ФРЕЗЕРНО-ГРАВИРОВАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО 3-Х КООРДИНАТНОГО ТИПА С ЧПУ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОБЪЕКТА ПО СЛОЖНОМУ КОНТУРУ

Полезная модель относится к области машиностроения и может применяться для обработки материалов, используемых в легкой промышленности и для производства товаров народного потребления.
Известен малогабаритный фрезерно-гравировальный станок, содержащий основание с расположенными на нем направляющими по оси Y, на которых установлен с возможностью перемещения по ним рабочий стол, над направляющими по оси Y и перпендикулярно им размещены направляющие по оси X, на которых установлена с возможностью перемещения по ним плита с установленными на ней перпендикулярно направляющим по оси X направляющими по оси Z, на которых установлена с возможностью перемещения по ним накладка с закрепленным на ней шпиндельным узлом, причем он снабжен смазочно-охлаждающим узлом, выполненным с возможностью подачи смазочно-охлаждающей жидкости в виде тумана, который состоит из резервуара со смазочно-охлаждающей жидкостью, соединительного шланга, компрессора, соединительной трубки, распылителя, гибкого шланга и форсунки для распыления, при этом гибкий шланг изготовлен из маслостойкого материала и соединен одним концом с распылителем и другим концом с форсункой для распыления, а распылитель жестко прикреплен к плите станка и соединен с компрессором посредством соединительной трубки с возможностью подачи по ней сжатого воздуха и с резервуаром со смазочно-охлаждающей жидкостью посредством соединительного шланга с возможностью подачи по нему маслосодержащей жидкости, причем распылитель выполнен с возможностью разбивания маслосодержащей жидкости на мелкие частицы (Патент RU №166772).
Недостатком данного устройства является трудоемкость фиксации объекта сложного геометрического контура, невозможность перемещения прижимов-фиксаторов по всей рабочей поверхности стола.
Технической проблемой полезной модели является обеспечение возможности выполнения операций раскроя и гравировки на композитных материалах, а также текстильных материалах, кожевенных и кожгалантерейных изделиях для реализации операций резания при обработке по сложному контуру.
Технический результат достигается тем, что фрезерно-гравировальное устройство 3-х координатного типа с ЧПУ для обработки объекта по сложному контору содержит основание с рабочим столом, портал и плиту с закрепленным на ней шпиндельным узлом, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными направляющими с расположенными на них прижимами-фиксаторами объекта обработки, имеющими пружины сжатия, установленные на соединительных осях между верхней и нижней частями прижимов-фиксаторов, предназначенными для сцепления с направляющей, при этом портал выполнен подвижным по оси X, верхняя часть портала выполнена подвижной по оси Z, а упомянутая плита - по оси Y вдоль верхней части портала.
Сущность предложенного технического решения поясняется иллюстрациями, где:
на фиг. 1 - кинематическая схема фрезерно-гравировального устройства 3-х координатного типа с ЧПУ для обработки объекта по сложному контору.
на фиг. 2 - вид спереди фрезерно-гравировального устройства 3-х координатного типа с ЧПУ для обработки объекта по сложному контору в сжатом состоянии (сборочный узел крепления прижимов-фиксаторов объекта обработки.).
на фиг. 3 - вид спереди фрезерно-гравировального устройства 3-х координатного типа с ЧПУ для обработки объекта по сложному контору в разжатом состоянии.
Фрезерно-гравировальное устройство 3-х координатного типа с ЧПУ для обработки объекта по сложному контору (фиг. 1) содержит раму (1), мотор редуктор (2), шестерню (3), вертикальные стойки (4) портала (6), шаговый двигатель (5), портал (6), винты (7), направляющие (8) по оси X, подшипники качения (9), ходовой винт (10), регулируемые ножки (11), шаговый двигатель (12), установочные отверстия (13), портал продольных перемещений (14), коллекторный шпиндель (J5), прижимы-фиксаторы (16), ролики (17), направляющие (18) по оси Y, объект обработки (19), плита (20). Особенностью конструкции являются дополнительные направляющие, расположенные в рабочей зоне машины, на которых установлены прижимы-фиксаторы (16) объекта обработки (19), которые в свою очередь обеспечивают перемещение в вертикальном направлении за счет пружин сжатия (25), установленных на соединительных осях верхней и нижней части прижимов-фиксаторов (16), что позволяет осуществлять сцепления с направляющей (23). Основными элементами конструкции, показанными на фиг. 1 являются: рама (1), выполненная заодно со столом, движение по координатам передается с помощью ходового винта (10), установленного в подшипниках качения (9), получающего движения от шагового двигателя (12). Рама (1) имеет возможность регулировки по уровню за счет регулируемых ножек (11). На ходовой винт (10) одеваются гайки портала продольных перемещений (14). Портал продольных перемещений (14) перемещается вдоль оси X. Верхняя часть портала выполнена в виде двух направляющих с зубчатой рейкой, которая находится в зацеплении с шестерней (3) мотора редуктора (2). В свою очередь портал (6) имеет возможность перемещаться вдоль оси Z. Установка коллекторного шпинделя (15) осуществляется на плиту (20), которая перемещается вдоль оси Y. Перемещение рабочего инструмента и коллекторного шпинделя (15) вдоль оси Y обеспечивается шаговым двигателем (5). Фиксация объекта обработки (19), имеющего сложный контур осуществляется следующим образом: край материала удерживается с помощью прижимов-фиксаторов (16), которые в свою очередь установлены в направляющих (8) и (18). Направляющие (18) по оси Y жестко фиксируются на направляющих (8) по оси X, предотвращение перекоса осуществляется применением роликов (17), скользящих по поверхности стола рамы (1). Установка устройства осуществляется с помощью резьбового соединения винтами (7) в установочные отверстия (13).
Элемент крепления прижимов-фиксаторов (16) (фиг. 1), показанных на сборочном узле крепления прижимов-фиксаторов объекта обработки (фиг. 2), состоит из следующих элементов: верхнего фиксатора (21), нижнего фиксатора (22), крепление которых на направляющих (23) по оси Y, которые выполнены в виде трапецеидального профиля, обеспечивается винтами (24), на которых располагаются пружины сжатия (25), которые осуществляют разведение верхнего фиксатора (21) и нижнего фиксатора (22), что позволяет обеспечить жесткое сцепление прижимов-фиксаторов (16) на направляющих (23) по оси Y.
На фиг. 3 показан вид спереди в разжатом состоянии. Конструкция узла (фиг. 3) аналогична описанной выше конструкции, представленной на фиг. 2.
Работа предлагаемого фрезерно-гравировального устройства осуществляется следующим образом: объект обработки (19) фиксируем с помощью прижимов-фиксаторов (16), установленных в подвижных направляющих (18) по оси Y, выполненных в виде «ласточкин хвост», что позволяет перемещать прижимы-фиксаторы (16) в любом месте стола, и тем самым обеспечивает установку объекта обработки сложной геометрии контура. Движение рабочего инструмента по осям координат X, Y осуществляется с помощью управления вращением шагового двигателя (12), который преобразует вращательное движение ходового винта (10), тем самым обеспечивая требуемое линейное перемещение портала (6) по оси X. Точное позиционирование силового устройства достигается в диапазоне 0.05-0.01 мм, что позволяет обеспечить высокую точность выполнения обрабатываемой поверхности изделия, перемещение относительно оси Z обеспечивается смещением портала (6) вдоль вертикальных стоек (4) по оси Z. Позиционирование портала (6) в вертикальной плоскости обеспечивает мотор редуктор (2). Ходовой винт выполнен из закаленной стали 40Х.
В качестве силового устройства применяется коллекторный шпиндель (15) воздушного охлаждения Kress 1050 FME-1, который устанавливается на плиту (20) и перемещается относительно оси Y за счет управляемого поворота ротора шагового двигателя (5) через винтовую пару, что позволяет производить регулировку скоростного режима перемещения шпинделя (15). Момент внедрения режущего инструмента в материал, величина прохода, частота вращения шпинделя (15), его включение и выключение осуществляется с помощью специального программного обеспечения Mach 3, который установлен в ЭВМ. Управление фрезерно-гравировального устройства осуществляется с помощью ЭВМ по разработанному G-коду.
Управляющий сигнал, получаемый шаговыми двигателями (5) и (12) основан на G-коде для станков с ЧПУ. Формирование G-кода осуществляется с помощью программного продукта ArtCam. Функции интерфейса ArtCam позволяют выбрать различный режущий инструмент в соответствии с технологическим процессом изготовления товаров народного потребления.
Предлагаемое устройство позволяет фиксировать объект обработки сложного геометрического контура и перемещать прижимы-фиксаторы по всей рабочей поверхности стола, что позволяет выполнять операции резания при обработке по сложному контуру различных материалов, применяемых в производстве кожевенной, обувной и текстильной промышленности.