УСТАНОВКА ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к машиностроению, именно к оборудованию для обработки (сварки, резки и т.д.) изделий с помощью лазерного излучения.
Известные лазерные технологические комплексы для обработки крупногабаритных объектов включают в свой состав технологический лазер, систему управления, манипулятор оптики мостового типа, состоящий из двух направляющих и размещенной на этих направляющих поперечины с механизмом ее перемещения по направляющим, размещенного на поперечине вертикально манипулятора с механизмом его перемещения вдоль поперечины, закрепленной в нижней части вертикального манипулятора оптикофокусирующей системы, а также из системы поворотных зеркал, передающих лазерное излучение от технологического лазера к оптикофокусирующей системе: первого от технологического лазера, закрепленного на продольной направляющей, второго, расположенного на конце поперечины над продольной направляющей с первым зеркалом, и третьего зеркала, закрепленного на верхней части вертикального манипулятора [Технологические лазеры. Справочник Под ред. Абильсиитов Г.А. т.I. - М.: Машиностроение, 1991, с.118 и 389; JP 62-144890B, 1987].
Недостаток этих лазерных технологических комплексов состоит в том, что они предназначены для обработки только плоских изделий.
Известен также лазерный технологический комплекс, в состав которого кроме вышеперечисленных узлов и элементов, входит манипулятор оптики мостового типа, в котором две продольные направляющие расположены на опорах, а на вертикальном манипуляторе имеется механизм перемещения оптикофокусирующей системы по вертикали [JP 62-5459 3В, 1987]. Это позволяет проводить лазерную обработку поверхностей, расположенных на различной высоте в обрабатываемом объекте.
Недостатком этого комплекса является большая длина оптического тракта, что приводит к ухудшению качества лазерного излучения, и, следовательно, качества лазерной обработки - сварки, резки и т.д., требует увеличения размеров оптических элементов и перемещения тяжелых конструкций.
Кроме того, такой лазерный технологический комплекс имеет ограниченные возможности обработки труднодоступных частей в нижних участках крупногабаритных объектов.
Описанные выше технологические комплексы существенно отличаются от заявленного.
Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности процессов обработки, улучшении качества лазерного излучения и качества лазерной обработки, уменьшении длины оптического тракта и габаритов оптических элементов, увеличении безопасности производимых работ, а также расширении технологических возможностей установки.
Указанный технический результат достигается за счет создания установки для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий, характеризующейся тем, что содержит координатный механизм в виде неподвижной направляющей 3, на которой закреплена консольная штанга 4 с возможностью перемещения вдоль направляющей (вдоль оси X), перемещение осуществляется при помощи серводвигателей с обратной связью, каждый из которых соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой 7; подвижную каретку с лазерная головка для обработки изделий, установленную на консольной штанге 4 с возможностью перемещения вдоль консольной штанги (вдоль оси Y) при помощи серводвигателей с обратной связью, каждый из которых соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой 7; установленный на подвижной каретке роботизированный манипулятор 1 с устройством электронно-оптического позиционирования лазерного луча в рабочей зоне установки 2, при этом роботизированный манипулятор связан посредством силовой электрической линии связи с блоком управления установкой 7, волоконный лазер 9, персональный компьютер и подвижную паллету 6 с рабочим столом под обрабатываемые изделия с возможностью подачи и удаления из рабочей зоны указанных изделий; причем блок управления установкой 7, волоконный лазер 9 и персональный компьютер 8 выполнены выносными, персональный компьютер 8 соединен низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналам с блоком управления установкой 7, волоконным лазером 9 и устройством электронно-оптического позиционирования 2, а для отслеживания положения подвижной паллеты 6 на направляющей 3 выполнено, по крайней мере, два упора 10 с датчиками позиционирования рабочего стола паллеты, которые соединены низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналами с персональным компьютером.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен комплекс для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий.
Установка для лазерной обработки крупногабаритных длинномерных изделий, например, резки, сварки и т.д., содержит координатный механизм, подвижную каретку, роботизированный манипулятор и выносные узлы: волоконный лазер, блок управления установкой, персональный компьютер и подвижную паллету.
Координатный механизм выполнен в виде неподвижной направляющей 3, на которой закреплена консольная штанга 4 с возможностью перемещения вдоль направляющей (вдоль оси X), перемещение осуществляется при помощи серводвигателей с обратной связью, при этом каждый серводвигатель соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой 7.
Подвижная каретка 5 установлена на консольной штанге 4 с возможностью перемещения вдоль консольной штанги (вдоль оси Y), при этом перемещение осуществляется при помощи серводвигателей с обратной связью, а каждый серводвигатель соединен силовой электрической линией связи с блоком управления установкой 7, который служит для управления приводами координатных перемещений координатного механизма по осям Х, У и роботизированного манипулятора. На конце подвижной каретки установлена лазерная головка для лазерной обработки изделий.
Волоконный лазер 9 включает блок накачки (излучатель), транспортное волокно и лазерную головку для сварки или резки изделий.
Роботизированный манипулятор 1 с устройством электронно-оптического позиционирования лазерного луча в рабочей зоне установки 2 установлен на подвижной каретке 5, при этом роботизированный манипулятор связан посредством силовой электрической линии связи с блоком управления установкой 7, а устройство электронно-оптического позиционирования лазерного луча соединено низковольтными электрическими линиями связи по информационным и управляющим сигналам с персональным компьютером 8.
Устройство электронно-оптического позиционирования лазерного луча различает стык двух листов металла и корректирует положение лазерного луча точно посередине стыка для качественной сварки.
Паллета 6 с рабочим столом выполнена выносной и подвижной, то есть с возможностью перемещения для подачи и удаления из рабочей зоны обрабатываемого изделия или заготовки.
Перемещение паллеты осуществляется, например, транспортными роботами, которые предназначены для автоматизированной подачи столов-спутников и тары с заготовками, деталями, инструментом и технологической оснасткой от склада-стеллажа с позициями загрузки-разгрузки.
Транспортный робот конструктивно выполнен по модульно-агрегатному принципу и включает в себя: шасси, два погрузочно-разгрузочных устройства с телескопическими платформами, автономные блоки питания и управления (от бортовой микроЭВМ). Управление транспортным роботом основано на слежении при помощи фотодатчиков за трассой со светоотражающей полосой.
Для отслеживания положения подвижной паллеты 6 на направляющей 3 выполнено, по крайней мере, два упора 10 с датчиками позиционирования паллеты, которые соединены низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналами с персональным компьютером.
Персональный компьютер 8 управляет включением и выключением волоконного лазера во время работы и соединен низковольтными электрическими интерфейсными линиями связи по информационным и управляющим сигналам с выносными волоконным лазером 9, блоком управления установкой 7 и устройством электронно-оптического позиционирования Излучение передается по опто-волокнному кабелю.
Установка позволяет осуществлять сварку и/или резку крупногабаритных длинномерных изделий.
Установка работает следующим образом. Две заготовки, которые требуется, например, сварить помещают на стол подвижной паллеты. Заготовки сдвигают встык и закрепляют. Затем паллету с заготовками перемещают до упоров в зону лазерной обработки.
Включают систему электронно-оптического позиционирования, которая автоматически отслеживает контур свариваемых поверхностей. Включают лазерное излучение и происходит перемещение подвижной каретки с лазерной головкой вдоль стыка двух листов. Происходит сварка деталей. После сварки паллета с готовым изделием выходит из зоны обработки, а ее место занимает другая паллета с деталями подготовленными под сварку. И процесс повторяется.