Лазерный мир

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к станкостроению, а именно к станкам с числовым программным управлением для обработки металла лучом лазера.

Для резки металла в современном производстве используются лазерные станки с числовым программным обеспечением (ЧПУ). Такие станки обеспечивают высокое качество изготовленных деталей. Вместе с тем они очень дороги, что ограничивает их широкое применение в мастерских с небольшим объемом изготовляемой продукции.

Появление на рынке лазерных сварочных аппаратов 3 в 1, сочетающих в себе функции по резке, сварке, наплавке, чистки металла обеспечило их широкое распространение. Низкая стоимость и сочетание в одном лазерном сварочном аппарате разных функций, обеспечивает удовлетворение потребностей небольших мастерских в обработке металла (резке, сварки, лазерных сварочных аппаратов и чистки) при небольшом объеме изготавливаемой продукции. Вместе с тем возможности использования лазерных сварочных аппаратов 3 в 1 ограничивается тем, что человек, который его использует не в состоянии быстро и качественно обработать металл особенно если обрабатываемые детали имеют сложную геометрическую форму (например, вырезать ровные заготовки из металла, сварить металлические детали, наплавить металл или очистить металлическую поверхность от ржавчины). Возникает необходимость иметь станок с ЧПУ в котором можно выполнять операции по обработке металла, используя лазерный сварочный аппарат 3 в 1.

Из уровня техники известно много, станков в том числе и с ЧПУ обеспечивающих обработку металла.

Низкоинерционный манипулятор для станков для лазерной резки плоского листового металла (US 8440932 B2 от 14.05.2013). Манипулятор содержит опорное приспособление для лазерной режущей головки, выполненной с возможностью продольного перемещения вдоль оси X и поперечного перемещения вдоль оси Y. Опорное приспособление снабжено двумя скользящими блоками, которые приводятся в действие соответствующими независимыми исполнительными устройствами для их перемещения вдоль оси Y с возможностью изменения их взаимного расстояния, и стержнями для шарнирного соединения указанных скользящих блоков с лазерной режущей головкой.

Многофункциональная лазерно-гравировальная машина (CN 102582330 от 23.04.2012) содержит Х-направленный направляющий рельс, Y-направленный направляющий рельс и направляющую-рельсовую тележку, при этом на направляющей-тележке размещена лазерная головка ротационного типа, которая может вращаться на плоской поверхности, вертикальной к X-направленному направляющему рельсу, расположена на направляющей рельсовой тележке, а числовая управляющая эластичная арматура, согласованная с лазерной головкой поворотного типа, расположена над лазерной головкой поворотного типа. Многофункциональная лазерно-гравировальная машина имеет выгодные эффекты, которые: когда компьютерная программа используется для управления лазерной головкой для перемещения по X-направленному направляющему рельсу и вращается вокруг цилиндрической заготовки посредством установки числового управляющего трехщелевого упругого приспособления и поворота лазерной головки на 270 градусов, может быть реализована режущая или гравировка цилиндрической поверхности; при демонтаже трехчелюстной упругой детали и вращении лазерной головки для восстановления до 0-градусного положения, вся функция общей лазерной машины может быть извлечена, так что может быть реализована резка или гравировка плоской детали, и, следовательно, лазерная машина с одной функцией преобразуется в лазерную машину с множеством функций.

В качестве прототипа взят известный Многофункциональный настольный станок с числовым программным управлением (RU 200165 U1 от 08.10.2020). Многофункциональный настольный станок содержит имеющий отверстие рабочий стол, установленный на основание, расположенные на основании две рельсовые направляющие перемещения по оси Y, над рабочим столом имеет возможность прямолинейного перемещения по двум рельсовым направляющим по оси Y портал, представляющий собой две направляющие перемещения по оси X, расположенные на верхней стяжке, которая закреплена на основании при помощи левой стойки и правой стойки. По двум рельсовым направляющим перемещения по оси X осуществляется возможность перемещения плиты, на которой закреплены две рельсовые направляющие перемещения по оси Z, по которым может перемещаться накладка по оси Z с установленным на ней блоком. Данный блок может быть представлен шпиндельным/лазерным/электроэрозионным модулем, либо платформой, необходимой для 3D-печати фотополимером. Возможность перемещений по осям X, Y, Z реализована посредством шариковинтовых передач. Шариковинтовые передачи приводятся в движение благодаря шаговым двигателям осей X, Y, Z. Двигатели приводятся в движение при помощи электронного блока управления станком, установленным в нижней части основания, который включает в себя блок питания и также проектор для засветкифотополимера. Остановка двигателей осуществляется при помощи индукционных концевых датчиков оси X, индукционных концевых датчиков оси Y.

Недостатками известных устройств и прототипа является невозможность использовать для обработки металла лазерный сварочный аппарата 3 в 1.

Задачей технического решения является обеспечение обработки металла на станке с помощью лазерного сварочного аппарата 3 в 1.

Техническая задача решается тем, что к накладке винтами крепится кронштейн с выполненным в нем сегментными проточками с закрепленными на нем винтами упорами и фиксатором для установки портативной лазерной головки, кронштейн выполнен с возможностью углового попорота относительно оси X вместе с установленной портативной лазерной головкой по выполненным в сегментным круговым проточкам и фиксацией винтами, рабочий стол для резки выполнен с возможностью демонтажа ламелей и установки столешницы для сварки и наплавки, стол для чистки выполнен огнеупорным с возможностью регулировки по оси Z, к стойке присоединен поддерживающий кронштейн.

Многофункциональный станок для обработки металла с помощью лазерного сварочного аппарата 3 в 1 представлен на фиг. 1 — вид спереди, фиг. 2 — вид с боку, фиг. 3 — кронштейн.

Многофункциональный станок для обработки металла с помощью лазерного сварочного аппарата 3 в 1 содержит основание 1 (фиг. 1) с установленными на нем рабочим столом 3 для резки металла выполненным из секций с ламелями 4, столешница для сварки и наплавки, рабочим столом 2 для чистки металла выполненным с огнеупорным покрытием и возможностью установки и фиксации на разной высоте посредством установки стопоров 18 (фиг. 2) в отверстия 19 выполненные в основании. Над рабочим столом 3 (фиг. 1) расположен портал, выполненный с возможностью прямолинейного перемещения по направляющим 6 по оси Y с помощью шариковинтовой передачи 21 (фиг. 2) оси Y. Стяжки 17 (фиг. 1) портала закреплены на вертикальных стойках 10. На стяжках расположены направляющие 7 оси X, по которым осуществляется перемещения плиты 13 с помощью шариковинтовой передачи 9 по оси X. На плите 13 расположены направляющие 12, по которым осуществляется перемещение c помощью шариковинтовой передачи 15 вдоль оси Z накладки 20 (фиг. 2), на которой закреплен кронштейн 11. На кронштейне 11 (фиг. 3) с помощью упоров 25 и зажима 24 устанавливается портативная лазерная головка 26, к которой при необходимости может присоединяться провод 27. Кронштейн 11 выполнен с возможностью поворота и фиксации относительно оси X вместе с установленной портативной лазерной головкой 23 посредством выполненных сегментных круговых проточек 23 и винтов 22. Для поддержки оптоволоконного кабеля, трубок охлаждения, проволоки и прочего необходимого для обеспечения работы портативной лазерной головки 26 предусмотрен закрепленный на стойке 10 (фиг. 1) поддерживающий кронштейн 16. Шариковинтовые передачи приводятся в движение благодаря шаговым двигателям 8, 5, 14 осей X, Y, Z соответственно. Шаговые двигатели 8, 5, 14 приводят во вращение шариковинтовые передачи 9, 21 (фиг. 2), 15 (фиг. 1) осей X, Y, Z соответственно. Управление вращением шаговых двигателей 8, 5, 14 осуществляется при помощи электронного блока управления (не показан). Остановка шаговых двигателей 8, 5, 14 осуществляется при помощи концевых датчиков осей X, Y, Z (не показаны).