УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАРКИРОВКИ ПЛАСТМАССОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Устройство для нанесения маркировки на изделия из пластмасс. Изобретение относится к области машиностроения, в частности автоматизированной маркировки пластмассовых изделий путем вплавления красящего вещества в изделие.
Известно устройство [1] для маркировки изделий, содержащее корпус, установленный в корпусе вал, клейма, выполненные в виде одной или нескольких дисковых фрез, последовательно и соосно закрепленных на свободном конце вала с возможностью изменения расстояния между ними, посредством дистанционных втулок, замены или установки фрез либо различной, либо одинаковой толщины и диаметров дисков в различной последовательности. Торцевая часть приводного вала выполнена с возможностью крепления на ней торцевой фрезы или сверла.
Недостатком данного устройства является съем материала маркируемого изделия, невозможность нанесения символов, необходимость заточки фрез после определенного времени работы.
Известно устройство [2] для печати, содержащее носитель краски, средство для нанесения краски, носитель информации (бумага, пластик, полиэтиленовая пленка и т.п.), источник УФ излучения и система световодов и микролинз, передающих и фокусирующих излучение управляемого источника излучения на краску.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, вследствие использования источника УФ излучения и системы световодов и микролинз для переноса краски на носитель информации.
Наиболее близким техническим решением является устройство для термотиснения изделий из пластмасс [3], содержащий станину, опорный стол с рабочей плитой, пуансона с нагревательными элементами, жестко
закрепленного на нем штампа и механизма подачи переводной фольги, содержащей краситель, электромеханический привод, осуществляющий возвратно-поступательное перемещение штампа.
Недостатком данного устройства является разогрев нагревательных элементов до рабочей температуры перед началом тиснения партии изделий и поддержание рабочей температуры в процессе тиснения, а также использование фольги с нанесенным слоем красящего вещества, что усложняет конструкцию, ведет к повышению себестоимости тиснения и появлению отходов в виде использованной отработанной фольги.
Изобретение направлено на повышение точности, качества, долговечности, уменьшения трудоемкости и времени на выполнение маркировки, а также снижения потребляемых расходных материалов, ведения безотходной маркировки.
Это достигается за счет применения красящего порошка, схожего по составу с маркируемым изделием, состоящее из компонентов: полиэтилена, полипропилена, оксида углерода (II) и ферромагнетика.
Долговечность маркировки составляет 20-25 лет. Стоимость расходных материалов составляет 90 руб. на нанесение 2 млн. символов высотой до 3 мм.
В отличие от прототипа в предлагаемое устройство введен картридж для красящего порошка, состоящий из емкости и установленного в нее магнитного вала для вывода порошка из емкости; вал, приводимый во вращение электроприводом через цилиндрическую зубчатую передачу, с установленным на нем пуансоном со штампом, нагревательным устройством и электромеханическим приводом для возвратно-посупательного перемещения пуансона; механизм очистки штампа; электропривод, приводящий во вращение магнитный вал картриджа и механизм очистки штампа; устройства управления электрическим приводом вала и электронагревательным устройством. Вращение вала необходимо для
позиционирования штампа около картриджа, маркируемого изделия и механизма очистки штампа, В качестве электропривода вала используется шаговый двигатель, в качестве электронагревательного устройства - индуктор, использующий токи высокой частоты, а в качестве электропривода, приводящего во вращение механизм очистки штампа и магнитный вал картриджа - мотор-редуктор.
Предлагаемое устройство является новым, поскольку отличается от прототипа указанными выше признаками.
Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой конструкции устройства и признать заявляемое решение соответствующим критерию «существенные отличия».
Сущность конструкции поясняется чертежом, где на фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 - разрез пунсона со штампом и нагревательным элементом.
Основными узлами устройства являются (фиг.1): станина 1, на которой устанавливаются стойки вала 2, стойка картриджа 3 и стойка для установки маркируемого изделия 4. В стойки вала установлен вал 5 на подшипниках скольжения 6. Вращение вала 5 осуществляется от шагового двигателя 7, установленного на правой стойке 2 через зубчатые колеса 8 и 9. На валу 5 установлены две направляющие 10, на которых установлен пуансон 11. При помощи пружин 12 пуансон прижимается к валу. К пуансону 11 крепится крышка 13 с катушкой 14, которая выступает в вид обмотки электромагнита и индуктора. В крышке установлен штамп 15 (фиг.2), являющийся сердечником электромагнита и индуктора. Пуансон имеет возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим под воздействием электромеханического привода 16 и штанги 17. Питающие и управляющие напряжения на электрические устройства, установленные на
вращающемся валу, подаются через щеточный механизм 18, установленный на левой стойке 2. В стойках 2 на подшипниках скольжения установлен механизм очистки штампа, выполненный в виде стального вала с паралоновым покрытием. На стойке картриджа 3 установлен картридж 20, выполненный в виде емкости и магнитного вала, предназначенного для вывода красящего порошка из емкости, и мотор-редуктор, необходимый для осуществления вращения механизма очистки штампа 19 и магнитного вала картриджа 20 через шкивы 22 и ремни 23. Маркировка осуществляется заготовки 24, установленной на стойке 4.
Установка работает следующим образом. Штамп 15, установленный через промежуточные элементы на валу 5, под действием шагового двигателя 7, приводящего во вращение вал 5, перемещается к магнитному валу картриджа и позиционируется возле него. В этот момент подается постоянное напряжение на катушку 14, которая начинает работу в режиме электромагнита и необходимое количество красящего порошка электромагнитным способом переносится на штамп и удерживается. Мотор-редуктор 21 приводит во вращение механизм очистки штампа 19 и магнитный вал картриджа 20 постоянно. Затем штамп перемещается к маркируемому изделию и позиционируется возле него. В этот момент включается электромеханический привод 16, который передает усилие через штангу 17 пуансону 11. Пуансон перемещается по направляющим 10 и прижимает штамп 15 к заготовке 24. Катушка 14 переключается в режим нагревательного элемента и под действием токов высокой частоты мгновенно нагревает штамп. Происходит вплавление красящего порошка в заготовку. После вплавления отключается электромеханический привод и штамп перемещается к механизму очистки штампа 19. В этот момент производится смена заготовки 24. Под действием механизма очистки 19 штамп очищается от остатков красящего порошка. В момент очистки катушка 14 еще работает в режиме нагревательного устройства. После очистки катушка 14 отключается и цикл начинается заново.
Применение предлагаемой конструкции имеет следующие преимущества:
- возможна маркировка любых изделий из пластмасс;
- нанесенные на изделие символы не будут изнашиваться в течение всего срока службы изделия;
- возможно изменение содержание надписей в процессе изготовления изделий;
- качественное выполнение маркировки;
- ведется безотходная маркировка;
- низкое потребление красящего порошка;
-высокая скорость маркировки.
Источники информации
1. Патент RU 2202464, кл. В 25 Н7/00, 2001.
2. Патент RU 2000102208, кл.
3. Гецас С.И. Декоративная обработка изделий из пластмасс. - Л., «Химия», 1978. - 120 стр., 30 рис., 14 табл.