Способ получения рельефной поверхности и устройство для его осуществления

 

Способ получения рельефной поверхности и устройство для его осуществления для его осуществления для повышения качества поверхности. Способ заключается в том, что одновременно с перемещением рабочего органа в двух взаимно перпендикулярных направлениях осуществляют его перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях по траекториям различных кривых, а устройство содержит установленные на неподвижной станине горизонтальную и вертикальную стойки и управляемые по программе механизм для формирования ширины заготовки с приводом регулировки его положения. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области декоративного искусства, а именно к способам отделки изделий и, в частности, к выполнению рельефных изображений.

Известен способ получения рельефной поверхности, заключающийся в продольной подаче заготовки и обработке ее поверхности приводным режущим органом с одновременным его перемещением по заданной программе в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно поверхности заготовки.

Здесь же описано устройство для получения рельефной поверхности, содержащее установленные на неподвижной станине и управляемые по программе приводную подвижную раму, привод механизма подачи заготовок, установленный на подвижной раме приводной рабочий орган, включающий ножи (см. RU патент 2094238, кл. В 44 В 3/00, 27.10.1997 - аналог и прототип).

Недостатком известного способа и устройства для получения рельефной поверхности является низкое качество получаемого рельефа.

Техническим результатом данного изобретения является повышение качества рельефной поверхности с получением неограниченного количества рисунков и узоров.

В способе достигается это тем, что одновременно с перемещением приводного режущего органа в двух взаимно перпендикулярных направлениях осуществляют его перемещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях по траекториям различных кривых и с выполнением колебательных и дугообразных движений со многими степенями свободы при постоянном его нахождении в активном сбалансированном и уравновешенном состояниях относительно вертикальной и горизонтальной осей.

А в устройстве достигается это тем, что оно имеет установленные на неподвижной станине горизонтальную и вертикальную стойки и управляемые по программе механизм для формирования ширины заготовки с приводом регулировки его положения, механизм для формирования формы кромок заготовки с приводом регулировки его положения, прижимные механизмы, цепной регулируемый подпружиненный механизм, кинематически связанный с механизмами подающих подпружиненных роликов для перемещения заготовки, установленные на горизонтальной стойке средство для горизонтального перемещения подвижной рамы, на вертикальной стойке - средство для вертикального перемещения подвижной рамы и средство для углового перемещения горизонтальной и вертикальной стоек вокруг вертикальной оси для обработки в пяти степенях свободы, причем рабочий орган установлен на свободном конце подвижной рамы и представляет собой ножевой вал, связанный с электродвигателем посредством, например, ременной передачи, или приводную фрезу, или лазер, механизм для формирования ширины заготовки содержит связанный с электродвигателем держатель для подрезных ножей, установленный с обеспечением возможности регулировки и фиксации положения, механизм для формирования формы кромок заготовки содержит связанный с электродвигателем держатель для фигурных ножей, установленный с обеспечением возможности регулировки и фиксации положения, прижимные механизмы установлены перед рабочим органом и после и содержат подпружиненные ролики, смонтированные с обеспечением возможности саморегулирования при перемещении заготовок различной толщины, механизмы подающих подпружиненных роликов для перемещения заготовки содержат подпружиненные с постоянным усилием нижние и верхние опоры, несущие валы со звездочками цепного механизма и с соответственно размещенными на них ведущим и прижимным роликами, установленными с обеспечением возможности стабильного прижатия к поверхности заготовок различной толщины, нижние опоры выполнены с обеспечением возможности регулировки и фиксации положений относительно верхних опор, средство для горизонтального перемещения подвижной рамы содержит связанные с двигателем шарнирную винтовую пару со штангой, шарнирно несущей на свободном конце элемент для воздействия на подвижную раму в горизонтальной плоскости, средство для вертикального перемещения подвижной рамы содержит связанные с двигателем шарнирную винтовую пару со штангой, шарнирно несущей на свободном конце элемент для воздействия на подвижную раму в вертикальной плоскости, при этом подвижная рама установлена на неподвижной станине на разнесенных одна относительно другой вертикальной и горизонтальной осях с обеспечением возможности перемещения рабочего органа в горизонтальной и вертикальной плоскостях по траектории различных кривых и с выполнением колебательных и дугообразных движений со многими степенями свободы, и с обеспечением возможности нахождения рамы в активном сбалансированном и уравновешенном состояниях относительно вертикальной и горизонтальной осей, а привод механизма подачи заготовок выполнен с обеспечением возможности регулировки скорости подачи заготовки для нанесения неограниченного числа узоров.

Заготовки имеют эллипсообразную форму сечения, или круглую, или шестиугольную, или квадратную, или восьмиугольную, или прямоугольную.

Заготовки выполнены плоскими или в виде диска.

Режущая часть фигурных ножей для формирования формы кромок заготовки представляет собой, например, плавно сопряженные между собой прямолинейный участок, противоположно направленные дугообразные участки и прямолинейный участок с уменьшенной в продольном направлении шириной, или плавно сопряженные между собой дугообразные участки и прямолинейный с уменьшенной в продольном направлении шириной, или плавно сопряженные между собой прямолинейные ступенчатые участки, или симметрично расположенные относительно продольной оси прямолинейные участки с чередующимися выемками.

Режущая часть фигурных цельных ножей, установленных на ножевой вал содержит, например, на одной стороне прямолинейные и зубчатые участки, а на противоположной ей стороне - сопряженные между собой в продольном направлении дугообразные, прямолинейные и зубчатые участки, или, например, на одной стороне сопряженные между собой синусоидальные участки, а на противоположной ей стороне - сопряженные между собой прямолинейные и дугообразные участки.

Режущая часть фигурных наборных ножей, установленных на ножевой вал содержит, например, выпуклый участок с выступом по торцевой части, или сдвинутый выпуклый участок, или треугольный участок с зубьями при вершине, или выпуклый участок со скосом, или синусоидальный участок с вогнутым и прямолинейным участками.

В качестве материала заготовки использованы дерево, камень, металл.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на: фиг. 1 изображено устройство для получения рельефной поверхности в сборе, вид сбоку, фиг. 2 - механизм подающих подпружиненных роликов для перемещения заготовки, фиг. 3 - вид А на фиг. 2, фиг. 4 - вид Б на фиг. 1, фиг. 5 - часть устройства по фиг. 1, фиг. 6 - механизм для формирования формы кромок заготовки, фиг. 7 - горизонтальное перемещение рабочего органа, фиг. 8 - вертикальное перемещение рабочего органа, фиг. 9 - вертикальное перемещение рабочего органа - приводной фрезы,
фиг. 10 - средство для вертикального перемещения подвижной рамы,
фиг. 11 - средство для горизонтального перемещения подвижной рамы,
фиг. 12 - схема перемещения рабочего органа в активном сбалансированном уравновешенном состоянии,
фиг. 13 - механизм для формирования ширины заготовки,
фиг. 14 - вид В на фиг. 13,
фиг. 15 - режущая часть фигурных ножей для формирования формы кромок заготовки,
фиг. 16 - режущая часть цельных фигурных ножей, устанавливаемых на ножевой вал,
фиг. 17 - режущая часть фигурных наборных ножей, устанавливаемых на ножевой вал,
фиг. 18 - вид сверху устройства для обработки круглой плоской заготовки,
фиг. 19 - формы сечения заготовок,
фиг. 20 - получение рельефа на заготовке в виде цилиндрического бруска,
фиг. 21 - то же, что на фиг. 20, при обработке в пяти степенях свободы.

Устройство для получения рельефной поверхности содержит установленные на неподвижной станине 1 и управляемые по программе приводную подвижную раму 2, привод 3 механизма подачи заготовок 4, установленный на подвижной раме 5 приводной рабочий орган 6, включающий ножи 7.

Устройство имеет установленные на неподвижной станине 1 горизонтальную 8 и вертикальную 9 стойки и управляемые по программе механизм 10 для формирования ширины заготовки 4 с приводом 11 регулировки его положения, механизм 12 для формирования формы кромок заготовки 4 с приводом 13 регулировки его положения, прижимные механизмы 14, регулируемый подпружиненный цепной механизм 15, кинематически связанный с механизмами 16 подающих подпружиненных роликов для перемещения заготовки 4, установленные на горизонтальной 8 стойке средство 17 для горизонтального перемещения подвижной рамы 2 на вертикальной 9 стойке - средство 18 для вертикального перемещения подвижной рамы 2.

Рабочий орган 6 установлен на свободном конце подвижной рамы 2 и представляет собой ножевой вал 19, связанный с электродвигателем 20 посредством, например, ременной передачи 21, или приводную фрезу 22, или лазер (не показан).

Механизм 10 для формирования ширины заготовки 4 содержит связанный с электродвигателем 23 держатель 24 для подрезных ножей 25, установленный с обеспечением возможности регулировки и фиксации положения, механизм 12 для формирования формы кромок заготовки 4 содержит связанный с электродвигателем 26 держатель 27 для фигурных ножей, установленный с обеспечением возможности регулировки и фиксации положения, прижимные механизмы 14 установлены перед рабочим органом 6 и после и содержат подпружиненные ролики 29, смонтированные с обеспечением возможности саморегулирования при перемещении заготовок 4 различной толщины, механизмы 16 подающих подпружиненных роликов для перемещения заготовки 4 содержат подпружиненные 30 с постоянным усилием нижние 31 и верхние 32 опоры, несущие валы 33 со звездочками 34 цепного механизма 15 и с соответственно размещенными на них ведущим 35 и прижимным 36 роликами, установленными с обеспечением возможности стабильного прижатия к поверхности заготовок 4 различной толщины, нижние 31 опоры выполнены с обеспечением возможности регулировки и фиксации положений относительно верхних опор 32, средство 17 для горизонтального перемещения подвижной рамы 2 содержит связанные с двигателем 37 шарнирную 38 винтовую пару 39 со штангой 40, шарнирно 41 несущей на свободном конце элемент 42 для воздействия на подвижную раму 2 в горизонтальной плоскости, средство 18 для вертикального перемещения подвижной рамы 2 содержит связанные с двигателем 43 шарнирную 44 винтовую 45 пару со штангой 46, шарнирно 47 несущей на свободном конце элемент 48 для воздействия на подвижную раму 2 в вертикальной плоскости.

Подвижная рама 2 установлена на неподвижной станине 1 на разнесенных одна относительно другой вертикальной 49 и горизонтальной 50 осях с обеспечением возможности перемещения рабочего органа 6 в горизонтальной и вертикальной плоскостях по траектории различных кривых, и с выполнением колебательных и дугообразных движений со многими степенями свободы, и с обеспечением возможности нахождения рамы 2 в активном сбалансированном и уравновешенном состояниях относительно вертикальной 49 и горизонтальной 50 осей.

Привод 3 механизма подачи заготовок 4 выполнен с обеспечением возможности регулировки скорости подачи заготовок для нанесения неограниченного числа узоров.

Заготовки 4 имеют эллипсообразную форму 51 сечения, или круглую 52, или шестиугольную 53, или квадратную 54, или восьмиугольную 55, или прямоугольную 56.

Заготовки 4 выполнены плоскими 57 или в виде диска 58.

Режущая часть фигурных 28 ножей для формирования формы кромок заготовки 4 представляет собой, например, плавно сопряженные между собой прямолинейный участок 59, противоположно направленные дугообразные 60 участки и прямолинейный 61 участок с уменьшенной в продольном направлении шириной, или плавно сопряженные между собой дугообразные 62 участки и прямолинейный 63 с уменьшенной в продольном направлении шириной, или плавно сопряженные между собой прямолинейные 64 ступенчатые участки, или симметрично расположенные относительно продольной оси прямолинейные 65 участки с чередующимися выемками 66.

Режущая часть фигурных 28 цельных ножей, устанавливаемых на ножевой вал 19, содержит, например, на одной стороне прямолинейные 67 и зубчатые участки 68, а на противоположной ей стороне - сопряженные между собой в продольном направлении дугообразные 69, прямолинейные 70 и зубчатые 71 участки, или, например, на одной стороне сопряженные между собой синусоидальные 72 участки, а на противоположной ей стороне - сопряженные между собой прямолинейные 73 и дугообразные 74 участки.

Режущая часть фигурных 28 наборных ножей, установленных на ножевой вал 19, содержит, например, выпуклый 75 участок с выступом 76 по торцевой части, или сдвинутый выпуклый 78 участок, или треугольный 79 участок с зубьями 80 при вершине, или выпуклый 81 участок со скосом 82, или синусоидальный 83 участок с вогнутым 84 и прямолинейными 85 участками.

В качестве материала заготовок 4 использованы дерево, камень, металл.

Устройство содержит гайку 86, болты 87, гайки 88, 89, шайбу 90, болты 91, анкерные уголки 92, болты 93, пружины 94 цепного 15 механизма.

Имеется поворотный механизм 95, шпиндель 96, центр 97, зажимы 98 для заготовок 4, двигатель 99 и средство 100 для углового перемещения горизонтальной и вертикальной стоек вокруг вертикальной оси для обработки в пяти степенях свободы, содержащее связанные с двигателем шарнирную винтовую пару со штангой.

На фиг. 1, 8, 9 изображено перемещение рабочего органа 6, фрезы 22 по дуге "а-а" радиусом "п".

На фиг. 7 изображено перемещение фрезы 22 по дуге "в-в" радиусом "м".

На фиг. 12 изображено уравновешенное состояние фрезы 22, когда моменты поворота равны М₁=М₂.

Функционируют способ получения рельефной поверхности и устройство следующим образом.

Обрабатываемая заготовка 4 с помощью привода механизма подачи 3 и механизма 16 подающих роликов подается в рабочую зону к приводному рабочему органу 6. Приводной двигатель на рабочем органе 6 с помощью ременной передачи 21 вращает ножевой вал 19 или фрезу или включается лазерная головка.

Ножевой вал 19 вращается с высокой угловой скоростью (несколько тысяч оборотов в минуту). Приводы (серво-моторы) горизонтального, вертикального и углового перемещений рабочего органа 6, получающие управляющие сигналы от программируемого логического контроллера на персональный ЭВМ (не показан) постоянно передвигают рабочий орган 6 по программе в горизонтальном, вертикальном и угловом направлениях, также от ЭВМ управляется привод подачи заготовок 3, влияющий на скорость подачи заготовки 4.

Таким образом, изобретение повышает качество рельефной поверхности с получением неограниченного количества рисунков и узоров.

Промышленная применимость.

Изобретение может быть использовано при выполнении рельефных изображений.

Формула изобретения

1. Способ получения рельефной поверхности, заключающийся в продольной подаче заготовки и обработке ее поверхности приводным рабочим органом с одновременным его перемещением по заданной программе в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно поверхности заготовки, отличающийся тем, что одновременно с перемещением рабочего органа в двух взаимно перпендикулярных направлениях осуществляют его перемещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях по траекториям различных кривых и с выполнением колебательных и дугообразных движений со многими степенями свободы при постоянном его нахождении в активном сбалансированном и уравновешенном состояниях относительно вертикальной и горизонтальной осей.

2. Устройство для получения рельефной поверхности, содержащее установленные на неподвижной станине и управляемые по программе приводную подвижную раму, привод механизма подачи заготовок, установленный на подвижной раме приводной рабочий орган, включающий ножи, отличающееся тем, что оно имеет установленные на неподвижной станине горизонтальную и вертикальную стойки и управляемые по программе механизм для формирования ширины заготовки с приводом регулировки его положения, механизм для формирования форм кромок заготовки с приводом регулировки его положения, прижимные механизмы, регулируемый подпружиненный цепной механизм, кинематически связанный с механизмами подающих подпружиненных роликов для перемещения заготовки, установленные на горизонтальной стойке средство для горизонтального перемещения подвижной рамы, на вертикальной стойке - средство для вертикального перемещения подвижной рамы и средство для углового перемещения горизонтальной и вертикальной стоек вокруг вертикальной оси для обработки в пяти степенях свободы, причем рабочий орган установлен на свободном конце подвижной рамы и представляет собой ножевой вал, связанный с электродвигателем посредством, например, ременной передачи, или приводную фрезу, или лазер, механизм для формирования ширины заготовки содержит связанный с электродвигателем держатель для подрезных ножей, установленный с обеспечением возможности регулировки и фиксации положения, механизм для формирования формы кромок заготовки содержит связанный с электродвигателем держатель для фигурных ножей, установленный с обеспечением возможности регулировки и фиксации положения, прижимные механизмы установлены перед рабочим органом и после и содержат подпружиненные ролики, смонтированные с обеспечением возможности саморегулирования при перемещении заготовок различной толщины, механизмы подающих подпружиненных роликов для перемещения заготовки содержат подпружиненные с постоянным усилием нижние и верхние опоры, несущие валы со звездочками цепного механизма и с соответственно размещенными на них ведущим и прижимным роликами, установленными с обеспечением возможности стабильного прижатия к поверхности заготовок различной толщины, нижние опоры выполнены с обеспечением возможности регулировки и фиксации положений относительно верхних опор, средство для горизонтального перемещения подвижной рамы содержит связанные с двигателем шарнирную винтовую пару с штангой, шарнирно несущей на свободном конце элемент для воздействия на подвижную раму в горизонтальной плоскости, средство для вертикального перемещения подвижной рамы содержит связанные с двигателем шарнирную винтовую пару с штангой, шарнирно несущей на свободном конце элемент для воздействия на подвижную раму в вертикальной плоскости, при этом подвижная рама установлена на неподвижной станине на разнесенных одна относительно другой вертикальной и горизонтальной осях с обеспечением возможности перемещения рабочего органа в горизонтальной и вертикальной плоскостях по траектории различных кривых и с выполнением колебательных и дугообразных движений со многими степенями свободы и с обеспечением возможности нахождения рамы в активном сбалансированном и уравновешенном состояниях относительно вертикальной и горизонтальной осей, а привод механизма подачи заготовок выполнен с обеспечением возможности регулировки скорости подачи заготовок для нанесения неограниченного числа узоров.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что заготовки имеют, например, эллипсообразную форму сечения, или круглую, или шестиугольную, или квадратную, или восьмиугольную, или прямоугольную.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что заготовки выполнены плоскими или в виде дисков.

5. Устройство по пп. 2-4, отличающееся тем, что режущая часть фигурных ножей для формирования формы кромок заготовки представляет собой, например, плавно сопряженные между собой прямолинейный участок, противоположно направленные дугообразные участки и прямолинейный участок с уменьшенной в продольном направлении шириной, или плавно сопряженные между собой дугообразные участки и прямолинейный с уменьшенной в продольном направлении шириной, или плавно сопряженные между собой прямолинейные ступенчатые участки, или симметрично расположенные относительно продольной оси прямолинейные участки с чередующимися выемками.

6. Устройство по пп. 2-5, отличающееся тем, что режущая часть фигурных цельных ножей, установленных на ножевой вал, содержит, например, на одной стороне прямолинейные и зубчатые участки, а на противоположной ей стороне - сопряженные между собой в продольном направлении дугообразные, прямолинейные и зубчатые участки или, например, на одной стороне сопряженные между собой синусоидальные участки, а на противоположной ей стороне - сопряженные между собой прямолинейные и дугообразные участки.

7. Устройство по пп. 2-5, отличающееся тем, что режущая часть фигурных наборных ножей, установленных на ножевой вал, содержит, например, выпуклый участок с выступом по торцевой части, или треугольный участок, или сдвинутый выпуклый участок, или треугольный участок с зубьями при вершине, или выпуклый участок со скосом, или синусоидальный участок с вогнутым и прямолинейными участками.

8. Устройство по пп. 2-7, отличающееся тем, что в качестве материала заготовки использованы дерево, камень, металл.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21