Оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ОПТИКО-ФОКУСИРУЮЩАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ(71) Заявитель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(72) Авторы Мышковец Виктор Николаевич Максименко Александр Васильевич Полторан Игорь Леонидович Баевич Георгий Александрович Усов Петр Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины(57) 1. Оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки, содержащая размещенную в цилиндрическом корпусе фокусирующую линзу, защитное стекло, установленное в корпусе под фокусирующей линзой, и сопло со штуцером подачи технологического газа, установленное на корпусе с возможностью отсоединения от него, отличающаяся тем, что сопло дополнительно содержит цилиндрическую часть, выполненную заодно с соплом,поджимное кольцо, размещенное в полости цилиндрической части сопла между защитным стеклом и соплом, при этом защитное стекло выполнено в виде прямоугольной пластины, установленной в выполненном в цилиндрическом корпусе сквозном пазу. 2. Оптико-фокусирующая головка по п. 1, отличающаяся тем, что поджимное кольцо выполнено из фторопласта. 3. Оптико-фокусирующая головка по п. 1, отличающаяся тем, что защитное стекло выполнено из кварцевого стекла. Полезная модель относится к оборудованию для лазерной обработки и может быть использована в различных отраслях машиностроения как для резки листового материала,так и для наплавки порошковых и проволочных материалов. Известна оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки, содержащая размещенную в цилиндрическом корпусе фокусирующую линзу, защитное стекло со штуцером подачи технологического газа, установленное в корпусе под фокусирующей линзой, и сопло 1. Недостатком известной оптико-фокусирующей головки для лазерной обработки является сложность конструкции и наладки. Этот недостаток обусловлен тем, что защитное стекло размещено внутри корпуса и для его замены требуется разборка оптико-фокусирующей головки. Кроме того, защитное стекло выполнено круглым, такая форма стекла трудоемка в изготовлении и требует специального оборудования и оснастки. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки, содержащая размещенную в цилиндрическом корпусе фокусирующую линзу, защитное стекло, установленное в корпусе под фокусирующей линзой, и сопло со штуцером подачи технологического газа, установленное на корпусе с возможностью отсоединения от него 2. В известной оптико-фокусирующей головке защитное стекло также выполнено круглой формы и размещено во внутренней полости корпуса, что увеличивает время переналадки, так как при его замене необходимо производить разборку и сборку оптикофокусирующей головки. Кроме этого, для его изготовления требуются специальное оборудование и оснастка. Эти недостатки усложняют конструкцию оптико-фокусирующей головки, а также увеличивают время ее наладки, что снижает производительность. Технической задачей данной полезной модели является создание простой по конструкции и наладке оптико-фокусирующей головки для лазерной обработки и повышение ее производительности. Технический результат, достигаемый заявляемой оптико-фокусирующей головкой, заключается в повышении производительности и эффективности за счет сокращения времени наладки. Заявляемый технический результат достигается тем, что оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки, содержащая размещенную в цилиндрическом корпусе фокусирующую линзу, защитное стекло, установленное в корпусе под фокусирующей линзой, и сопло со штуцером подачи технологического газа, установленное на корпусе с возможностью отсоединения от него, отличается тем, что сопло дополнительно содержит цилиндрическую часть, выполненную заодно с соплом, поджимное кольцо, размещенное в полости цилиндрической части сопла между защитным стеклом и соплом, при этом защитное стекло выполнено в виде прямоугольной пластины, установленной в выполненном в цилиндрическом корпусе сквозном пазу. Кроме того, поджимное кольцо выполнено из фторопласта. Кроме того, защитное стекло выполнено из кварцевого стекла. Сущность заявляемой оптико-фокусирующей головки для лазерной обработки заключается в следующем. 103802014.10.30 Выполнение сопла с дополнительной цилиндрической частью заодно с соплом, снабжение поджимным кольцом, размещенным в полости цилиндрической части сопла между защитным стеклом и соплом, выполнение защитного стекла в виде прямоугольной пластины и установка его в выполненном в цилиндрическом корпусе сквозном пазу упрощают конструкцию и сокращают время наладки головки. В результате повышается производительность. Сопоставление заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается новыми существенными признаками сопло дополнительно содержит цилиндрическую часть, выполненную заодно с соплом поджимное кольцо размещено в полости цилиндрической части сопла между защитным стеклом и соплом защитное стекло выполнено в виде прямоугольной пластины и установлено в выполненном в цилиндрическом корпусе сквозном пазу, которые для специалиста явным образом не следуют из уровня техники. Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги,характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной оптико-фокусирующей головки для лазерной обработки, отсутствуют. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности новизна. Изложенная сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурами, на которых представлены фиг. 1 - общий вид оптико-фокусирующей головки фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки содержит размещенную в цилиндрическом корпусе 1 фокусирующую линзу 2, защитное стекло 3, установленное в корпусе 1 под фокусирующей линзой 2, сопло 4 со штуцером 5 подачи технологического газа, установленное на корпусе 1 с возможностью отсоединения от него. Сопло 4 дополнительно содержит цилиндрическую часть 6, выполненную заодно с соплом 4. Для герметизации сопла оптико-фокусирующая головка содержит поджимное кольцо 7, размещенное в полости цилиндрической части 6 сопла 4 между защитным стеклом 3 и соплом 4. Защитное стекло 3 выполнено в виде прямоугольной пластины и установлено в выполненном в цилиндрическом корпусе 1 сквозном пазу. Поджимное кольцо 7 выполнено из фторопласта. Защитное стекло 3 выполнено из кварцевого стекла. Сопло 4 соединено с цилиндрическим корпусом 1 резьбовым соединением. Для регулирования положения фокусирующей линзы 2 внутри корпуса 1 фокусирующую линзу 2 размещают в оправе 8 и связывают с корпусом 1 резьбовым соединением. Фокусирующую линзу 2 закрепляют в оправе 8 при помощи резьбового кольца 9. Обрабатываемая заготовка обозначена позицией 10. Оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки работает следующим образом. Оптико-фокусирующую головку настраивают, перемещая оправу 8 с фокусирующей линзой 2 по резьбе внутри корпуса 1 и устанавливая заданное фокусное расстояние. Затем в сквозном пазу корпуса 1 устанавливают защитное стекло 3, выполненное в виде прямоугольной пластины, сопло 4 соединяют с цилиндрическим корпусом 1 резьбовым соединением. Затем поджимным кольцом 7 герметизируют сопло 4, прижимая соплом 4 кольцо 7 к поверхности защитного стекла 3 и, соответственно, защитное стекло 3 к верхней поверхности сквозного паза. Присоединяют оптико-фокусирующую головку к лазерной установке и на рабочем столе (не показан) устанавливают обрабатываемую заготовку 10. Включают лазер (не показан) и лазерный луч через поворотное зеркало (не показано) направляют в оптикофокусирующую головку на фокусирующую линзу 2. Далее сфокусированный линзой 2 луч проходит защитное стекло 3, сопло 4 и попадает на поверхность обрабатываемого изделия. Одновременно через штуцер 5 в сопло 4 подают технологический газ для выноса 3 103802014.10.30 продуктов распада из зоны обработки. По окончании процесса обработки лазерное излучение отключают и прекращают подачу технологического газа. Загрязненное продуктами испарения с обрабатываемой заготовки защитное стекло 3 заменяют новым. Процесс замены защитного стекла 3 производят следующим образом поворачивают сопло 4, соединенное с цилиндрическим корпусом 1 резьбовым соединением, отводят поджимное кольцо 7 от защитного стекла 3 и затем вынимают его из корпуса 1. Испытания изготовленного опытного образца полезной модели оптико-фокусирующей головки для лазерной обработки при осуществлении резки деталей из листового материала и наплавки порошковых и проволочных материалов на детали лазерным излучением подтвердили ее работоспособность и основные технические характеристики для вышеуказанных обрабатывающих технологий. По сравнению с прототипом предложенная оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки имеет улучшенные конструктивные и технологические характеристики для повышения производительности. Заявляемое техническое решение пригодно к осуществлению промышленным способом с использованием существующей технологии производства. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности промышленная применимость. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4