Устройство для крепления и смены оптических головок лазерных технологических комплексов

Устройство для крепления и смены оптических головок лазерных технологических комплексов

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для обработки деталей с помощью лазерных технологических комплексов. Цель изобретения - автоматизация и ускорение операции смены оптических головок, повышение надежности и безопасности при работе. Устройство состоит из вертикального манипулятора с лучепроводом, механизмов вертикального перемещения и вращения, сменных оптических головок для поочередной установки на лучепроводе, разъемных технологических коммуникаций, соединенных с установленной на лучепроводе оптической головкой. Под вертикальным манипулятором расположен передвижной магазин с гнездами и пружинными замками сменных оптических головок. На корпусе лучепровода закреплен механизм автоматического разъема коммуникаций. В нижней части лучепровода имеется захват байонетного типа с фиксирующим механизмом для крепления оптических головок. Хвостовая часть оптических головок выполнена в виде трубы с фланцем байонетного типа под захват лучепровода и имеет направляющий фланец для установки в гнездо магазина. Внутри хвостовой части оптических головок имеется диафрагма с механизмом автоматического перекрытия лучевого тракта при смене головок. 5 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению, точнее к оборудованию для обработки деталей с помощью лазерных технологических комплексов. Цель изобретения - автоматизация и ускорение операции смены оптических головок, повышение надежности и безопасности при выполнении различных технологических операций. На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид по стрелке В на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 3. Устройство состоит из вертикального манипулятора 1, лучепровода 2, механизма 3 вертикального перемещения, механизма 4 вращения, оптических головок 5 для поочередной установки на лучепроводе 2, разъемных технологических коммуникаций, соединенных с головкой 5, установленной на лучепроводе 2. На корпусе лучепровода 2 закреплен механизм 6 автоматического разъема коммуникаций. Под манипулятором 1 расположен передвижной магазин 7 с гнездами и пружинными замками сменных головок 5. В нижней части лучепровода 2 имеется захват 8 с байонетным соединением и фиксирующим механизмом. Механизм 4 вращения лучепровода 2 состоит из привода 9 вращения, зубчатой передачи 10 и подшипникового узла 11. Механизм 6 состоит из скобы 12 с фиксирующим шариком 13, кронштейна 14 с быстроразъемным соединением 15 прижимного типа. Захват 8 имеет на опорных плоскостях вмонтированные опорные шарики 16 и закреплен на корпусе лучепровода 2 стаканом 17, пружиной 18 и стопорным винтом 19. К захвату 8 подсоединен фиксирующий механизм, который включает в свой состав стакан 20 с пружиной 21, штоком 22 и роликом 23. Хвостовая часть головок 5 выполнена в виде трубы с фланцем 24 байонетного типа под захват 8 лучепровода 2. Внутри хвостовой части установлена диафрагма 25 с механизмом автоматического перекрытия лучевого тракта при смене головок 5, состоящим из рычага 26, закрывающего и открывающего лепестки ирисовой диафрагмы. Рычаг 26 находится в контакте с шпилькой 27, закрепленной на захвате 8 байонетного типа. Направляющий фланец 28 оптической головки 5 имеет паз 29. Гнездо передвижного магазина 7 снабжено пружинными замками 30 для зажима фланца 28 и имеет штырь 31, входящий в паз 29. Магазин 7 снабжен соплами 32, закрепленными на кожухе 33 магазина 7, и приводом 34 вращения верхней плиты 35 вокруг вертикальной оси. Устройство работает следующим образом. Выходящий из лазера луч попадает внутрь лучепровода 2 и далее в оптическую головку 5. По окончании операции обработки манипулятор 1 с помощью механизма 3 опускает оптическую головку 5 в гнездо магазина 7. Расположенный в гнезде магазина 7 штырь 31 входит в паз 29 направляющего фланца 28 и выталкивает шток 22 с роликом 23, сжимая пружину 21 в стакане 20. Пружинные замки 30 производят зажим направляющего фланца 28 оптической головки 5. Тем самым осуществляется точная установка оптической головки 5 в гнездо магазина 7. Привод 9 механизма 4 вращения через зубчатую передачу 10 поворачивает в узле 11 лучепровод 2, а с ним и захват 8 на 90^о, размыкая байонетное соединение между захватом 8 и фланцем 24. Головка 5, находясь в гнезде, не поворачивается. Шток 22 через ролик 23 фиксирующего механизма перемещается по направляющему фланцу 28. Шарики 16 захвата 8 скользят по фланцу 24. Стопорный винт 19 не позволяет захвату вращаться, а качающееся соединение захвата 8 через стакан 17 с пружиной 18 позволяет избегать заеданий при вращении в байонетном соединении. При этом шпилька 27 поворачивает рычаг 26 и закрывает ирисовую диафрагму 25. Механизм 6 работает следующим образом. Во время поворота лучепровода 2 на 90^о скоба 12 кронштейном 14 и соединением 15 остается неподвижной и она фиксируется на корпусе лучепровода 2 в двух положениях фиксирующим шариком 13. Механизм 3 поднимает лучепровод 2, размыкая быстроразъемное соединение 15 прижимного типа. По сигналу от системы управления передвижной магазин 7 выводит отсоединенную головку 5 из-под лучепровода 2 при помощи привода 34 вращения, который вращает плиту 35; Через сопло 32, закрепленное на кожухе 33, проводится продувка хвостовиков оптической головки 5 от пыли и копоти. Подсоединение новой оптической головки 5 осуществляется в обратной последовательности. Через сопло 32 производится продувка хвостовой части выбранной оптической головки. По команде от системы управления привод 34 вращения перемещает плиту 35 магазина 7, подводя гнездо с нужной оптической головкой 5 под лучепровод 2. В данном исполнении магазин 7 выполнен в виде поворотного стола. Может использоваться магазин 7 другого типа. Механизм 3 опускает лучепровод 2, замыкая быстросъемное соединение 15 коммуникаций. Привод 9 механизма 4 вращения лучепровода 2 поворачивает в узле 11 через зубчатую передачу 10 захват 8 на 90о, замыкая байонетное соединение. Пружина 18, сжимаясь в стакане 17, осуществляет зажим фланца 24 оптической головки 5 захватом 8. Головка 5 при вращении лучепровода 2 не вращается. Шток 22 через ролик 23 занимает положение над пазом 29 направляющего фланца 28 оптической головки и удерживается штоком 31. Шпилька 27 поворачивает рычаг 26 и закрывает ирисовую диафрагму 25. Во время поворота лучепровода 2 на 90^о скоба 12 с кронштейном 14 и соединением 15 механизма 6 остается неподвижной, меняется лишь положение фиксации на корпусе лучепровода 2. Механизм 3 поднимает лучепровод 2. При подъеме лучепровода 2 ролик 23 входит в паз 29 и предотвращает оптическую головку 5 от самопроизвольного вращения вокруг вертикальной оси. Пружинные замки 30 при этом освобождают направляющий фланец 28 из гнезд магазина 7. Затем вертикальный манипулятор 1 перемещает оптическую головку 5 в зону обработки и включает луч лазера. Наличие в нижней части лучепровода 2 захвата 8 байонетного типа, а в хвостовой части оптических головок 5 фланца 24 байонетного типа под захват 8 позволяет осуществлять подсоединение и отсоединение оптических головок 5 простым поворотом лучепровода 2 или головки 5 на 90^о. Наличие под вертикальным манипулятором 1 передвижного магазина 7 с гнездами и прижимными замками сменных оптических головок 5 позволяет процесс отсоединения осуществлять автоматически при опускании вертикального манипулятора 1 с помощью механизма 3 вертикального перемещения до установки головки 5 в гнездо на направляющий фланец 28 и отсоединить ее при повороте лучепровода 2 на 90^о с помощью механизма 4 вращения. Фиксирующий механизм при этом предотвращает самопроизвольное вращение оптических головок 5. Механизм 6, закрепленный на корпусе лучепровода 2, позволяет автоматически подсоединять и отсоединять подачу в оптические головки рабочего газа или охлаждающей жидкости. Все это позволяет автоматизировать и ускорить операцию смены оптических головок в комплексе. Наличие внутри хвостовой части оптических головок 5 диафрагмы 25 с механизмом автоматического перекрытия лучевого тракта при смене головок 5 позволяет предотвратить попадание в оптические головки 5 пыли или влаги, тем самым увеличивается надежность системы. К повышению надежности оптических головок приводит наличие в передвижном магазине 7 системы продувки полостей хвостовиков оптических головок 5, так как это позволяет удалять накопившуюся там при хранении пыль. Соединение захвата 8 байонетного типа со стаканом 17, который удерживается на корпусе лучепровода 2 пружиной 18, позволяет плотно поджимать оптическую головку 5 к плоскостям захвата 8. Уменьшение износа и облегчение усилий при вращении достигается за счет вмонтированных в плоскости захвата опорных шариков 16. Это также повышает надежность устройства. Повышение безопасности работы достигается ввиду отсутствия ручной замены оптических головок.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ И СМЕНЫ ОПТИЧЕСКИХ ГОЛОВОК ЛАЗЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ, содержащее вертикальный манипулятор с лучепроводом, механизм вертикального перемещения лучепровода, механизм вращения лучепровода, сменные оптические головки для поочередной установки на лучепроводе, разъемные технологические коммуникации, соединенные с оптической головкой, установленной на лучепроводе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности путем автоматизации и ускорения операции смены оптических головок, повышения надежности и безопасности работы, оно снабжено передвижным магазином с гнездами и пружинными зажимами для сменных оптических головок, установленными под вертикальным манипулятором, механизмом автоматического разъема коммуникаций, закрепленным на корпусе лучепровода, захватом байонетного типа с фиксирующим механизмом для крепления оптических головок, установленным в нижней части корпуса лучепровода, при этом сменные оптические головки снабжены механизмом автоматического перекрытия лучевого тракта при смене головок с установленными внутри хвостовой части головок диафрагмами, а головки выполнены с трубчатым фланцем байонетного типа в хвостовой их части и направляющим фланцем для установки в гнездо магазина. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено стаканом, установленным на корпусе лучепровода и подпружиненным к нему, на стакане закреплен захват байонетного типа, причем захват выполнен с опорными шариками для механического контакта с фланцем байонетного типа оптической головки. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фиксирующий механизм выполнен в виде стакана с установленным в нем подпружиненным штоком с опорным роликом на конце для механического контакта с поверхностью направляющего фланца оптической головки, в каждом гнезде магазина закреплен штырь, а в направляющем фланце сменных оптических головок выполнен паз для опорного ролика и штыря гнезда магазина. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм автоматического разъема коммуникаций выполнен в виде кронштейна, скобы с фиксирующим шариком и с закрепленным на ней с помощью кронштейна быстро-разъемным соединением коммуникаций прижимного типа, скоба установлена на корпусе лучепровода с возможностью поворота вокруг него на угол 90° и фиксации в крайних положениях при помощи шарика, а на корпусе лучепровода выполнены два гнезда для шарика. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диафрагмы в хвостовой части головок выполнены ирисовыми, механизм автоматического перекрытия лучевого тракта выполнен в виде рычага для закрытия и открытия диафрагмы, а на захвате байонетного типа закреплена шпилька для поворота рычага, установленная с возможностью контакта с рычагом. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передвижной магазин снабжен системой продувки полостей хвостовых частей оптических головок, установленных в гнездах магазина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000