установка для лазерной резки

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.

Описание изобретения к патенту

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.