Способ резки термопластичных материалов, устройство для его осуществления и схема подключения взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током проволок
Изобретение относится к устройствам для резки термопластичных полимерных материалов и может быть использовано в различных областях техники, например в производстве теплоизоляционных и конструкционных строительных материалов. Способ включает резку инструментом, содержащим две группы нагреваемых режущих проволок, расположенных параллельно в каждой группе, нагрев последних электрическим током и сообщение движения режущему инструменту и/или разрезаемому термопластичному материалу. Обе группы параллельных проволок устанавливают в одной плоскости, под углом друг к другу при взаимном пересечении проволок. Нагрев групп проволок производят попеременно таким образом, что при прохождении электрического тока по одной группе проволок по второй группе электрический ток не проходит. Устройство содержит стол для размещения разрезаемого материала, режущий инструмент с двумя группами нагреваемых режущих проволок, расположенных параллельно в каждой группе и связанных с источником электрического тока для их нагрева. Обе группы проволок установлены в одной плоскости и закреплены на раме под углом друг к другу при взаимном пересечении проволок. Для попеременного нагрева групп проволок используют схему подключения взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током режущих проволок к источнику переменного тока. С обеих сторон каждой проволоки установлены разделительные диоды, имеющие одно направление подключения для одной группы параллельных проволок и противоположное для другой группы параллельных проволок. В результате обеспечивается высокая производительность при резке заготовки из термопластичного полимерного материала на блоки и одновременное формирование пазов и выступов по четырем сторонам блока за один рабочий цикл, а также исключается образование мостиков холода в местах стыковки блоков при монтаже теплоизоляции. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к устройствам для резки термопластичных полимерных материалов и может быть использовано в различных областях техники, например в производстве теплоизоляционных и конструкционных строительных материалов.
Известно устройство для резки термопластичных материалов а.с. №1324848 В26F 3/12 опубл. 23.07.87 г., содержащее стол для разрезаемого материала и режущий инструмент, выполненный в виде нескольких режущих нагреваемых струн, расположенных параллельно в одной плоскости, причем каждая режущая нагреваемая струна снабжена подрезной ненагреваемой струной, удаленной в плоскости реза от режущей нагреваемой струны на регулируемое расстояние.
Недостатком устройства является его недостаточно высокая производительность. За один рабочий цикл материал разрезается только в одном направлении и для резки материала в поперечном направлении его нужно повторно направлять на новый цикл.
Известен станок для резки блоков полистирольного пенопласта на листы, содержащий узел продольной резки, выполненный в виде цепного конвейера и неподвижной рамы с режущими проволоками, узел поперечной резки, выполненный в виде приводного рольганга, подъемных балок, расположенных по обе стороны рольганга и несущих режущие проволоки, и источник электрического тока, связанный с режущими проволоками (а.с. СССР №1532288, МПК7 B26F 3/12, опубл. 30.12.89 г.).
Недостатком станка является его громоздкость, невысокая производительность и невозможность формирования пазов и выступов на торцах получаемых листов, что не соответствует современным требованиям выполнения теплоизоляции.
Наиболее близким техническим решением является способ резки термопластичных материалов с помощью устройства, описанного в а.с. СССР №1181868, В26F 3/12, опубл. 30.09.85 г. Способ резки осуществляют с помощью двух групп нагреваемых струн, расположенных в двух параллельных плоскостях под углом друг к другу. Устройство содержит стол с поворотной платформой для размещения и последующего удаления разрезаемого материала и приводной подвижной корпус с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости стола, в котором установлены две группы струн отстоящих друг от друга на некоторое расстояние. Регулировка нагрева струн осуществляется с помощью достаточно сложной системы управления. Устройство позволяет разрезать термопластичный материал на изделия поочередно сначала первой, а затем второй группой струн в пределах одного рабочего цикла.
Недостатком этого устройства является его невысокая производительность и невозможность формирования пазов и выступов на торцах получаемых изделий.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка способа резки термопластичных материалов и устройства для его осуществления, обладающего высокой производительностью при резке заготовки из термопластичного полимерного материала на блоки с помощью нагреваемых электрическим током проволок с одновременным формированием пазов и выступов по четырем сторонам блока за один рабочий цикл для исключения мостиков холода в местах стыковки блоков при монтаже теплоизоляции.
Поставленная задача решается с помощью способа резки термопластичных материалов режущим инструментом, содержащим две группы нагреваемых режущих проволок, расположенных параллельно в каждой группе, включающего нагрев последних электрическим током и сообщение движения режущему инструменту и/или разрезаемому термопластичному материалу. Обе группы параллельных проволок устанавливают в одной плоскости, под углом друг к другу при взаимном пересечении проволок, нагрев групп проволок режущего инструмента производят попеременно, таким образом, что при прохождении электрического тока по одной группе проволок, по второй группе электрический ток не проходит.
Предпочтительно нагрев проволок производят с использованием схемы подключения взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током режущих проволок к источнику переменного тока, в которой с обеих сторон каждой проволоки установлены разделительные диоды, имеющие одно направление подключения для одной группы параллельных проволок и противоположное для другой группы параллельных проволок.
Предпочтительно сообщают движение режущему инструменту относительно неподвижного термопластичного материала.
Может сообщаться одновременно движение и режущему инструменту и термопластичному материалу.
Может сообщаться движение режущему инструменту одновременно в двух направлениях, в плоскости расположения режущего инструмента и перпендикулярно плоскости расположения режущего инструмента и плоскости расположения термопластичного материала. В результате траектория перемещения режущего инструмента зависит от последовательности и скорости перемещения по каждому из направлений. В результате резки блока термопластичного материала формируются пазы и выступы заданной формы на торцах блока.
Режущий инструмент может быть установлен неподвижно, а движение сообщают термопластичному материалу одновременно в двух направлениях, в плоскости, параллельной плоскости расположения режущего инструмента, и перпендикулярно плоскости расположения режущего инструмента и плоскости расположения термопластичного материала.
Поставленная задача решается с помощью устройства для резки термопластичных материалов, включающего стол для размещения разрезаемого материала, режущий инструмент, содержащий две группы нагреваемых режущих проволок, расположенных параллельно в каждой группе, связанных с источником электрического тока для их нагрева. Обе группы проволок установлены в одной плоскости путем закрепления их на раме под углом друг к другу при взаимном пересечении проволок, для попеременного нагрева групп проволок используют схему подключения взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током режущих проволок к источнику переменного тока, в которой с обеих сторон каждой проволоки установлены разделительные диоды, имеющие одно направление подключения для одной группы параллельных проволок и противоположное для другой группы параллельных проволок.
Предпочтительно рама с режущим инструментом установлена на направляющих и связана с приводом для обеспечения возможности ее возвратно-поступательного движения относительно неподвижного или подвижного стола с термопластичным материалом.
Поставленная задача решается также с помощью схемы подключения к источнику переменного тока взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током режущих проволок для резки термопластичного материала, в которой с обеих сторон каждой проволоки установлены разделительные диоды, имеющие одно направление подключения для одной группы параллельных проволок и противоположное для другой группы параллельных проволок.
Предложенный способ резки термопластичных материалов отличается от известных способов простотой, повышенной производительностью и легко автоматизируется.
Резку производят двумя группами нагретых параллельных проволок, которые взаимно пересекаются под прямым или любым другим углом в нескольких точках в зависимости от количества проволок в группе, образуя электрический контакт в точках пересечения. Для исключения короткого замыкания между проволоками, принадлежащими разным группам, в способе резки термопластичных материалов предполагается использовать схему подключения взаимно пересекающихся проволок для нагрева двух групп проволок, при которой электрический ток проходит в определенный промежуток времени только по одной группе параллельных проволок, а по второй группе параллельных проволок в этот промежуток времени электрический ток не проходит. Для такого нагрева групп проволок могут быть использованы любые известные схемы нагрева проволок, обеспечивающие попеременное прохождение электрического тока по группам взаимно пересекающихся проволок.
Наиболее простой является описанная выше схема с использованием разделительных диодов, обеспечивающих в каждый момент времени прохождение электрического тока только в одной группе параллельных проволок.
Широко используется способ резки термопластичных материалов, в котором сообщают движение только режущему инструменту, при этом термопластичный материал остается неподвижным из-за простоты управления. Более сложным в промышленном применении является способ, в котором сообщают движение режущему инструменту одновременно в двух направлениях, в плоскости расположения режущего инструмента и перпендикулярно плоскости расположения режущего инструмента и плоскости расположения термопластичного материала. При создании устройств с использованием этого варианта способа используются ЭВМ. Ниже приведен конкретный вариант выполнения устройства с использованием заявленного способа резки термопластичных материалов, в котором сообщают движение одновременно режущему инструменту и термопластичному материалу.
Таким образом, с использованием заявленного способа предлагается выпускать устройства, которые за один рабочий цикл разрезают заготовку из термопластичного материала на необходимое количество блоков с одновременной резкой выступов и пазов различной конфигурации по периметру блока в зависимости от последовательности сообщаемых движений режущему инструменту и/или разрезаемому термопластичному материалу.
Для осуществления способа ниже описано устройство и схема подключения взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током режущих проволок к источнику переменного тока.
На фиг.1 изображено устройство для резки термопластичных материалов. На фиг.2 представлен вид А на фиг.1 с четырьмя режущими проволоками в каждой группе. На фиг.3 представлена схема подключения устройства с восемью режущими проволоками. На фиг.4 и фиг.5 изображены два возможных варианта готового блока.
Устройство для резки термопластичных материалов содержит стол 1 с пазами для режущего инструмента, выполненного в виде натянутых нагреваемых режущих проволок 2, закрепленных с помощью упругих сегментов 3 на раме 4, выполненной с возможностью перемещения вдоль направляющих 5 и связанной с приводом 6. Упругие сегменты 3 обеспечивают постоянное натяжение режущих проволок 2. Режущий инструмент образован двумя группами параллельных проволок 2, расположенных под углом друг к другу. Проволоки 2 установлены в одной плоскости (для уменьшения времени рабочего цикла) и проволоки 2, принадлежащие разным группам, взаимно пересекаются, образуя электрический контакт в точках пересечения. Привод 7 приводит в движение в направлении, перпендикулярном раме 4, стол 1, на котором располагается разрезаемая заготовка 8. Для нагрева режущих проволок применяется схема, изображенная на фиг.3 и состоящая из нагреваемых проволок 2, разделительных диодов 9, установленных с обеих сторон каждой проволоки 2, и источника переменного тока 10. Разделительные диоды 9 имеют одно направление подключения для одной группы параллельных проволок 2 и противоположное для другой группы параллельных проволок 2.
Устройство работает следующим образом. Режущие проволоки 2 натягиваются параллельно при помощи упругих сегментов 3 на раме 4 двумя группами, расположенными под углом друг к другу. На столе 1 размещается заготовка 8 из термопластичного материала. Через режущие проволоки 2 пропускается электрический ток от источника переменного тока 10, через разделительные диоды 9, для осуществления равномерного нагрева всех участков проволок 2. Это необходимо, т.к. нагреваемые проволоки 2 располагаются в одной плоскости и взаимно пересекаются, образуя электрический контакт в точках пересечения. Разделительные диоды 9 обеспечивают условие, при котором в каждый момент времени под напряжением находится только одна группа параллельных проволок 2. Вторая группа проволок 2, расположенная под углом к первой, проходит через эквипотенциальные точки проволок первой группы, что не изменяет направления тока через первую группу и не вызывает тока во второй группе проволок 2, за счет предложенной схемы подключения взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током проволок 2. В результате нагрев всех проволок 2 по всей длине одинаков. Привод 7 осуществляет перемещение стола 1 и заготовки 8 в направлении, перпендикулярном плоскости рамы 4 с режущими проволоками 2. Привод 6 перемещает раму 4 с режущими проволоками 2 в направлении, перпендикулярном направлению перемещения стола 1 и заготовки 8 и под углом к обеим группам параллельных проволок в плоскости расположения групп проволок (режущего инструмента). Управление приводами 6 и 7 осуществляется любым из известных способов и может включать в себя механические, электронные и электронно-механические устройства для достижения требуемой последовательности и величины перемещений. Процесс легко автоматизируется. Последовательность и величина перемещений, произведенных приводами 6 и 7, определяют форму и размеры пазов и выступов на торцах блоков, получаемых в процессе разрезания заготовки 8. На фиг.4 изображен возможный вариант готового блока с вырезанными выступами и пазами для соединения «в четверть». На фиг.5 изображен возможный вариант готового блока с вырезанными выступами и пазами для соединения «шип-паз». Разрезание с одновременным формированием пазов и выступов по четырем сторонам блока происходит за один рабочий цикл. Взаимное расположение групп режущих проволок 2 определяет геометрию получаемого блока. Количество режущих проволок 2 определяется размером заготовки и количеством необходимых готовых блоков из одной заготовки.
Для реализации технического результата возможен вариант неподвижного закрепления заготовки 8, а рама 4 имеет возможность перемещения в плоскости рамы 4 и перпендикулярно плоскости рамы 4 и плоскости заготовки 8.
Для реализации технического результата возможен вариант неподвижного закрепления рамы 4, а стол 1 с заготовкой 8 имеет возможность перемещения в плоскости рамы 4 и перпендикулярно плоскости рамы 4 и плоскости заготовки 8. Для реализации технического результата возможен вариант использования одного привода с элементом распределения усилия для относительного перемещения в плоскости рамы 4 и перпендикулярно плоскости рамы 4 и плоскости заготовки 8. Для повышения производительности устройства резка может осуществляться как на прямом, так и на обратном ходе относительного перемещения режущих проволок и заготовки.
Техническим результатом данного изобретения является повышение производительности за счет возможности с помощью данного способа и устройства разрезать заготовку из термопластичного материала на блоки, с одновременным формированием пазов и выступов на смежных сторонах блока для исключения мостиков холода в местах стыковки блоков при монтаже теплоизоляции за один рабочий цикл.
1. Способ резки термопластичных материалов режущим инструментом, содержащим две группы нагреваемых режущих проволок, расположенных параллельно в каждой группе, включающий нагрев последних электрическим током и сообщение движения режущему инструменту и/или разрезаемому термопластичному материалу, отличающийся тем, что обе группы параллельных проволок устанавливают в одной плоскости, под углом друг к другу при взаимном пересечении проволок, нагрев групп проволок производят попеременно таким образом, что при прохождении электрического тока по одной группе проволок, по второй группе электрический ток не проходит.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев групп проволок производят с использованием схемы подключения взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током режущих проволок к источнику переменного тока, в которой с обеих сторон каждой проволоки установлены разделительные диоды, имеющие одно направление подключения для одной группы параллельных проволок и противоположное для другой группы параллельных проволок.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сообщают движение режущему инструменту относительно неподвижного термопластичного материала.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сообщают движение одновременно режущему инструменту и термопластичному материалу.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сообщают движение режущему инструменту одновременно в двух направлениях: в плоскости расположения режущего инструмента и перпендикулярно плоскостям расположения режущего инструмента и термопластичного материала.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что режущий инструмент устанавливают неподвижно и сообщают движение термопластичному материалу одновременно в двух направлениях: в плоскости расположения режущего инструмента и перпендикулярно плоскостям расположения режущего инструмента и термопластичного материала.
7. Устройство для резки термопластичных материалов, включающее стол для размещения разрезаемого материала, режущий инструмент, содержащий две группы нагреваемых режущих проволок, расположенных параллельно в каждой группе и связанных с источником электрического тока для их нагрева, отличающееся тем, что обе группы проволок установлены в одной плоскости путем закрепления их на раме под углом друг к другу при взаимном пересечении проволок, для попеременного нагрева групп проволок используют схему подключения взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током режущих проволок к источнику переменного тока, в которой с обеих сторон каждой проволоки установлены разделительные диоды, имеющие одно направление подключения для одной группы параллельных проволок и противоположное для другой группы параллельных проволок.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что рама с режущим инструментом установлена на направляющих и связана с приводом для обеспечения возможности ее возвратно-поступательного движения относительно неподвижного или подвижного стола с термопластичным материалом.
9. Схема подключения к источнику переменного тока взаимно пересекающихся нагреваемых электрическим током режущих проволок для резки термопластичного материала, характеризующаяся тем, что с обеих сторон каждой проволоки установлены разделительные диоды, имеющие одно направление подключения для одной группы параллельных проволок и противоположное для другой группы параллельных проволок.
