ЛАЗЕРНОЕ УСТРОЙСТВО МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И СПОСОБ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ, СОДЕРЖАЩИЕ ОДИНОЧНУЮ ЛИНЗУ ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ

1. Лазерное устройство (1) механической обработки, содержащее точку (В) выхода света, которая обеспечивается для излучения несфокусированного лазерного света (А), и одиночную линзу (8), расположенную после точки (В) выхода света в направлении излучения, которая фокусирует лазерный свет (А) и предназначена для направления сфокусированного лазерного света (А) на точку механической обработки обрабатываемой детали (7) и которая может перемещаться в упомянутом направлении излучения,
отличающееся тем, что
a
b
a
b
расстояние (m, m) между линзой (8) и точкой (В) выхода света и расстояние (l, l) между линзой (8) и точкой механической обработки обрабатываемой детали (7) и расстояние между точкой (В) выхода света и упомянутой выше точкой механической обработки могут изменяться.
2. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1, отличающееся тем, что линза (8) является асферической.
3. Лазерное устройство (1) механической обработки по любому из пп.1 или п.2, отличающееся тем, что диапазон перемещения упомянутой линзы (8)/точки (В) выхода света ограничивается областью, освещаемой лазерным светом (А), составляющей от 25% до 100% площади линзы.
4. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1, отличающееся тем, что коэффициент Штреля больше 0,9 во всем диапазоне перемещения упомянутой линзы (8)/точки (В) выхода света.
5. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.2, отличающееся тем, что асферические поверхности упомянутой линзы (8) формируются с четной асферичностью.
6. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1,
отличающееся тем, что точка (В) выхода света располагается относительно линзы (8) таким образом, что несфокусированный лазерный свет (А) напрямую контактирует с линзой (8).
7. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1,
отличающееся системой привода, предназначенной для перемещения точки (В) выхода света и линзы (8) синхронно на одно и то же расстояние по отношению к точке механической обработки обрабатываемой детали (7).
8. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1,
отличающееся тем, что упомянутая линза (8) изготовлена из ZnS.
9. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1,
отличающееся тем, что упомянутая линза (8) и/или ее держатель охлаждаются текучей средой.
10. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1,
отличающееся тем, что прозрачный диск (11) помещается после линзы (8) в направлении излучения.
11. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.10, отличающееся тем, что пространство между прозрачным диском (11) и линзой (8) герметизируется, и линза (8) и/или точка (В) выхода света может перемещаться, вводя текучую среду в это пространство или извлекая ее оттуда.
12. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1,
отличающееся тем, что пространство между точкой (В) выхода света и линзой (8) является герметичным, и линза (8) и/или точка (В) выхода света может перемещаться, вводя в это пространство текучую среду или извлекая ее оттуда.
13. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1,
отличающееся тем, что пространство перед точкой (В) выхода света в направлении излучения является герметичным, и линза (8) и/или точка (В) выхода света может перемещаться, вводя в это пространство текучую среду или извлекая ее оттуда.
14. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1,
отличающееся тем, что светочувствительный датчик (9) располагается в области конуса (С) рассеянного света линзы (8).
15. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.14, отличающееся наличием блока (21) оценки, соединенного с датчиком (9) и предназначенного для выполнения следующих этапов, на которых:
- определяют фактическую кривую силы (I) света, измеренную датчиком (9) во время перемещения точки (В) выхода света и/или линзы (8),
- сравнивают эту фактическую кривую использованной линзы (8') с заданной кривой идеальной линзы (8) и включают тревогу, если расхождение между заданной кривой и фактической кривой превышает заданный порог.
16. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1, отличающееся тем, что угол (α) выхода несфокусированного лазерного света (А) точки (В) выхода света меньше 45°.
17. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1, отличающееся тем, что конец оптического волокна (3) или диодный лазер обеспечивается в качестве точки (В) выхода света.
18. Лазерное устройство (1) механической обработки по п.1, отличающееся наличием обрабатывающей головки (4), в которой расположены точка (В) выхода света и линза (8).
a
b
19. Использование лазерного устройства (1) механической обработки, содержащего точку (В) выхода света, которая обеспечивается для излучения несфокусированного лазерного света (А), и одиночную линзу (8), расположенную после точки (В) выхода света в направлении излучения, которая фокусирует лазерный свет (А) и предназначена для направления сфокусированного лазерного света (А) на точку механической обработки обрабатываемой детали (7), в котором расстояние (m, m) между линзой (8) и точкой (В) выхода света может изменяться для резания упомянутой обрабатываемой детали (7).
20. Лазерное устройство механической обработки, содержащее:
отверстие выпуска света, выполненное с возможностью излучения несфокусированного лазерного света;
линзу, расположенную в направлении излучения лазерного света, излучаемого упомянутым отверстием выпуска света, причем упомянутая линза отделена от упомянутого отверстия выхода света на первое изменяемое расстояние, которое может управляться;
- место лазерной механической обработки, расположенное после упомянутой линзы, причем место лазерной механической обработки отделено от упомянутой линзы на второе изменяемое расстояние, которое может управляться, и упомянутое место лазерной механической обработки отделено от отверстия выхода света на третье изменяемое расстояние, которое может управляться;
систему привода, выполненную с возможностью управляемо регулировать первое изменяемое расстояние, которое может управляться, второе изменяемое расстояние, которое может управляться, и третье изменяемое расстояние, которое может управляться; и
упомянутая система привода оперативно соединяется с упомянутой линзой и упомянутым лазерным устройством выхода света.
21. Лазерное устройство механической обработки по п.20, в котором:
упомянутая линза является асферической.
22. Лазерное устройство механической обработки по п.21, дополнительно содержащее:
по меньшей мере одну асферическую поверхность на упомянутой линзе, причем по меньшей мере одна асферическая поверхность сформирована с четной асферичностью.
23. Лазерное устройство механической обработки по п.20, в котором:
упомянутая линза изготовлена из ZnS.
24. Лазерное устройство механической обработки по п.20, в котором:
коэффициент Штреля больше 0,9 в рабочих диапазонах первого, второго и третьего изменяемых расстояний, которые могут управляться.
25. Лазерное устройство механической обработки по п.20, в котором:
упомянутая система привода ограничивает упомянутое первое изменяемое расстояние, которое может управляться, внутри ограниченного диапазона, которое в процентном отношении освещает площадь упомянутой линзы в диапазоне от 25% до 100% площади.
26. Лазерное устройство механической обработки по п.20, в котором:
упомянутая линза непосредственно принимает несфокусированный лазерный свет от упомянутого отверстия выхода света.
27. Лазерное устройство механической обработки по п.20, в котором:
угол выхода несфокусированного лазерного света на упомянутом отверстии выхода света меньше 45°.
28. Лазерное устройство механической обработки по п.20, дополнительно содержащее:
диодный лазер, обеспечивающий подачу лазерного света к упомянутому отверстию выхода света.
29. Лазерное устройство механической обработки по п.20, дополнительно содержащее:
конец оптического волокна, обеспечивающий подачу лазерного света к упомянутому отверстию выхода света.
30. Лазерное устройство механической обработки по п.20, в котором:
упомянутая система привода оперативно подсоединенена для одновременного изменения упомянутых второго и третьего изменяемых расстояний, которые могут управляться, на одинаковую величину.
31. Лазерное устройство механической обработки по п.20, дополнительно содержащее:
датчик света, установленный так, что он находится внутри конуса рассеянного света упомянутой линзы.
32. Лазерное устройство механической обработки по п.31, дополнительно содержащее:
блок оценки, выполненный с возможностью определения реальной кривой силы света, измеренной упомянутым датчиком света, и сравнения ее с заданной кривой, причем упомянутый блок оценки оперативно соединяется с упомянутым датчиком света.
33. Лазерное устройство механической обработки по п.20, дополнительно содержащее:
прозрачный для света диск, расположенный между упомянутой линзой и упомянутым местом лазерной механической обработки.
34. Лазерное устройство механической обработки по п.33, дополнительно содержащее:
первую камеру для текучей среды между упомянутым диском и упомянутой линзой.
35. Лазерное устройство механической обработки по п.34, дополнительно содержащее:
вторую камеру для текучей среды между отверстием выхода света и упомянутой линзой.
36. Лазерное устройство механической обработки по п.35, дополнительно содержащее:
третью камеру для текучей среды, причем упомянутая третья камера для текучей среды оперативно соединяется с упомянутой второй камерой для текучей среды; и
упомянутая вторая камера для текучей среды оперативно соединяется с упомянутой первой камерой для текучей среды.
37. Способ лазерной обработки, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают несфокусированный лазерный свет от отверстия выхода света;
фокусируют лазерный луч с помощью системы привода, чтобы контролируемо регулировать первое изменяемое расстояние между отверстием выхода света и одиночной линзой, расположенной в направлении излучения лазерного света, излучаемого отверстием выхода света;
используют систему привода для контролируемого регулирования второго изменяемого расстояния между местом лазерной механической обработки и одиночной линзой;
используют систему привода для контролируемого регулирования третьего изменяемого расстояния между местом лазерной механической обработки и отверстием выхода света;
обеспечивают подачу сфокусированного лазерного луча в месте механической лазерной обработки, расположенном после одиночной линзы; и
выполняют операцию лазерной механической обработки с помощью сфокусированного лазерного луча.
38. Способ лазерной механической обработки по п.37, дополнительно содержащий этап, на котором:
ограничивают упомянутый диапазон первого изменяемого расстояния, так что процент освещения площади одиночной линзы лежит в диапазоне от 25% до 100% ее площади.
39. Способ лазерной механической обработки по п.37, дополнительно содержащий этапы, на которых:
обеспечивают светочувствительный датчик в пределах конуса рассеянного света одиночной линзы;
оперативно передают данные от светочувствительного датчика к блоку оценки;
определяют фактическую кривую силы света, измеренную светочувствительным датчиком во время перемещения отверстия выхода света или одиночной линзы или отверстия выхода света и одиночной линзы вместе;
сравнивают фактическую кривую силы света с заданной кривой силы света идеальной линзы; и
подают сигнал тревоги, если сравнение фактической кривой силы света с заданной кривой силы света идеальной линзы дает отклонение, превышающее пороговое значение.
40. Лазерное устройство механической обработки, содержащее:
отверстие выхода света, выполненное с возможностью излучения несфокусированного лазерного света;
линзу, расположенную в направлении излучения лазерного света, излучаемого упомянутым отверстием выхода света, причем упомянутая линза отделена от упомянутого отверстия выхода света на первое изменяемое расстояние, которое может управляться;
обрабатывающую головку, причем упомянутое отверстие выхода света и упомянутая линза располагаются в упомянутой обрабатывающей головке;
место лазерной механической обработки, расположенное после упомянутой линзы, причем место лазерной механической обработки отделено от упомянутой линзы на второе изменяемое расстояние, которое может управляться, и упомянутое место лазерной механической обработки отделено от отверстия выхода света на третье изменяемое расстояние, которое может управляться;
прозрачный для света диск, расположенный между упомянутой линзой и упомянутым местом лазерной механической обработки;
система привода, выполненная с возможностью управляемой регулировки первого изменяемого расстояния, которое может управляться, второго изменяемого расстояния, которое может управляться, и третьего изменяемого расстояния, которое может управляться; и
упомянутая система привода оперативно соединяется с упомянутой линзой и упомянутым лазерным устройством выхода света.