© 2009 г. А. Г. Верхогляд; В. И. Проць; М. Ф. Ступак, канд. физ.-мат. наук; Ю. В. Чугуй, доктор техн. наук
Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН, Новосибирск
E-mail: chugui@tdisie.nsc.ru
Разработана, создана и исследована лазерная технологическая система LSP-2000 (Laser System Processor-2000) для формирования заданного поверхностного профиля произвольной топологии на криволинейных поверхностях, а также прецизионной лазерной обработки крупногабаритных объемных изделий. В данной системе реализованы не только режимы обработки (резка, сварка, абляция), но и измерение реальной геометрии трехмерных объектов с произвольной формой поверхности. Приведены краткое описание основных технических решений и экспериментальные результаты апробирования системы LSP-2000. Погрешность измерения в старт-стопном режиме не превышает 2 мкм, погрешность обработки при движении исполнительного элемента по произвольному непрерывному контуру не более 20 мкм. Рабочая скорость при микропрофилировании поверхности превышала 9 м/мин. Время непрерывной работы в автоматическом режиме достигало более 15 часов в диапазоне температур от +18 до +30 °С.
Ключевые слова: лазерная технологическая система, лазерная обработка объемных изделий, резка, сварка, абляция, измерение геометрии трехмерных объектов.
Коды OCIS: 120.4610, 220.4610, 120.3180
УДК 681.7.069.24: 621.81-023.5
Поступила в редакцию 25.05.2009
Multifunctional laser process system for the high-precision processing of three-dimensional large-scale 3×3×0.6-m items with complex surface shapes
A. G. Verkhoglyad, V. I. Prots', M. F. Stupak, and Yu. V. Chuguĭ
The LSP-2000 (Laser System Processor-2000) laser process system for forming a specified surface profile of arbitrary topology on curvilinear surfaces, as well as precision laser processing of large three-dimensional items, has been developed, created, and investigated. This system implements not only processing regimes (cutting, welding, ablation), but also the measurement of the actual geometry of three-dimensional objects with an arbitrary surface shape. A brief description is presented of the main technical decisions and the experimental results of the certification of the LSP-2000 system. The measurement error in the start-stop regime does not exceed 2μm, and the processing error when the actuator moves along an arbitrary continuous contour is no more than 20μm, The working speed for surface microprofiling exceeded 9m/min. The time of continuous operation in the automatic regime has reached more than 15hr in the temperature range from +18to+30°C.
ЛИТЕРАТУРА
1. Introduction to Industrial Laser Material Processing // Booklet. ROFIN SINAR Laser GmbH. 1998. № 3. 180 p.
2. Игнатов А.Г., Суздалев И.В. Состояние и перспективы применения лазерного технологического оборудования // Судостроительная промышленность. Серия “СВАРКА”. 1989. В. 7. С. 3–18.
3. Отчет по НИР. Исследование технологии лазерной резки и сварки металлов и сплавов. Моделирование применения высококонцентрированных источников энергии в перспективных технологических процессах постройки морских судов // СПб.: ЦНИИ ТС, 1999. Т. 1. 172 с. Т. 2. 77 с.
4. Горный С.Г., Петров М.И., Соловьев В.Д., Туричин Г.А. Специфика поверхностной обработки металла сериями лазерных импульсов наносекундной длительности // Квант. электрон. 2002. Т. 32. № 10. C. 929–932.
5. Майер Б.Е., Фуррер А.М. Трехмерная лазерная резка // МЕТАЛЛООБРАБОТКА′89. Оборудование, приспособления и инструменты для металлообрабатывающей промышленности. Высококачественная технология из Швейцарии. Munchen: Carl Hanser Verlag, 1989. S. 100–105.
6. Базин В.С., Верхогляд А.Г., Выхристюк И.А., Касторский Л.Б., Кирьянов В.П., Кокарев С.А., Проць В.И., Сысоев Е.В. Многофункциональная прецизионная лазерная технологическая система для обработки большеразмерных деталей произвольной топологии // Автометрия. 2005. Т. 41. № 6. С. 107–114.
7. Верхогляд А.Г. Оптический тракт лазерного комплекса для прецизионного микропрофилирования крупногабаритных изделий произвольной формы // Изв. вузов. Приборостроение. 2008. Т. 51. № 4. С. 58–63.
8. Выхристюк И.А., Сысоев Е.В., Поташников А.К., Кокарев С.А. Математическая модель управления лазерным технологическим комплексом // Автометрия. 2005. Т. 41. № 6. С. 32–39.
9. Ведерников В.М., Кирьянов В.П., Лебедев Г.А. Применение лазерного интерферометра для контроля и юстировки измерительных систем тяжелых станков // Станки и инструмент. 1978. № 4. С. 21–23.
Полный текст
