Устройство для лазерной размерной обработки

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК16062 у 5)5 В 23 К 26 1 ут юраер их чшин тся к мно длятов, напке формредназнрующихатов или лазер . имер к ующих, ченных лемен- кинокаумен луча ОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ РАМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ(57) Изобретение относится к машиностронию и предназначено для лазерной обботки формирующих инструментов, напримк технологической обработке формирующэлементов зеркальных фотоаппаратов илинокамер. Цель изобретения - увеличение тности воспроизведения заданного рельеповерхности и повышение стабильности о Изобретение относи строению и предназнач ной обработки инструмен технологической обработ элементов, в частности, и для формирования фокуси тов зеркальных фотоаппар мер. Из-за изменения параметров излучения оптического квантового генератора и неточности перемещения приводов точность реализации заданного рельефа на обрабатываемой поверхности мала, увеличивается площадь нерабочих (не подвергнутых воздействию), зон обрабатываемой поверхности, поскольку при изменении параметров работки, Устройство содержит высоковольтный источник напряжения, соединенный с излучателем оптического квантового генератора, оптически сопряженного с фокусирующей системой, С движущимися поверхностями подвижных столиков по.координатам Х и У сопряжены вибродвигатели и концевые выключатели, которые отдельно подключены к управляемым входам коммутаторов. Входы коммутаторов подключены к выходам генераторов высокочастотного напряжения, Устройство содержит схемы ИЛИ, формирователь импульсов, генераторы импульсов и управляемый ключ, Выход ключа подключен к уп равляемым входам моновибраторов и через пиковый детектор - с выходом оптронного блока. Устройство обеспечивает изменение шага перемещения по каждой из оординат в зависимости от энергии оптичекого квантового генератора, что повышат качество обработки. 2 ил. излучения оптора меняетсдействия егоизлучаемой эвоздействияЭтот факторнии рабочегожутки между илунками, отвувеличении ивоздействиябочих зон обнаоборот, еслвается, рассьшается.емой эне тического квантового генерая диаметр лунки активного возизлучения. Так, с уменьшением нергии уменьшается диаметр на обрабатываемом образце, не учитывается при перемещестола. Таким образом, промеятнами воздействия (например, ерстиями) непостоянны; При ромежутков между пятнами увеличивается область нерарабатываемой поверхности, И и излучаемая энергия увеличитояние между отверстиями Однако, если при средней изргии расстояния между лунка 160629010 15 20 25 30 35 40 50 55 ми выбраны соответственно заданному микрорельефу обрабатываемой поверхности, то при изменении энергии излучения лазера возможно изменение расстояния между центрами лунок, тем самым точность реализации заданного рельефа уменьшается. Чтобы пятна воздействия не заходили друг на друга расстояние между ними подбирается относительно большим, что увеличивает поверхность нерабочих зон обрабатываемой поверхности (матрицы).Целью изобретения является увеличение точности воспроизведения заданного рельефа поверхности и повышение стабильности обработки,На фиг,1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.Высоковольтный блок 1 напряжения соединен с излучателем 2 оптического квантового генератора, оптически сопряженного с фокусирующей системой 3, Обрабатываемые изделия устанавливаются на подвижные по координатам Х и У столики 4 и 5 соответственно, которые сопряжены между собой и расположены друг на друге, с движущимися поверхностями которых отдельно сопряжены соответственно первый 6 и второй 7 вибродвигатели и концевые выключатели 8 - 11, которые отдельно подключены к управляющим входам первого 12 и второго 13 коммутаторов, первые и вторые выходы которых подключены к первому 6 и второму 7 вибродвигателям. Третьи входы коммутаторов 12 и 13 соответственно подключены к выходам первого 14 и второго 15 генераторов высокочастотного напряжения, связанных выходами с первым 16 и вторым 17 моновибраторами, Выходы первого 14 и второго 15 генераторов высокочастотного напряжения соединены с первым и вторым входами первой схемы ИЛИ 18, выход которой через формирователь 19 импульсов соединен с входом синхронизации генератора 20 импульсов и управляемым входом ключа 21, выход которого соединен с управляемыми входами моновибраторов 16 и 17 и через. пиковый детектор 22 соединен с выходом оптронового блока 23, вход которого соединен с входом накачки излучателя 2 оптического квантового генератора 1, который через резистор 24 соединен с выходом высоковольтного блока 1 напряжения, управляемый вход которого соединен с выходом генератора 20 импульсов, выход которого соединен с входом запуска первого одновибратора 16. Вторая схема ИЛИ 25 соединена с управляемыми входами коммутатора 12, а выход соединен с запускающим входом второго моновибратора 17,Устройство работает следующим образом.Когда на генератор 20 импульсов подается сигнал запуска с источника 1 напряжения, через, резистор 24. на излучатель оптического квантового генератора подаетсявысоковольтное напряжение. Оптический квантовый генератор возбуждается, и его луч, прошедший через фокусирующую систему 3, попадает на перемещаемое изделие, которое расположено на подвижных столиках4 и 5, и выжигает лунку.Диаметр лунки зависит от излучаемой мощности, а тем самым и тока накачки оптического квантового генератора. Ток накачки, прошедший через резистор 24, на выходе оптронового блока 23 создает пропорциональное напряжение, максимальная величина которого выделяется пиковым детектором 22. Напряжение, обрезанное навыходе пикового детектора 22, подается на управляемые входы моновибраторов 16 и17. Моновибраторы 16 и 17 в соответственные моменты времени вырабатывают импульсы, длительность которых зависит от величины напряжения, поступающего на управляемые входы моновибраторов 16 и 17, Моновибраторы 16 и 17 запускаются от заднего фронта импульсов (фиг.2 г), поступающего из генератора 20 импульсов на первый моновибратор 16, или от второй схемы ИЛИ25 на второй моновибратор 17. Когда выжигается на объекте лунка, первый моновибратор 16 вырабатывает импульс и запускаетпервый генератор 14 высокочастотного напряжения (фиг.2 в)., Сигнал с первого генератора 14 высокочастотного напряжения через первый коммутатор 12 подается на второй вибродвигатель 7, Если сигнал появляется на одном выходе первого коммутатора 12, то второй вибродвигатель 7 перемещает подвижный столик 4 по координатеХ в другую сторону до тех пор, пока на выходе первого высокочастотного генератора 14 вырабатывается высокочастотныйсигнал. Когда импульс первого моновибратора 16 заканчивается (фиг,2 б), генерация первого генератора 14 высокочастотного напряжения прекращается и первый вибродвигатель 7 и подвижный столик 4 по координате Х останавливается, Посколькувибродвигатель 7 с подвижным столиком 4 сопряжен непосредственно, из-за высокой тормозящей силы вибродвигэтеля 7, которая увеличивается в момент исчезновениясигнала на выходе высокочастотного генератора 14, подвижный столик 4 резко останавливается, тем самым обрабатываемыйобъект подготавливается к следующему циклу обработки, Одновременно задним фронтом5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 импульса первого моновибратора 16, прошедшего через первую схему ИЛИ 18, запускается формирователь 19 импульсов (фиг.2 г), Импульс формирователя 19 открывает ключ 21, который снимает напряжение с выхода пикового детектора 22, что позволяет снова учитывать диаметр лунки, выжигаемой на объекте во время. следующего цикла работы. Длительность импульса формирователя 19 импульсов подбирается с учетом времени остановки. подвижного столика 4. Следовательно, на вход синхронизации генератора 20 задний фронт запускающего импульса приходит после полной остановки подвижного столика 4 (фиг.2 а,г),Когда приходит очередной импульс с формирователя импульсов на выходе источника 1 высоковольтного напряжения появляется высоковольтное напряжение, очередной раз запускающее излучатель 2 оптического квантового генератора, и тем самым повторяя цикл работы, ток накачки оптического квантового генератора 2 уменьшается, уменьшается диаметр лунки, выжигаемой на объекте, одновременно уменьшается длительность импульсов первого моновибратора 16, и тем самым и шаг перемещения подвижного столика 4 или 5, перемещаемого вибродвигателями 7 или 6 соответственно. И наоборот, если ток накачки увеличивается соответственно увеличивается и шаг подвижного столика 4 или 5, соответственно лунки, выжигаемые на объекте, ложатся рядом одна к другой с минимальным расстоянием между ними,обеспечивая уменьшение нерабочих зон на изделии, перемещаемом подвижными столиками 4 и 5. Когда первый подвижный столик 4 доходит до своего крайнего положения, включается один из оконечных переключателей (первый 8 или третий 10), которые переключают первый коммутатор 12. Тогда сигнал появляется надругом выходе первого коммутатора 12, что эаставляет второй вибродвигатель 7 перемещать первый подвижный столик 4 в обратном направлении, Одновременно импульсы оконечных переключателей проходят вторую схемуИЛИ 25 и запускают второй моновибратор 17, управляющий шагами подвижного столика,5 по координате У, перемещающего изделие по второй координате. Поскольку на управляющий вход второго моновибратора 17 также поступает сигнал пикового детектора 22, длительность импульса второго моновибратора 17 также зависит от диаметра выжигаемой на объекте лунки. Второй моновибратор 17 также запускает второй генератор 15 высокочастотного напряжения. сигнал которого, прошедший второй коммутатор 13, возбуждает первый вибродвигатель 6, перемещающий на соответствующий шаг подвижный столик 5 по координате У, Когда импульс второго моновибратора 17 заканчивается, он проходит первую схему ИЛИ 18 и поступает на формирователь 19 импульсов, продолжая цикл работы устройства. Таким образом, лунки формируются рядами одна кдругой, обеспечивая заданный рельеф поверхности иэделия с минимальной шириной нерабочих эон поверхности.Когда подвижный столик 5 по координате У шагами перемещается до второго 9 или четвертог 11 концевого переключателя, то переключается второй коммутатор 13 и подвижный столик 5 начинает перемещаться в обратном направлении. Одновременно перемещаемое изделие заменяется новым (устройство замены объектива на чертеже не показано).Изобретение обеспечивает изменение шага перемещения по каждой из координат в зависимости от энергии оптического квантового генератора, что обеспечивает увеличение точности воспроизведения заданного рельефа поверхности и уменьшения нерабочих зон.Взаимная связь между оптическим квантовым генератором и элементами устройства позволяет выполнять дискретные перемещения по каждой иэ координат столика в требуемые моменты времени, а также изменять величину перемещения шага в зависимости от выходных параметров оптического квантового генератора, увеличивая точность воспроизведения заданного рельефа поверхности и уменьшения нерабочих зон. При этом взаимная связь между моно- вибраторами, генераторами высокочастотного напряжения, вибродвигателями подвижных столиков, формирователем импульсов, источником высоковольтного напряжения, оптического квантового генератора обеспечивает своевременное перемещение подвижных столиков и запуск оптического генератора в требуемые моменты времени, что позволяет достичь цели изобретения, Кроме того, введенный резистор с оптроновым блоком позволяет оперативно наблюдать изменение выходных параметров тока накачки оптического квантового генератора с помощью схемы ИЛИ, формирователя импульсов, ключа, пикового детектора, регистрация производится перед каждым шагом, осуществляемым одним иэ моновибраторов, длительность управляющих импульсов которых меняется с изменением пикового тока накачки оптического квантового генератора, что вызывает соответственное из 1606290менение шагов, осуществляемых каждой координатой подвижного столика, и тем самым позволяет увеличить точность воспроизведения заданного рельефа поверхности и уменьшить нерабочие зоны поверхности.Предлагаемое устройство по сравнению с известными устройствами позволяет точнее воспроизвести заданный рельеф обрабатываемой поверхности и уменьшить ширину нерабочих зон на 15 - 25,Формула изобретения Устройство для лазерной размерной обработки, содержащее корпус, подвижные столики, установленные с возможностью перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, оптический квантовый генератор, подключенный к высоковольтному блоку напряжения, и фокусирующую систему, отл ича ю щееся тем, что, с целью увеличения точности воспроизведения заданного рельефа поверхности и повышения стабильности обработки, оно снабжено первым и вторым вибродвигателями, резистором, формирователем импульсов, первой и второй схемами ИЛИ, первым и вторым генераторами высокочастотного напряжения, первым и вторым коммутаторами, первым и вторым моновибраторами, пиковым детектором, оптроновым блоком и четырьмя концевыми выключателями, причем выходы первого и третьего концевых выключателей подключены к первому и второму входам второго коммутатора, первый и второй выходы которого соединены с первым вибродвигателем, выходы второго и четвертого концевых выключателей подключены к первому и второму входам первого коммутатора, первый и второй выходы которого 5 соединены с вторым вибродвигателем, третьивходы первого и второго коммутаторов соединены с выходами соответственно первого и второго генераторов высокочастотного напряжения, управляемые входы которых 10 отдельно соединены с выходами соответственно первого и второго моновибраторов и подключены к первому и второму входам первой схемы ИЛИ, выход которой через формирователь импульсов соединен с вхо дом синхронизации генератора импульсов иуправляемым входом ключа, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго моновибраторов и через пиковый детектор - с выходом оптронового блока, 20 вход которого соединен с входом накачкиоптического квантового генератора, который через резистор соединен с выходом блока высоковольтного напряжения, управляемый вход которого соединен с выходом 25 генератора импульсов, выход которого соединен с входом запуска первого моновибратора, первый и второй входы схемы ИЛИ соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, а выход соединен с вхо дом запуска второго моновибраторэ, приэтом подвижные столики сопряжены между собой и расположены один на другом, а виб-.родвигатели отдельно сопряжены непосредственно с движущимися поверхностями 35 подвижных столиков.1606290 фас. 2 оставитель В, Пучинскийехред М.Моргентал Корректор А. Обр Редактор Т. Парфено изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага Заказ 3516 Тираж 662 ВНИИПИ Государственного комит 113035, МоскваПодписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., 4/5