Конструкторська частина
1.1. Лазерний технологічний комплекс для наплавки рідких матеріалів.
Структура лазерного технологічного комплексу
У розроблювальному лазерному технологічному комплексі (ЛТК) використовується газовий лазер ТЛ-1.5, є основним блоком комплексу. Структура
ЛТК показана на рис. 1.
Лазерний пучок випромінювача 1 перетворюється фокусуючою системою 2 і спрямовується на оброблювану заготовку 7. Встановлення і закріплення заготовки в робочому положенні та її переміщення здійснюються пристроєм 6. Блок числового програмного забезпечення 9 згідно із заданою програмою обробки подає електричні сигнали виконавчого механізму 5 для управління переміщенням рухомого блоку 6, а також сигнали блоку електроживлення 12 для управління режимом роботи випромінювача. Як показано на структурній схемі, рухомим блоком може бути не тільки пристрій 6, але і випромінювач 1 і фокусуюча система 2.
З метою збільшення ефективності процесу використовується технологічний газ. Для підготовки технологічного газу і подачі його в зону обробки служить система 3. Щільність потужності випромінювання регулюється датчиком 8. Сигнал з датчика служить для контролю та управління режимом випромінювання. Продукти лазерної ерозії, що утворюються в процесі обробки, видаляються вентиляційною системою 4. Для приготування і циркуляції активної газової суміші використовується пристрій 14, а для створення необхідного розрядження - вакуумна система 15. Для підтримки оптимального і стабільного складу газової суміші служить система регенерації відкачуваного газу 13. Оптимальний тепловий режим випромінювача забезпечується блоком охолодження 11. Параметри лазерного випромінювання контролюються блоком 10.
Рис. 1.1.1. Структурна схема лазерного технологічного комплексу: 1 - випромінювач; 2 – фокусуюча система; 3 - система подачі технологічного газу; 4 - вентиляційна система; 5 - виконавчий механізм; 6 - рухомий блок; 7 - заготовка; 8 - вимірювач потужності, 9 - числове програмне управління; 10 - контролюючий блок; 11 - блок охолоджування; 12 - блок електроживлення; 13 - блок регенерації відкачуваного газу; 14 - блок приготування і циркуляції газової суміші; 15 - вакуумна система.
1.2. Компонування лтк.
Основними особливостями лазерного обладнання є безконтактність формоутворення, відсутність зусиль обробки на базових деталях і направляючих, можливість передачі лазерного пучка на значні відстані від випромінювача. Останнє визначає принципову відмінність компоновок ЛТК від компоновок інших видів технологічного обладнання для обробки матеріалів.
Сукупність відносних рухів лазерного пучка і заготовки, що обробляється, необхідні для утворення заданої поверхні деталі, додаткових рухів і зв'язків між ними визначають кінематичну структуру, яка є основою компонування ЛТК. Установка має блочну структуру і складається з одного стаціонарного і декількох рухомих блоків, які з'єднані між собою послідовно або паралельно направляючими лінійними і круговими. Фокусуюча система і блок, який несе заготовку, у компонуванні завжди є крайніми блоками. Послідовне з'єднання рухомих блоків застосовується для створення відносного переміщення лазерного пучка і заготовки по складних просторових траєкторіях, паралельне – для одночасної роботи декількох фокусуючих систем.
Поняття про блокову структуру і способи сполучення блоків дозволяє позначити будь-яке компонування з допомогою структурних формул. Вісь X поєднана з віссю сфокусованого лазерного пучка, позитивний її напрямок - від заготовки до фокусуючої системи. Вісь У спрямована уздовж осі випромінювача, а вісь X - перпендикулярно до неї. Стаціонарний блок має знак, чим підкреслюється відсутність руху. Блок фокусування позначається буквою F, випромінювач лазера - літерою L. В структурній формулі позначення записуються в порядку розташування блоків. Блок, що несе заготовку, у формулі записується крайнім зліва, а блок фокусування випромінювання крайнім праворуч. Від положення стаціонарного блоку залежить розподіл елементарних рухів між заготовкою її фокусуючим блоком.
В даний час для розрізання матеріалів найбільше поширення отримали двокоординатні лазерні установки, які містять послідовно з'єднані два рухомих блоки і один стаціонарний. Для розроблюваного ЛТК обираємо компонувальну схему з відповідною формулою OLXYFzv, тобто випромінювач встановлений нерухомо на стаціонарному блоці, а фокусуюча система переміщається по осях X і У вздовж поверхні заготовки.