ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ГРАВИРОВАЛЬНОГО СТАНКА

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для гравирования и предназначена для выполнения художественных работ на поверхности твердых материалов путем точечного разрушения части поверхностного слоя материала.
Известен станок гравировальный по патенту на полезную модель №110028, содержащий поперечную направляющую, на которой с возможностью перемещения размещен исполнительный механизм, выполненный в виде каретки с ударным механизмом, ударный механизм закреплен к каретке через амортизатор [1].
Известен исполнительны механизм гравировального станка по патенту на полезную модель № 78731 [2], содержащий ударный механизм, включающий корпус с зазорообразующими роликами, коромысло, боек и соленоид с сердечником. Ударный механизм может быть закреплен на каретке через амортизатор. Блок управления электрически связан с соленоидом и шаговым электродвигателем привода каретки.
В известных исполнительных устройствах не раскрыто выполнение признака - амортизатор.
Недостатком известного устройства является наличие значительной вибрации в результате работы ударного механизма, что снижает точность нанесения удара, а также вызывает дополнительное пылеобразование. Кроме того, недостатком является ограничение высоты обрабатываемой заготовки.
Исполнительный механизм известного устройства [2] по совокупности признаков принят в качестве наиболее близкого аналога.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение вибрации, повышение точности нанесения удара, уменьшение пылеобразования, увеличение диапазона высоты обрабатываемой заготовки.
Технический результат достигается тем, что исполнительный механизм гравировального станка, соединенный с кареткой, и содержащий корпус с зазорообразующими роликами, коромысло, боек и соленоид с сердечником, согласно полезной модели дополнительно содержит ограничитель, состоящий из корпуса и вертикальной направляющей прямоугольного сечения, причем корпус ограничителя жестко соединен с кареткой, при этом вертикальная направляющая установлена в корпусе ограничителя, с возможностью вертикального перемещения, на роликах, закрепленных на корпусе, а нижним концом закреплена на корпусе ударного механизма.
При этом ролики расположены по высоте направляющей группами.
При этом ролики расположены группами, по крайней мере, по четыре ролика.
При этом ролики в каждой группе охватывают направляющую по периметру, ограничивающему поперечное сечение этой направляющей
При этом ролики в каждой группе размещены по периметру с угловым смещением один относительно другого на угол 90 градусов, а угол размещения плоскости вращения каждого ролика к вертикали составляет 45 градусов.
При этом ролики выполнены в виде наружных колец подшипников качения и закреплены в узлах крепления.
При этом внутренние кольца указанных подшипников жестко закреплены в корпусе на держателе с помощью винтов.
При этом привод каретки содержит электродвигатель электрически соединенный с блоком управления гравировальным станком.
Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами.
Фиг.1 - схема ограничителя в составе исполнительного механизма гравировального станка гравировального станка.
Фиг.2 - вид сверху на фигуре 1.
Фиг.3 - схема ограничителя.
Фиг.4. фото исполнительного механизма в составе гравировального станка.
Исполнительный механизм гравировального станка содержит ударный механизм 1, каретку 3 и ограничитель 4 (фиг.1-4).
Ударный механизм гравировального станка (фиг.1) содержит корпус 1 с зазорообразующими роликами, коромысло, боек 2 и соленоид с сердечником (не показаны). Зазорообразующие ролики закреплены в нижней части корпуса ударного механизма и предназначены для автоматического контроля расстояния от бойка до поверхности обрабатываемого материала при использовании гравировального станка. Коромысло с возможностью качания закреплено в корпусе ударного механизма. Соленоид жестко закреплен в корпусе ударного механизма с обеспечением возможности воздействия его сердечника на первый рычаг коромысла. Второй рычаг коромысла выполнен с обеспечением возможности воздействия на боек 2.
Исполнительный механизм осуществляет продольное перемещение при помощи каретки 3. Он присоединен к каретке при помощи ограничителя. Ограничитель состоит из корпуса 4 и вертикальной направляющей 5 прямоугольного сечения, предпочтительно - квадратного, для исключения проворачивания направляющей при ее работе.
Корпус 4 ограничителя жестко соединен с кареткой 3. Вертикальная направляющая 5 установлена в корпусе 4 ограничителя на роликах 6, с возможностью вертикального перемещения, а нижним концом закреплена на корпусе 1 ударного механизма.
Ролики 6 расположены по высоте направляющей группами (фиг.2, 3), по крайней мере, по четыре ролика. Возможно выполнение двух групп по четыре ролика в каждой. Ролики 6 в каждой группе охватывают вертикальную направляющую 4 по периметру, ограничивающему поперечное сечение этой направляющей (фиг.2). Ролики 6 в каждой группе размещены по периметру с угловым смещением один относительно другого на угол 90 градусов, а угол размещения плоскости вращения каждого ролика к вертикали составляет 45 градусов. Ролики 6 могут быть выполнены в виде наружных колец подшипников качения и закреплены в узлах крепления. Внутренние кольца указанных подшипников жестко закреплены в корпусе на держателе 7 с помощью винтов 8.
Привод каретки 3 содержит электродвигатель электрически соединенный с блоком управления гравировальным станком.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1.
Вертикальная направляющая 4 выполнена в виде отрезка металлического прута прямоугольного сечения. По высоте направляющей выполнены две группы роликов 6.
Каждая группа содержит по четыре ролика. Ролики 6 в каждой группе размещены по периметру с угловым смещением один относительно другого на угол 90 градусов. Угол размещения плоскости вращения каждого ролика 6 к вертикали составляет 45 градусов.
Пример 2 выполнен аналогично примеру 1, но вертикальная направляющая 4 выполнена в виде отрезка металлического профиля прямоугольного сечения.
Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
Заявляемый исполнительный механизм гравировального станка работает следующим образом.
Под ударный механизм гравировального станка устанавливают обрабатываемый материал. В качестве обрабатываемого материала допустимо использовать каменные плиты или стекло. При использовании в качестве обрабатываемого материала тонких пластин их целесообразно размещать на жесткой поверхности.
Конструкция исполнительного механизма позволяет обрабатывать заготовку большей высоты по сравнению с аналогами за счет возможности поднятия корпуса 1 ударного механизма, перемещающегося вверх вместе с направляющей 5 ограничителя.
Переводят ударный механизм 1 в рабочее положение. При этом зазорообразующие ролики ударного механизма 1 приводят в соприкосновение с поверхностью обрабатываемого материала. Позиционируют каретку 3 с ограничителем, а с ними и боек 2, в точку, с которой должна начинаться обработка поверхности материала, как правило - в верхний левый угол той области, где в результате работы станка должно появиться изображение.
Блок управления формирует сигналы, считывая данные с карты памяти. В блоке управления команды управления преобразуются микроконтроллером в управляющие сигналы соленоиду и шаговым электродвигателям приводов поперечной траверсы и каретки. При этом сердечник соленоида через коромысло воздействует на боек 2, который, в свою очередь, непосредственно воздействует на материал, разрушая часть его поверхностного слоя. В результате исполнения управляющих сигналов соленоидом и шаговыми электродвигателями приводов поперечной траверсы и каретки происходит обработка поверхности материала.
В результате работы возникает вибрация ударного механизма, которая снижает точность удара, что влияет на качество получаемого изображения, и вызывает повышенное пылеобразование.
Использование ограничителя позволяет снизить вибрацию практически до полного ее устранения, за счет того, что корпус 1 ударного механизма, связанный с вертикальной направляющей 5, может перемещаться по роликам 6 только в вертикальном направлении, имея всего одну степень свободы. Перемещение его других направлениях ограничено роликами 6, жестко закрепленными в корпусе 4 ограничителя и охватывающими вертикальную направляющую 5 по периметру. Они устраняют зазор между корпусом 4 ограничителя и направляющей; при движении направляющей предохраняют ее от горизонтального смещения и колебаний.
За счет присоединения корпуса ударного механизма к вертикальной направляющей ограничителя, с возможностью вертикального перемещения, возможно увеличение диапазона высоты обрабатываемых заготовок
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемой полезной модели достигается технический результат: «уменьшение вибрации, повышение точности нанесения удара, уменьшение пылеобразования, увеличение диапазона высоты обрабатываемой заготовки».
Заявляемый ударный механизм гравировального станка реализован с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть собран на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области гравирования.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Патент на полезную модель №110028 СТАНОК ГРАВИРОВАЛЬНЫЙ. Опубликовано: 10.11.2011
2. Патент на полезную модель № 78731 СТАНОК ГРАВИРОВАЛЬНЫЙ. Опубликовано 10.12.2008 - наиболее близкий аналог.