Brevet FR2805484A3 — publié le 20010831

FR 2805484 A3 20010831 FR 0002470 A 20000228 La présente invention se rapporte à structure de focalisation automatique pour une machine à sculpter au laser, et plus particulièrement à une structure de sonde électronique apte à détecter automatiquement le foyer et applicable à une machine d'usinage laser et analogue. Le principe de base d'une machine d usinage au laser est qu'un faisceau laser émis est guidé et focalisé sur une surface d'une pièce. Le faisceau de lumière focalisé est absorbé par le matériau qui vaporisé à cause de la température qui augmente brusquement. Par conséquent, la surface de la pièce est creusee de sorte à obtenir un objet à sculpter et à couper. 'opération de focalisation d'une machine d'usinage classique au laser est effectuée manuellement. Le faisceau laser est guidé par un miroir reflecteur à travers une lentille de focalisation afin d'être focalisé au foyer de la lentille. Pour positionner pièce aux foyers de lentilles qui ont toutes des spécifications différentes, des barres de focalisation spécifiques de longueurs différentes en coopération avec les spécifications des lentilles sont utilisées. La barre de focalisation est placée dans un trou circulaire gauche de la lame, et une roue à main sur le côté supérieure de la machine est actionnée pour entraîner trois tiges filetées de manière à relever ou à abaisser plate-forme d'usinage entière et d'amener la pièce sur celle-ci légèrement en contact avec la barre de focalisation. A ce moment la surface de la pièce est positionnée sur la face focalisation du faisceau laser manière à réaliser l'objet de la focalisation. y a un autre type de machine d'usinage au laser qui utilise une mesure de focalisation automatique. Les côtés inférieur gauche et inférieur droit plan des axes X, Y de la machine sont respectivement équipés d'un capteur de transmission et d'un capteur de réception correspondant. Après que la plate-forme a été relevée et que les capteurs ont détecté la pièce, la plate-forme est ensuite abaissée à la face de focalisation pour compléter 1 opération de focalisation automatique. Cependant, une telle mesure de focalisation présente les inconvénients suivants 1. Elle ne permet pas de détecter une pièce en forme de coupe ou irrégulière. 2. La pièce doit être fixée à une position sur coté supérieur. 3. Une pièce transparente entraînera une détection erronée. 4. Après l'installation d'une tige rotative, fonction de focalisation automatique sera perdue. La présente invention a donc pour objet realisation d'une structure de focalisation automatique pour une machine à sculpter au laser, dans laquelle section d'usinage de la pièce est détectée directement de façon que l'erreur de focalisation provoquée par un manque de planarité de la pièce soit réduite. Un autre objet de la présente invention consiste à realiser la structure de focalisation automatique précitée, qui est apte à focaliser d'une manière précise une pièce, de n'importe quel matériau et profil (comme une pièce ayant une face courbée irrégulière ou réalisee en un matériau transparent). Encore un autre objet de la présente invention la réalisation de la structure de focalisation automatique précitée pour qu'elle soit apte à effectuer avec succès la détection, même après l'installation de la tige rotative. Ces objets sont atteints conformément à la présente invention avec une structure de focalisation automatique pour une machine à sculpter au laser, comprenant une structure de sonde électronique montée verticalement sur un siège de lame de la machine à sculpter au laser, la structure de sonde électronique incluant une certaine longueur d'un tube circulaire dont l'extrémité supérieure présente une bride, des sections supérieure et inférieure du tube circulaire étant respectivement réalisées avec deux rainures annulaires pour localiser une tige de localisation du siège de lame, les centres circulaires faces d'extrémité supérieure et inférieure du tube circulaire présentant respectivement des ouvertures pour première et seconde barres de détection électronique internes pour s'étendre vers l'extérieur à travers celles-ci. Selon une autre caractéristique de l'invention, la tige de localisation est une tige filetée creuse dans laquelle un ressort est installé, une bille en acier étant disposée à l'extrémité frontale du ressort pour venir en prise avec une extrémité frontale de la tige de localisation. Selon encore une caractéristique de l'invention, la tige de localisation est vissée transversalement dans un trou de localisation du siège de lame perpendiculairement à la structure de sonde électronique. Un banc d'usinage électrique est relevé dans direction de l'axe Z pour amener la surface d'une pièce en contact avec la sonde. Le foyer d'une lentil mémorisé par un logiciel est calculé, et ensuite le banc d'usinage est abaissé d'une manière correspondante à face du foyer pour compléter l'opération de focalisation automatique. Pendant l'usinage, la structure de sonde électronique est ramenée vers le haut de manière à ne pas toucher la pièce. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels la figure 1 est une vue assemblée en perspective de la présente invention ; figure 2 est une vue éclatée en perspective la présente invention ; figure 3 est une vue assemblée en section de présente invention dans un état ; figure 4 est une vue assemblée en section de présente invention dans un autre état ; figure 5 représente l'application de la présente invention à la machine à sculpter au laser ; et figure 6 représente le chemin du faisceau laser de la machine à sculpter au laser. se reportant à la figure 1 de la présente invention, une structure de sonde électronique 20 est visible, qui est montée verticalement sur un siège lame classique 10 parallèlement à la lentille 11. En se reportant aux figures 1 et 2, la structure sonde comprend une certaine longueur d'un tube circulaire 21 dont une extrémité supérieure présente une bride . Des sections supérieure et inférieure du tube circulaire 21 présentent respectivement deux rainures annulaires 23, 24. Les centres circulaires des faces d'extrémité supérieure et inférieure du tube circulaire 21 présentent respectivement des ouvertures 28 pour des première et seconde barres de détection internes 25, pour que celles-ci s'étendent vers l'extérieur à travers celles-ci. De plus, la face d'extrémité supérieure tube circulaire 21 présente un trou à fil 27 près du centre circulaire. Un fil 31 relié à la section supérieure de la première barre de détection 25 conduit vers l'extérieur à travers le trou à fil 27. Le siège de lame 10 présente un trou circulaire dans lequel la structure de sonde 20 est placée. Un trou de localisation 14 est formé parallèlement sur le siege de lame 10 et communique avec le trou circulaire. Une tige de localisation 15 présentant un filet externe 16 est vissée dans le trou de localisation 14. Une extrémité arrière de la tige de localisation 15 présente une encoche 19 pour un outil, pour visser la tige de localisation 15 dans le trou de localisation 14. Un ressort 18 est installé dans la tige de localisation 15. Une bille en acier 17 est disposée à l'extrémité frontale du ressort 18 pour venir en prise avec une extrémité frontale de la tige de localisation 15. La structure sonde 20 est placée verticalement dans le trou circulaire de la plate-forme à côté de la lentille 11 du siège lame 10. Dans de telles circonstances, la bille en acier 17 à l'extrémité frontale de la tige de localisation subit une pression et est rétractée par le tube circulaire la structure de sonde 20, ce qui permet la structure de sonde 20 soit pressée continuellement vers le jusqu'à ce que la bride 22 de la section supérieure du tube circulaire 21 bute contre la plate- forme. A ce moment, la bille en acier 17 de la tige localisation 15 est engagée dans la rainure annulaire supérieure 23 du tube circulaire 21, comme représenté sur la figure 3, de manière à localiser et à installer la structure de sonde sur le siège de lame 10. En se reportant à la figure 5, le siège de lame précité 10 est ensuite monté sur l'axe d'usinage 51 (axe X) de la machine à sculpter au laser 50. Au moyen de rouleaux 13, 13', le siège de lame 10 est amené à glisser selon un mouvement de va-et-vient vers la gauche et vers la droite sur l'axe d'usinage 51. L'axe d'usinage 51 peut également être amené à glisser vers l'arrière et vers l'avant au moyen de rails de coulissement 52 (axe Y) aux deux extrémités de celui-ci. Ainsi, le siège de lame 10 peut être amené librement à une position recherchée. De plus, en coopération avec le banc d'usinage 53 déplaçable verticalement (axe Z), une mesure tridimensionnelle peut être obtenue pour une pièce avec un profil lisse courbé. On se réfère maintenant à la figure 6. Une pièce est placée sur le banc d'usinage 53 qui est relevé pour amener la surface de la pièce 40 en contact avec première barre de détection 25. Le foyer de la lentille mémorisé par le logiciel est calculé, et ensuite le banc d'usinage 53 est abaissé d'une manière correspondante à la face du foyer. A ce moment, l'ensemble de la structure de sonde 20 peut être tiré vers le haut, en amenant la bille en acier 17 de la tige de localisation 15 en prise avec la rainure annulaire inférieure 24 du tube circulaire 21. Dans de telles circonstances, la structure de sonde 20 est stockée sur le bord supérieur de la lentille 11 de manière à empêcher que la structure de sonde 20 touche ou déplace la pièce 40 lorsque la machine 50 fonctionne et se déplace. En se reportant à la figure 6, le faisceau de lumière émis par le tube laser 54 de la machine est réfléchi par un miroir réflecteur à un miroir réflecteur 57 à côté du rail de coulissement et est ensuite réfracté au miroir réflecteur à une extrémité de l'axe d'usinage 51. Enfin, le faisceau de lumière est guidé par le miroir réflecteur 12 sur siège de lame 10 sur la face focale de la pièce 40. ce moment, la surface de la pièce 40 est vaporisee à cause de la température qui augmente brusquement de manière à atteindre les objets consistant à sculpter et à couper. La mesure de détection et focalisation automatique précitée de la présente invention présente les avantages suivants . 1. La position d'usinage de pièce n'est pas limitée. 2. La section d'usinage de la pièce est détectée directement de telle sorte qu'une erreur de focalisation provoquée par un manque de planarite de la pièce est réduite. 3. Le profil irrégulier de la pièce n'entraînera pas de focalisation erronée. 4. La difficulté de la détection d'une face courbée et le problème, à savoir qu'il est impossible d'effectuer la détection après l'installation de tige de rotation sont surmontés. 5. La transparence de la pièce n'entraînera pas de détection erronée. REVENDICATIONS 1. Structure de focalisation automatique pour une machine à sculpter au laser, caractérisée en ce qu'elle comprend une structure de sonde électronique (20) installée verticalement sur un siège de lame ( de la machine à sculpter au laser, en ce que la structure de sonde électronique (20) inclut une certaine longueur de tube circulaire (21) dont une extrémité supérieure présente une bride (22), en ce que des sections supérieure et inférieure du tube circulaire (21) présentent respectivement deux rainures annulaires (23) pour localiser la tige de localisation (15) du siège de lame, et que les centres circulaires faces d'extrémité supérieure et inférieure du tube circulaire (21) présentent respectivement des ouvertures 8) pour des premiere et seconde barres de détection électronique internes (25, 26) pour s'étendre vers l'exterieur à travers les-ci. 2. Structure de focalisation automatique pour une machine a sculpter au laser selon la revendication 1, dans laquelle la tige de localisation (15) est une tige filetée creuse dans laquelle un ressort (18) est installé, et une bille en acier (17) est disposée à une extrémité frontale du ressort pour venir en prise avec une extrémité frontale de la tige de localisation ) 3. Structure de focalisation automatique pour une machine à sculpter au laser selon la revendication 2, dans laquelle la tige de localisation (15) est vissée transversalement dans un trou de localisation ) du siège de lame (10) et perpendiculairement à la structure de sonde électronique (20).