способ лазерной обработки материалов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

Способ лазерной обработки материалов с подсветкой рабочей зоны обрабатываемого материала, частота которой отлична от частоты лазерного излучения, включающий пропускание отраженных от обрабатываемого материала лучей лазерного излучения и подсветку через фокусирующую линзу, разделение лучей лазерного излучения и подсветки посредством поворотного диахронического зеркала и фокусирование лучей подсветки в телевизионной камере, отличающийся тем, что используют ахроматическую фокусирующую линзу, а частоту подсветки выбирают в зеленой части видимого спектра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к устройствам, обеспечивающим обработку материалов лазерным излучением.

Известен способ лазерной обработки материалов с применением источника лазерного излучения и фокусирующей линзы [1].

При этом способе отраженный от обрабатываемого материала луч фиксируется в приемной камере. Этот способ позволяет следить за уровнем электромагнитной радиации из зоны разработки. Однако этот способ не позволяет визуально посредством дистанционных средств наблюдать за процессом обработки материалов и не применим, когда используют сканирующие устройства для точного позиционирования лазерного луча.

Известен способ лазерной обработки материалов, с применением источника лазерного излучения, сканирующего устройства и фокусирующей линзы [2].

Известна также установка для лазерной обработки материалов, включающая источник лазерного излучения, вдоль оптической оси которого размещены сканирующее устройство и фокусирующую линзу [2].

Недостатком известного способа и устройства является то, что при их применении отсутствует возможность дистанционного наблюдения за качеством процесса лазерной обработки материалов Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении эффективности лазерной обработки материалов за счет получения возможности дистанционного наблюдения за качеством процесса обработки при применении сканирующих устройств,

Указанный результат достигается за счет того, что в способе лазерной обработки материалов с применением источника лазерного излучения, сканирующего устройства и фокусирующей линзы, осуществляют подсветку рабочей зоны обрабатываемого материала с частотой отличной от источника лазерного излучения, фокусирующую линзу выполняют ахроматической, и, через нее и сканирующее устройство, пропускают отраженные от обрабатываемого материала лучи лазерного излучения и подсветки с последующим их разделением посредством поворотного дихронического зеркала, и фокусируют лучи подсветки в телевизионной камере. Частоту подсветки выбирают в зеленой части видимого спектра.

Указанный результат достигается также за счет того, что установка для лазерной обработки материалов, которая содержит рабочий стол, источник лазерного излучения, вдоль оптической оси которого размещены сканирующее устройство и фокусирующая линза, снабжена подсветкой рабочей зоны обрабатываемого материала, размещенной между источником лазерного излучения и фокусирующей линзой дихроническим зеркалом, и, расположенными за дихроническим зеркалом, дополнительной фокусирующей линзой и телевизионной камерой, причем источник лазерного излучения и подсветка выполнены с различными частотами излучения, а фокусирующая линза выполнена ахроматической. Подсветка рабочей зоны выполнена в виде светодиода, либо в виде лазера.

Пример выполнения заявляемого устройства поясняется чертежом.

Установка для лазерной обработки материалов включает рабочий стол 1, источник 2 лазерного излучения, вдоль оптической оси 3 которого размещены сканирующее устройство 4 и фокусирующая линза 5, подсветку 6 рабочей зоны 7 обрабатываемого материала, а также размещенное между источником 2 лазерного излучения и фокусирующей линзой 5 поворотное дихроническое зеркало 8.

За дихроническим зеркалом 8 расположены дополнительная фокусирующая линза 9 и телевизионная камера 10.

Источник лазерного излучения и подсветка выполняют с различными частотами излучения, а фокусирующую линзу выполняют ахроматической.

Подсветка рабочей зоны может быть выполнена в виде светодиода или лазера.

Способ обработки осуществляют следующим образом.

Лазерный луч от источника 2 лазерного излучения подают через поворотное дихроническое зеркало 8 и сканирующее устройство 4 и фокусируют посредством ахроматической линзы на обрабатываемом материале, который располагают на рабочем столе 1. Сканирующее устройство позволяет точно позиционировать луч лазерного излучения в рабочей зоне 7. Одновременно рабочую зону 7 подсвечивают подсветкой 6 с узкополосным источником излучения. Это может быть светодиодное или лазерное устройство.

Предпочтительно частоту подсветки выбирать в зеленой части видимого спектра, (с длиной волны примерно 520 нм), так как в этом диапазоне человеческий глаз имеет наибольшую чувствительность к свету, а частоту излучения источника лазерного излучения - примерно 1000 нм.

Лучи от источника 2 лазерного излучения и подсветки 6 отражаются от обрабатываемого материала и, проходя через ахроматическую фокусирующую линзу 5, становятся коллинеарными оптической оси 3 лазерного излучения. Далее лучи проходят через сканирующее устройство 4 и разделяются поворотным дихроническим зеркалом 8. Затем фокусируют лучи подсветки посредством дополнительной линзы 9 в телевизионной камере 10. Процессы, происходящие в рабочей зоне, наблюдают на обычном дисплее (на чертеже не показан). Это позволяет оперативно вмешиваться в процесс обработки и при этом точно позиционировать положение лазерного луча за счет сканирующего устройства.

Таким образом, данные технические решения позволят повысить эффективность лазерной обработки материалов за счет получения возможности дистанционного наблюдения за качеством процесса обработки при применении сканирующих устройств.

Источник информации

1. Патент US 7863544, МКИ - B23K 26/03, 4 января 2011

2. Патент на полезную модель РФ № 94892, МПК - B23K 26/06, 2010.