Принципы компонования автоматически сменных лазерных модулей при реализации технологий лазерной обработки на станках с ЧПУ
Автор: Огин Павел Александрович, Левашкин Денис Геннадьевич, Осипов Кирилл Сергеевич
Рубрика: Технология
Статья в выпуске: 4 т.16, 2016 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена вопросам разработки автоматически сменных модулей для реализации технологий лазерной обработки на станках ЧПУ. В основе решений использована элементная база оптоволоконных лазеров. Предложено техническое решение данного устройства, в котором оптическая система, коллиматор и излучатель лазера выполнены в виде отдельного модуля, скомпонованного из отдельных блоков, параметры каждого из которых определяются требованиями заказчика. При этом модуль выполнен сменным и вне рабочих циклов ЧПУ-обработки может быть установлен в инструментальном магазине станка. Модуль устанавливается в шпиндель из инструментального магазина станка автоматически по команде системы ЧПУ, а непосредственно источник излучения вынесен за пределы рабочей зоны станка. Связь с модулем обеспечивается оптоволоконным кабелем. Предложенное техническое решение будет востребовано на рынке производственных услуг за счет кратного снижения капиталоемкости, так как отсутствует необходимость приобретения отдельной позиции лазерного центра, обеспечивается высокая производительность и точность обработки, не требуется дополнительная транспортировка и переустановка детали, сокращаются потери времени на обработку всей детали. Применительно к этому в статье предложена методология перекомпонования устройств для лазерной обработки и приведены основы принципа их блочно-модульного компонования. В основе принципа блочно-модульного компонования лежит кинематический анализ устройств, который позволяет, исходя из требований заказчика, определить комплект блоков для компонования устройства в конечном состоянии поставки заказчику. Развитием этого стала возможность проработки конструкции устройств как на этапе анализа и модернизации уже существующих исполнений, так и на этапе подготовки коммерческого предложения заказчику.
Энергоэффективные технологии, оптоволоконный лазер, автоматически сменный модуль, кинематическая связь, блочно-модульный принцип
Короткий адрес: https://sciup.org/147151735
IDR: 147151735 | УДК: 621.125; | DOI: 10.14529/engin160406
Strategies of build composition automatic changeable the laser modules in implementation of technologies laser processing CNC
The article is devoted to the development of plug-in modules for automatically implementing the laser processing technology on CNC machines. At the heart of solutions used element base fiber lasers. Proposed technical solution of the device in which the optical system, the collimator and the laser emitter in the form of a single unit, composed of a single block, the parameters of each of which is determined by the requirements of the customer. When this module is replaceable and is working CNC machining cycles can be set in the tool magazine of the machine. The module is mounted in the spindle of the machine tool automatically stores the command NC system, and the radiation source is passed directly outside the working area of the machine. Communication with the module is provided by fiber optic cable. The proposed technical solution will be in demand in the market of industrial services, due to fold reduction in capital intensity, as there is no need to purchase a separate position of the laser center provides high performance and precision machining, no additional transportation and reinstallation of parts, reduced loss of time to process all the details. With reference to this article the methodology proposed are devices for laser treatment and are given based on the principle of modular build composition. The principle of modular build composition lies kinematic analysis devices, which allows, based on customer requirements, define a set of blocks for build composition device in the final state of delivery to the customer. The development of this device is the ability to study design at the stage of analysis and modernization of existing designs, and at the stage of preparation of the offer to the customer.
Список литературы Принципы компонования автоматически сменных лазерных модулей при реализации технологий лазерной обработки на станках с ЧПУ
- Лопота, В.А. Легкие конструкции в современном машиностроении/В.А. Лопота//Сварка и диагностика. -2008. -№ 4. -С. 11-12.
- Wiener, M. Laser seam stepper takes on conventional welding/М. Wiener//Industrial Laser Solutions. -2015. -№ 4. -Р. 17-18.
- Lora, Xie. China laser industry: Expert views/Xie Lora//Industrial Laser Solutions for Manufacturing. -2012. -№ 1, 2. P. 14-15.
- Шиганов, И.Н. Исследование технологических сред методом лазерного фазового анализа/И.Н. Шиганов, Д.М. Мельников//Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2015. -№ 4. -C. 100-108.
- Хтет Аунг Лин. Математическая модель эффективности использования лазерного излучения при гибридной обработке/Хтет Аунг Лин, М.В. Таксанц, А.И. Мисюров//Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». -2015. -№ 3. -C. 71-79.
- Siewert, A. Fiber Laser Seam Stepper Replacing Resistance Spot Welding/A. Siewert, K. Krastel//Laser Technik Journal. -2014. -№ 4. -P. 52-55.
- Сварка алюминиевых сплавов в авиакосмической промышленности/В.И. Лукин, О.Г. Оспенникова, Е.Н. Иода, М.Д. Пантелеев//Сварка и диагностика. -2013. -№ 2. -C. 47-51.
- Блинков, В.В. Лазерные технологии в авиационной промышленности/В.В. Блинков//ЛазерИнформ. -2009. -№ 23 (422). -C. 5-9.
- Shiner, B. Fiber laser in the aerospace industry/B. Shiner//Industrial Laser Solutions for Manufacturing. -2014. -July/August. -P. 9-10.
- Laser Welding Technologies for Aircraft Fuselage Panels/Chen Y., Li L., Tao W., Yang Z.//POEM/MP3 (LTST) Technical Digest. -2012. -OSA. -P. 2.
- Zhu, X. Ytterbium fiber laser based on fiber bragg grating inscribed point-by-point with femtosecond laser/Zhu X., Pan Y.//Qiangjiguang Yu Lizishu. -2011. -№ 4. -P. 934-938.
- Chen, L. Random distributed feedback fiber laser pumped by an ytterbium doped fiber laser/Chen L., Ding Y.//Optik -international journal for light and electron optics. -2014. -№ 14. -P. 3663-3665.
- Gisario, A. Characterization of laser treated steels using instrumented indentation by cylindrical flat punch/A. Gisario, M. Barletta, A. Boschetto//Surface and Coatings Technology. -2008. -Vol. 202, iss. 12. -P. 2557-2569.
- Microstructure and mechanical properties of laser-welded joints of TWIP and TRIP steels/L. Mujica, S. Weber, H. Pinto et al.//Materials Science and Engineering: A. -2010. -Vol. 527, iss. 7. -P. 2071-2078.
- Grain refinement mechanism of multiple laser shock processing impacts on ANSI 304 stainless steel/Lu J.Z., Luo K.Y., Zhang Y.K. et al.//Acta Materialia. -2010. -Vol. 58, iss. 16. -P. 5354-5362.
- Adel, K.M. The effect of laser surface hardening on the wear and friction characteristics of acicular bainitic ductile iron/K.M. Adel, A.S. Dhia, M.J. Ghazali//International Journal of Mechanical and Materials Engineering. -2009. -Vol. 4, № 2. -P. 167-171.
- Laser surface hardening of AISI H13 tool steel/Lee J.-H., Jang J.-H., Joo B.-D. et al.//Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition). -2009. -Vol. 19, № 4. -P. 917-920.
- Laser transformation hardening on rod-shaped carbon steel by Gaussian beam/Kim J.-D., Lee M.-H., Lee S.-J., Kang W.-J.//Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition). -2009. -Vol. 19, № 4. -P. 941-945.
