различных требований по лазерной обработке, а также автоматически наклонять головку для получения с высокой эффективностью высококачественной трапециевидной формы сварного шва.
В другой полезной модели CN 202028872 U раскрывается лазерная режущая головка выдвижного типа с регулировкой фокуса. Для такой лазерной режущей головки характерно, что в корпусе объектива установлено прижимное кольцо, объектив для регулировки фокуса помещен в небольшой отсек для объектива, и этот небольшой отсек расположен в центре лазерной головки.
В документе CN 102497952 B раскрывается лазерная режущая головка, которая содержит камеру с системой линз формирования изображения, установленной перед камерой на пути лазерного луча для наблюдения за обрабатываемой областью заготовки, с системой линз для фокусировки действующего лазерного луча на поверхности заготовки или на специально отведенной для этого области, а также с блоком анализатора, предназначенным для вычисления коррекции смещения путем регулировки установки системы линз формирования изображения в направлении оптической оси для смещения фокуса изображения с камеры.
В документе WO 2011004084 A1 раскрывается фокусирующая головка лазерного луча, содержащая основной корпус с полостью, предназначенной для приема картриджа с фокусирующей линзой. Система крепления содержит, по меньшей мере, один подвижный стопорный кулачок, который установлен в картридже, и, по меньшей мере, один первый толкатель кулачка, который установлен в основном корпусе. Кулачковый зажим может перемещаться между, по меньшей мере, одним монтажным положением, в котором подвижный кулачок механически соединяется, по меньшей мере, с первым толкателем кулачка для закрепления картриджа в углублении основного корпуса.
В документе CN 102039490 A раскрывается лазерная режущая головка, которая содержит основание, соединитель, фокусирующий зеркальный элемент, крышку конденсатора и сопло, а также содержит механизм защиты от ударов, механизм автофокусировки и кольцо водяного охлаждения. Фокусирующий зеркальный элемент содержит первое зеркальное углубление и второе зеркальное углубление, снабженные зеркальными основаниями выдвижного типа. Рабочая головка оснащена двойным зеркальным основанием, а 5-дюймовое фокусирующее зеркало или 7,5-дюймовое фокусирующее зеркало могут быть установлены вручную. Режущая головка имеет функцию автоматической фокусировки и может быть запрограммирована для регулировки фокуса. Все вышеупомянутые решения содержат подвижные элементы оптической системы внутри лазерной режущей головки. При перемещении подобные подвижные элементы вызывают износ контактирующих элементов и, как следствие, образование пыли или частиц протертого материала, которые со временем оседают на элементах оптической системы. Если элементы оптической системы являются взаимозаменяемыми, их замена может дополнительно вызвать попадание загрязнений снаружи в оптическую систему. Подобные загрязнения приводят к тому, что лазерный луч рассеивается или интерферирует относительно своей траектории, что очень сильно влияет на фокусировку лазерного луча в требуемом месте.
Неспособность лазерного луча правильно сфокусироваться на поверхности заготовки снижает эффективную мощность, необходимую для резки заготовки, замедляет процесс резки и снижает ее качество, что проявляется в неровных кромках и/или подрезах или заусенцах на кромках заготовки. Самой большой проблемой, связанной с загрязнением или его следствием, является так называемое «расфокусирование», что означает перемещение лазерного луча. Вместо прохождения через оптическую систему без помех, лазерный луч поглощается загрязнением на оптике, что вызывает нагрев оптики, часто неравномерно.
Это изменяет геометрию оптики и смещает фокус луча, а также ухудшает его параметры. Более того, нагрев оптики также приводит к образованию дополнительной нежелательной тепловой линзы или других отклонений над нагретой линзой, что означает, что нагретый газ над линзой также отрицательно влияет на качество луча. Чем выше мощность, тем более чувствительны линзы к загрязнениям, и тем больше влияние на процесс резки. Чистота оптики — самый важный параметр.
Полное содержание статьи: https://patents.google.com/patent/RU2736128C2/ru
