Станок для обработки кромок плоских изделий
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в строительной, мебельной, электротехнической отраслях промышленности при обработке кромок плоских изделий, преимущественно из стекла. Станок содержит каркас, стол для размещения обрабатываемого изделия, механизм его прижима и обрабатывающую головку с инструментом. Предусмотрена перемещающаяся по направляющей стола каретка с приводом, на стойке которой установлено с возможностью поворота устройство ориентирования обрабатывающей головки с инструментом относительно кромки изделия. Упомянутое устройство ориентирования выполнено в виде подвижной четырехзвенной рычажной системы. На двух концах системы размещены уравновешивающие грузы для придания головке плавающего положения в вертикальной плоскости. Механизм прижима обрабатываемого изделия выполнен в виде двух реек, верхней и нижней, перемещаемой относительно стола рычажным механизмом. Предусмотрены съемные упоры для ориентирования стеклянного листа относительно обрабатывающего инструмента. В результате повышается качество и равномерность обработки кромки стеклянных изделий при использовании простого в эксплуатации станка, имеющего низкую металлоемкость. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в строительной, мебельной, электротехнической отраслях промышленности, а также автомобилестроении при обработке кромок плоских изделий, преимущественно из стекла.
Известен станок для обработки кромок листовых стекол, содержащий транспортирующий орган с приводом, обрабатывающие головки и механизм прижима, который расположен с внешней стороны транспортирующего органа и выполнен в виде роликов, каждый из которых размещен на двуплечем подпружиненном относительно корпуса рычага с возможностью отклонения в сторону направления движения транспортирующего органа и снабжен регулируемым ограничителем угла поворота рычага. Перемещение транспортирующего органа обеспечивается приводом с электродвигателем.
По концам станка расположены рольные столы, снабженные роликами на входе, и проводные транспортерные ленты на выходе листов стекла, а обрабатывающие головки расположены на станине в нижней части станка и снимающие кромки стекла в вертикальном положении (см. Авторское свидетельство СССР №1302577 В24В 9/08, опубл. 15.03.90 г. Бюл.№10).
Основными недостатками данного станка являются сложность его механизмов прижима и транспортирования, включающих соединенные друг с другом ролики, рычаги, оси пружины, винты, контргайки и упоры, а также громоздкость конструкции станка в целом, что требует наличия больших производственных площадей.
Известен также и станок для обработки торцев и фасок прямоугольных листов стекла, включающий корпус, пластинчатый транспортер, вакуумную систему прижима, обрабатывающие головки, установленные на стойке с возможностью перемещения инструмента относительно кромки листа и поворота вокруг вертикальной оси держателя головок. Станок снабжен также достаточно сложной системой приготовления и подачи в зону обработки смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Обрабатывающие головки с инструментами имеют приводы их вращения, а присоски вакуумной системы обеспечивают закрепление стеклянного листа на транспортире (см. Патент РФ №2041789 В24В 9/08, опубл. 20.08.95 г. Бюл. №23).
Этот станок также сложен в конструктивном исполнении, особенно излишне сложна система приготовления и подачи в зону обработки смазочно-охлаждающей жидкости. Усложняет станок и наличие в его составе вакуумной системы прижима стекла к пластинчатому транспортеру, так как для обеспечения ее функционирования необходим вакуумный насос, трубопровода (шланги), элементы управления и точно подогнанная поверхность транспортера.
Наиболее близким по отдельным элементам и функциональному назначению к предлагаемому является станок для обработки кромок листового стекла, содержащий каркас, стол с роликами для перемещения обрабатываемого листа, механизм прижима и обрабатывающую головку с инструментом, имеющую возможность наклона и перемещения в вертикальной плоскости относительно плоскости стола. Обрабатывающая головка с инструментом снабжена индивидуальным приводом вращения. Станок имеет замкнутую систему приготовления и подачу в зону обработки смазочно-охлаждающей жидкости. Перемещение листа может осуществляться как механически, так и вручную (см. сайт в Интернете http://www.sulak.c7/sulak.3/zam.pkp?adresa=mdex_eru.htm) «Фацетный шлифовальный станок для листового стекла ВВТ 03 UNI» 28.03.2011 г. (прототип).
Основным недостатком этого станка является невысокая точность получения равномерности кромок, а тем более фасок края стекол, особенно удлиненных размеров, из-за наличия роликового механизма перемещения листа, ролики которого очень сложно выставить в одну горизонтальную плоскость, в силу чего возможно образование его провисания и выпуклости формы в пространстве, что будет скопировано обрабатывающей головкой с инструментом на кромке обрабатываемого изделия.
Вышеприведенные аналоги совпадают с предлагаемым станком в основном по функциональному назначению, т.е. по снятию кромки плоского стекла, а в целом представленная его конструкция имеет иную компоновку и новые узлы и механизмы.
Решить задачу по устранению недостатков аналогов стало возможным путем изменения принципа снятия кромки прямоугольного стекла, а именно если в известных станках вращающийся инструмент как правило неподвижен, а относительно него перемещается стол или конвейер с прижатым стеклом, то в данной конструкции обрабатывающая головка с инструментом перемещается как бы независимо и относительно кромки изделия и относительно самого станка.
Технический результат - повышение качества и равномерности кромки стеклянного листа достигается за счет того, что станок снабжен перемещающейся по направляющей стола кареткой с приводом, на стойке которой установлено устройство ориентирования обрабатывающей головки с инструментом с возможностью поворота относительно кромки листа, представляющее собой подвижную четырехзвенную систему, на двух свободных рычагах которой размещены уравновешивающие грузы грубой и тонкой настройки, обеспечивающие равновесие обрабатывающей головки с инструментом, придавая ей плавающее положение в вертикальной плоскости. При этом механизм прижима обрабатываемого стеклянного листа выполнен в виде двух протяженных на всю длину стола ферм, нижней опорной и верхней подвижной, которая перемещается относительно опорной с помощью рычажного узла, а имеющиеся съемные упоры своими реперными поверхностями размещены строго координатно от направляющей стола до края кромки обрабатываемого листа. Станок характеризуется также тем, что обрабатывающая головка с инструментом снабжена индивидуальным приводом вращения, индивидуальным приводом снабжена и каретка, перемещающая обрабатывающую головку с инструментом относительно стола. Причем движитель перемещения каретки с обрабатывающей головкой и инструментом относительно направляющей стола выполнен в виде горизонтальных и вертикального роликов, установленных на корпусе каретки, а вертикальный ролик привода каретки при обработке кромки стекла подпружинивают к направляющей стола и освобождают от напряжения при холостом ходе каретки.
Достаточно простым, но обеспечивающим надежное закрепление, особенно листов удлиненных размеров, является механизм их прижима к столу на рабочей позиции обработки, который представляет собой две фермы в виде двух протяженных на всю длину реек, на рабочих поверхностях которых закреплены ленты по их толщине из упругого материала, в частности резины, с нанесенными по всей длине поперечными рубцами.
Для обеспечения надежности закрепления обрабатываемого листа механизм его прижима включает два ряда идентичных реек, как неподвижных опорных, так и верхних подвижных, перемещаемых плоско параллельно относительно стола с помощью рычажного механизма.
Чтобы обеспечить устойчивое надежное плавающее положение обрабатывающей головки с инструментом, уравновешивающие ее грузы грубой и точной настройки размещены на двух свободных рычагах четырехзвенного механизма подвижно, но с возможностью фиксации неподвижности их перемещения относительно упомянутых рычагов.
Следует отметить дополнительно, что предлагаемый станок соответствует современным санитарно-техническим требованиям его обслуживания, поскольку на каретке, охватывая обрабатывающую головку с инструментом, установлен брызгозащитный кожух, который выполнен разъемным и не позволяет смазочно-охлаждающей жидкости, подаваемой в зону обработки, разлетаться по сторонам.
Сопоставительный анализ конструктивных элементов и компоновки станка для обработки кромок плоских изделий с аналогами и другими техническими решениями в данной области техники позволяет сделать вывод, что изложенная совокупность признаков не известна из существующего уровня техники и, следовательно, удовлетворяет критерию охраноспособности изобретения «новизна».
Предложенный станок для обработки плоских изделий как техническое решение обладает изобретательским уровнем, так как его конструктивное исполнение не является очевидным, поскольку все известные из литературных, информационных и патентных источников станки подобного типа построены принципиально по иной схеме, а именно: вращающийся инструмент установлен статично, а относительно него перемещается стол (конвейер) с закрепленными изделиями или, наоборот, стол с изделием неподвижен, а движение по контуру обрабатываемой детали головки с инструментом, в то время как в предложенном станке обрабатывающая головка с инструментом с помощью каретки перемещается и относительно обрабатываемого изделия, и относительно самого стола прецизионно по установленной направляющей, что дает преимущество в очень точном выполнении кромки изделия в самонастраивающемся режиме.
По изобретению разработан и изготовлен опытный образец станка, проведены его испытания, которые показали его работоспособность и подтвердили достижение технического эффекта - повышение точности и качества изготовления кромки прямоугольной формы стеклянного листа удлиненной формы, что соответствует последнему критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение проиллюстрировано чертежами, где на фиг.1 показан общий вид станка в плане, на фиг.2 изображен его вид сверху, на фиг.3 - вид сбоку, на фиг.4 вынесена отдельно каретка со всеми имеющимися элементами, на фиг.5 - то же, но вид сверху, а на фиг.6 показан механизм прижима обрабатываемого изделия, на фиг.7 изображена схема ориентированной установки стеклянного листа на столе.
Станок для обработки кромок плоских изделий содержит каркас 1 с направляющими 2 и 3, на которых установлена с возможностью возвратно-поступательного движения каретка 4 с приводом 5, устройство 6 ориентирования в пространстве обрабатывающей головки 7 с инструментом 8, механизм 9 прижима обрабатываемого изделия 10, преимущественно стеклянного листа прямоугольной формы, и сменные упоры 11 для точной установки упомянутого изделия 10 относительной базовой направляющей 2 и инструмента 8. Каретка 4 представляет собой сварной корпус на поперечных планках 12 которого на стойке 13 установлено устройство 6 ориентирования обрабатывающей головки 7, выполненное в виде четырехзвенной рычажной системы 14, на верхних удлиненных свободных рычагах 15 ее размещены уравновешивающие грузы 16 и 17 грубой и точной настройки, обеспечивающие равновесие обрабатывающей головки 7 с инструментом 8, придавая ей плавающее положение в вертикальной плоскости. Грузы 16 и 17 грубой и точной настройки, перемещаясь по рычагам 15, могут быть зафиксированы посредством винтов 18 в неподвижном положении в строго определенном месте. Обрабатывающая головка 7, установленная на других концах рычагов 19, снабжена индивидуальным приводом 20 вращения инструмента 8.
Механизм 9 прижима обрабатываемого изделия 10 выполнен в виде двух протяженных на всю длину стола ферм - реек 21 и 22 соответственно нижней опорной и верхней подвижной, перемещаемой относительно стола 23 с помощью рычажного узла 24. Для прочного и гарантийного закрепления обрабатываемого изделия 10 механизм прижима включает два ряда идентичных форм-реек 21 и 22, как неподвижных опорных, так и верхних подвижных, переводимых в рабочее положение с помощью ручек 25 рычажного узла 24, при этом на торцах нижней опорной и верхней подвижной реек 21 и 22 закреплены рубчатые ленты 26 из упругого материала, предпочтительно из резины.
Направляющая 2 стола 23, относительно которой перемещается каретка 4, выполненная из нержавеющей трубы прямоугольного сечения, установлена по всей своей длине с отклонением от продольной оси в пределах 0,1 мм.
Каретка 4 для обеспечения возвратно-поступательного перемещения относительно направляющих 2 и 3 стола 23 имеет семь ведомых вращающихся роликов 27, установленных на основании 28 корпуса каретки, а ведущий ролик 29 закреплен на валу 30 привода 5. При этом для рабочего перемещения каретки 4 ее поджимают с помощью пружинного механизма 31 к основанию каретки 4, приводя в зацепление ведущий ролик 29 с направляющей стола 23, а при холостом ходе этот ролик наоборот выводится из зацепления.
Для получения высокого качества кромки или фаски стеклянного листа большое значение имеет точная его установка относительно инструмента и именно для этой цели предназначены съемные упоры 11, которые состоят из основания 32, базовых штифтов 33 стойки 34 и мерных бобышек 35, перемещаемых в горизонтальном направлении винтом 36 до торца обрабатываемого изделия 10, образуя таким образом реперные поверхности 37, относительно которых базируют лист, предназначенный для обработки. После установки и закрепления стеклянного листа на рабочей позиции съемные упоры 11 убирают из зоны обработки.
Чтобы обеспечить высокие санитарно-технические требования, предъявляемые к современному оборудованию, в предлагаемом станке предусмотрена установка на обрабатывающей головке 7 с инструментом 8 брызгозащитного корпуса 38, который выполнен разъемным и состоит из соединенных между собой неподвижной верхней обечайки 39 и поворачивающейся вокруг оси обечайки 40 с дном, на торцах которых закреплены упругие элементы 41, предназначенные для обеспечения герметичности внутренней полости, образованной этими элементами и стенками защитного кожуха вокруг вращающегося инструмента 8 обрабатывающей головки 7.
Данный брызгозащитный кожух обеспечивает полную защиту окружающего пространства от водяных брызг.
При проведении полировальных работ используют механизм поджатия 42 обрабатывающей головки 7 с инструментом 8 к обрабатываемому изделию с помощью ручек 43 и автоприжима 44.
Обрабатывающая головка 7 с инструментом 8 может быть повернута ручкой 43 в сторону изделия 10, при этом ручка 43 поворота 45 отжата от плиты 46.
Привод 5 с ведущим роликом 29 закреплен к корпусу каретки 4 кронштейном 47 на плите 48.
Пружинный механизм 31 поджима привода 5 каретки 4 и введения ведущего ролика 29 включает пружину 49, регулируемую опору 50, ручку 51 введения в зацепление ролика 29 с каркасом и фиксатор 52 ручки 51.
В рабочем положении с зажатым стеклом формы-рейки 21 и 22 фиксируются винтовым замком с ручкой 53.
Станок для обработки кромок плоских изделий работает следующим образом.
Плоское изделие 10, предпочтительно стеклянный лист прямоугольной формы, помещают на стол 23 между рейками 21 и 22 механизма 9 прижима, упирая в реперные поверхности 37 установленных заранее съемных упоров 11, которые строго базируются штифтами 33 относительно точно выставленной направляющей 2. Затем производят зажим стекла, опуская ручкой 25 рычажного механизма 24 верхние рейки 21 до соприкосновения с поверхностью листа, сохраняя его целостность за счет амортизации рубчатой ленты 26, фиксируют зажим ручкой 53 винтового замка и убирают со стола 23 съемные упоры 11. Далее перемещением грузов 16 и 17 по рычагам 15 устройства 6 ориентирования уравновешивают обрабатывающую головку 7 с инструментом 8, придавая ей плавающее состояние, фиксируют их неподвижность винтами 18 и перемещают с помощью ручки 43 каретку 4 к началу зажатого изделия 10, подводят обрабатывающую головку с включенным приводом 20 вращения инструмента 7 к кромке листа и фиксируют ее положение ручкой поворота 45, подают в зону обработки в брызгозащитный кожух 38 смазочно-охлаждающую жидкость и включают привод 5 перемещения каретки 4 вдоль кромки обрабатываемого изделия 10, которое осуществляется контактирующими с направляющими 2 и 3 вращающимися ведомыми роликами 27 и введенным в зацепление с направляющей стола 23 ведущим роликом 29. После прохода инструмента 8 кромки обрабатываемого изделия 10 ведущий ролик 29 обратным путем выводят из зацепления с направляющей 23, при необходимости цикл обработки повторяют до тех пор, насколько это необходимо для образования требуемой кромки. При завершении обработки, получив необходимые кромки или фаски на краях стеклянного листа, профильный инструмент 8 поворотом обрабатывающей головки 7 отводится в сторону, отключается привод 20 вращения инструмента и привод 5 перемещения каретки 4, которая возвращается в исходное положение, и останавливают подачу СОЖ в брызгозащитный кожух 38, а затем проводят расфиксацию винтового замка 53 и, поднимая ручки 25 реек 21 вверх, освобождают от закрепления обработанное изделие, которое снимается с позиции обработки стола 23.
При установке нового изделия цикл его обработки повторяется аналогично вышеописанному, при этом уравновешивать плавающую головку требуется только при смене обрабатывающего инструмента 7 на другой значительно отличающийся от прежнего по весу.
Проведение операции полирования полученной фаски осуществляют полировальным инструментом, при этом поворотом ручки 46 с использованием механизма 42 обеспечивают возможность поджатия обрабатывающей головки 7 к обрабатываемому изделию 10.
Предлагаемый станок обеспечивает высокую точность обработки кромки и фаски стеклянного листа удлиненных размеров, поскольку, во-первых, кромка листа на столе выставляется относительно обрабатывающего инструмента практически без перекоса за счет съемных упоров, имеющих точные реперные (базовые) поверхности отсчета размеров от направляющей, которая выставлена вдоль направления стола с точностью в пределах 0,1 мм, во-вторых, каретка с инструментом также перемещается своими роликами относительно этой же направляющей, что вносит минимальные погрешности в обработку, и в-третьих, при наличии плавающей обрабатывающей головки при любом вертикальном биении обрабатываемого изделия или провисания его краев профильный инструмент, в частности алмазный круг с профильной канавкой, будет в точности автоматически следовать за кромкой обрабатываемого изделия. При такой обработке геометрия кромки по всему периметру изделия будет постоянной вне зависимости от погрешности расположения обрабатываемого изделия относительно профильного инструмента и в этом существенное отличие предложенного станка от других известных технических решений.
Предложенное изобретение может быть использовано в станках для обработки кромок плоских изделий, преимущественно стеклянных листов прямоугольной формы и найдет широкое применение, особенно в условиях малых и средних предприятий, работающих в строительной индустрии, в частности при изготовлении окон, дверей и витражей.
Данный станок для этих предприятий наиболее приемлем из-за низкой металлоемкости, незначительного потребления энергии, и, что самое главное, доступен по цене и прост в обслуживании.
1. Станок для обработки кромок плоских изделий, преимущественно стеклянных пластин, содержащий каркас, стол для размещения обрабатываемого изделия, механизм его прижима и обрабатывающую головку с инструментом, отличающийся тем, что он снабжен перемещающейся по направляющей стола кареткой с приводом, на стойке которой установлено устройство ориентирования обрабатывающей головки с инструментом с возможностью поворота относительно кромки обрабатываемого изделия, выполненное в виде подвижной четырехзвенной рычажной системы, на двух свободных рычагах которой размещены уравновешивающие грузы грубой и точной настройки, обеспечивающие равновесие обрабатывающей головки с инструментом с приданием ей плавающего положения в вертикальной плоскости, при этом механизм прижима обрабатываемого плоского изделия выполнен в виде двух протяженных на всю длину стола реек, нижней опорной и верхней подвижной, перемещаемой относительно стола с помощью рычажного узла, при этом имеются съемные упоры, которые своими реперными поверхностями размещены строго координатно от направляющей стола до края кромки по всей длине обрабатываемого плоского изделия.
2. Станок по п.1, отличающийся тем, что обрабатывающая головка с инструментом снабжена индивидуальным приводом.
3. Станок по п.1, отличающийся тем, что на торцах нижней опорной и верхней подвижной реек механизма прижима закреплены рубчатые ленты из упругого материала, предпочтительно из резины.
4. Станок по п.1, отличающийся тем, что движитель перемещения каретки с обрабатывающей головкой и инструментом относительно направляющей стола выполнен в виде горизонтальных и вертикального роликов, установленных на корпусе каретки.
5. Станок по п.1, отличающийся тем, что грузы грубой и точной настройки установлены на рычагах с возможностью фиксации их в неподвижном положении.
6. Станок по 4, отличающийся тем, что вертикальный ролик привода каретки с обрабатывающей головкой и инструментом при обработке кромки изделия подпружинен к направляющей каретки и освобожден от напряжения при холостом ходе каретки.
7. Станок по п.1, отличающийся тем, что механизм прижима обрабатываемого плоского изделия включает второй ряд идентичных реек, как неподвижной опорной, так и верхней подвижной, перемещаемых относительно стола с помощью рычажного механизма.
8. Станок по п.1, отличающийся тем, что на каретке с охватом обрабатывающей головки с инструментом установлен брызгозащитный кожух, который выполнен разъемным.
