ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ЦЕНТР

Полезная модель относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использована в деревообрабатывающих центрах различного назначения для осуществления фрезерных операций.
Из уровня техники известен фрезерный деревообрабатывающий центр, содержащий станину, вертикальные и горизонтальные линейные направляющие, стол, перемещающийся продольно по горизонтальным линейным направляющим, портал, установленный над станиной, суппорт, перемещающийся поперечно по горизонтальным линейным направляющим, ползун, установленный на суппорте с возможностью перемещения по вертикальным линейным направляющим суппорта, а также шпиндельный узел, закрепленный на ползуне (Патент РФ №2212998, В27С 5/00, 2002 г.).
Недостатком известного технического решения является низкая производительность механической обработки, недостаточная надежность работы устройств, повышенная металлоемкость и высокая инерционность подвижного элемента центра (стола), что приводит к ухудшению качества обработки изделий, а также ограниченность обработки и получения сложных профильных поверхностей детали с сохранением высокой точности.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по назначению, технической сути и достигаемому результату является фрезерный деревообрабатывающий центр, содержащий станину, вертикальные и горизонтальные линейные направляющие, стол, неподвижно закрепленный на станине, портал, установленный над станиной и перемещающийся продольно по горизонтальным линейным направляющим, суппорт, перемещающийся поперечно по горизонтальным линейным направляющим, ползун, установленный на суппорте с возможностью перемещения по вертикальным линейным направляющим суппорта, а также шпиндельный узел, закрепленный на ползуне, причем средства управления перемещением шпиндельного узла выполнены в виде системы числового программного управления (Патент РФ №12994, В27С 5/02, 2000 г.).
Недостатком известного технического решения является также низкая производительность механической обработки и ограничения в получении сложных фасонных поверхностей детали.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение производительности, точности и качества механической обработки, расширение номенклатуры производимых изделий, получение сложных фасонных поверхностей детали за счет оснащения деревообрабатывающего центра подвижным инструментальным магазином, взаимодействующим в позиции смены инструмента со шпиндельным узлом, а также оснащение центра двухкоординатной шпиндельной головкой, в которой установлен шпиндельный узел, причем средства управления перемещением узлами центра выполнены в виде системы числового программного управления (ЧПУ).
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание конструкции деревообрабатывающего центра, которая включает в себя инструментальный магазин, выполненный с возможностью его перемещения в рабочую зону для взаимодействия со шпиндельным узлом во время смены инструмента, что позволяет сократить вспомогательное время на смену инструмента, а также включает двухкоординатную шпиндельную головку, с помощью которой появляется возможность обработки заготовок в двух дополнительных плоскостях, тем самым добиваясь получения сложных фасонных поверхностей и расширения номенклатуры производимых изделий.
Заявленный технический результат, достигается за счет того, что деревообрабатывающий центр, содержащий станину, портал, установленный над станиной, вертикальные и горизонтальные линейные направляющие, стол для обработки заготовок, суппорт, установленный с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, ползун, установленный на суппорте с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а также шпиндельный узел, закрепленный на ползуне, согласно полезной модели, дополнительно снабжен инструментальным магазином, выполненным с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости и взаимодействующим со шпиндельным узлом, а также двухкоординатной шпиндельной головкой, при этом шпиндельный узел установлен в указанной шпиндельной головке с возможностью поворота в двух ортогональных плоскостях.
Заявленный деревообрабатывающий центр поясняется графическими иллюстрациями, где
- на фиг.1 представлен вид деревообрабатывающего центра спереди;
- на фиг.2 вид сбоку деревообрабатывающего центра;
- на фиг.3 показан инструментальный магазин.
Деревообрабатывающий центр содержит станину 1, вертикальные линейные направляющие 2 и горизонтальные линейные направляющие 3, стол 4 для обработки заготовок, неподвижно закрепленный на станине 1, портал 5, установленный над станиной 1 и перемещающийся продольно по горизонтальным линейным направляющим 3, суппорт 6, перемещающийся поперечно по горизонтальным линейным направляющим 3, ползун 7, установленный на суппорте 6 с возможностью перемещения по вертикальным линейным направляющим 2, которые также расположены и на суппорте 6. Шпиндельный узел 8, закрепленный посредством двухкоординатной шпиндельной головки 9 на ползуне 7, взаимодействует в позиции смены инструмента с инструментальным магазином 10. Последний установлен на горизонтальных линейных направляющих 3 и имеет возможность перемещаться под действием пневмоцилиндра 11. Исходное положение (ИП) инструментального магазина 10 расположено на заданном расстоянии от позиции смены (ПС), где осуществляется автоматическая смена инструмента.
Деревообрабатывающий центр работает следующим образом.
а) Фрезерование и фасонная (контурная) обработка (фиг.1, фиг.2).
Перед выполнением операций фрезерования и/или фасонной обработки подается команда от системы ЧПУ на перемещение шпиндельного узла 8 в зону обработки, где установлена деталь (на фиг.1, 2 не показана) на столе 4.
При этом продольное и поперечное перемещение осуществляется за счет управляемых двигателей по вертикальным линейным направляющим 2 и горизонтальным линейным направляющим 3, по которым перемещается суппорт 6 и портал 5 соответственно. Ползун 7, на котором установлена двухкоординатная шпиндельная головка 9 со шпиндельным узлом 8, имеет возможность перемещения по вертикальным линейным направляющим 2, установленных на суппорте 6. Когда шпиндельный узел 8 с инструментом находится в зоне обработки он выполняет программу получения заданной поверхности, причем возможность сложного перемещения (поворота) в пространстве шпиндельного узла 8 с инструментом реализуется за счет двухкоординатной шпиндельной головки 9 с двумя дополнительными движениями по оси А и по оси С, управляемых двигателями от системы ЧПУ. Таким образом, оснащая деревообрабатывающий центр двумя дополнительными движениями, управляемыми системой ЧПУ, повышается точность и качества механической обработки, а также возможность получения сложных фасонных поверхностей детали.
б) Автоматическая смена инструмента (фиг.1, фиг.2, фиг.3).
Перемещением портала 5, суппорта 6 и ползуна 7 по соответствующим линейным направляющим (поз.2 и поз.3) обеспечивается доставка шпиндельного узла 8 с инструментом для смены в ПС. Инструментальный магазин 10 под действием пневмоцилиндра 11 перемещается по горизонтальным линейным направляющим 3 в ПС. В конце хода происходит захват инструмента губками инструментального магазина 10. Затем происходит разжим инструмента в шпиндельном узле 8, подъем ползуна 7 вверх и перемещение суппорта 6 вдоль инструментального магазина 10 до следующего гнезда с инструментом. Ползун 7 со шпиндельным узлом 8 опускается вниз, захватывает инструмент и зажимает его.
Далее перемещением портала 5 по горизонтальным линейным направляющим 3 инструмент выводится из губок инструментального магазина 10 и происходит подъем ползуна 7. Затем перемещением портала 5, суппорта 6 и ползуна 7 новый инструмент доставляется в рабочую позицию, а инструментальный магазин 10 ходом пневмоцилиндра 11 отводится в ИП.
Таким образом, оснащение деревообрабатывающего центра инструментальным магазином 10 позволяет повысить производительность обработки и уменьшить время на вспомогательные операции (смену инструмента) используя возможность размещения сразу нескольких инструментальных единиц в одном инструментальном магазине 10. А также, установив инструментальный магазин 10 на горизонтальные линейные направляющие 3 с перемещением от пневмоцилиндра 11, исключается возможность загрязнения инструмента стружкой и пылью в инструментальном магазине 10 при обработке путем отвода последнего в ИП.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели позволяет повысить производительность, точность и качество механической обработки, появляется возможность расширения номенклатуры производимых изделий, получение сложных фасонных поверхностей детали за счет оснащения деревообрабатывающего центра подвижным инструментальным магазином, взаимодействующим в позиции смены инструмента со шпиндельным узлом, а также оснащения деревообрабатывающего центра двухкоординатной шпиндельной головкой, в которой установлен шпиндельный узел, причем средства управления перемещением узлами центра выполнены в виде системы числового программного управления (ЧПУ).
Описанные выше технические результаты позволяют в своей совокупности использовать заявленный деревообрабатывающий центр в деревообрабатывающей промышленности для осуществления на нем фрезерных операций.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.
Свойства, регламентированные в заявленном устройстве отдельными признаками, не описанными в материалах заявки, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в деревообрабатывающей промышленности, в частности деревообрабатывающих центрах различного назначения для осуществления фрезерных операций;
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, описанного в материалах заявки.
Исходя из изложенного, заявленный объект, по мнению заявителя, соответствует требованиям условий патентоспособности: «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.