СТАНОК ГРАВИРОВАЛЬНЫЙ

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 и может быть использована при оформлении фасадов зданий и сооружений, памятников, украшения интерьеров помещений.
Известен гравировальный станок (п. РФ №2230670, В44В 3/00, 2004 г.), содержащий основание, портальный каркас с продольными направляющими, траверсу с поперечной направляющей, несущей каретку с гравировальной головкой и ударным инструментом. Траверса снабжена П-образным кронштейном с набором пластин, а гравировальная головка - Г-образным рычагом с возможностью вертикального перемещения и роликом, контактирующим с пластинами на кронштейне. Станок дополнительно снабжен механизмом слежения, куда входит скалка и лапка, постоянно контактирующие с обрабатываемой поверхностью.
Недостатком устройства является использование подшипников скольжения для реализации возможности перемещения моста и каретки. Указанный недостаток проявляется следующим образом. При работе устройства образуется большое количество абразивной пыли. Попадая на раму или мост, пыль приводит к истиранию поверхностей скольжения подшипников, и увеличению их люфта. Это приводит к значительному снижению эксплуатационного ресурса подшипников, и необходимости относительно частой их замены.
Известен станок гравировальный (п. РФ №78731, В44В 3/00, 2008 г.), содержащий жесткую прямоугольную раму с поперечными перекладинами, и продольными направляющими. На продольных направляющих с возможностью перемещения закреплена поперечная траверса, содержащая поперечные направляющие, на которых с возможностью перемещения размещена каретка с ударным механизмом. Станок также снабжен приводами поперечной траверсы и каретки, выполненными ременными, содержащими зубчатый ремень. Узлы крепления поперечной траверсы и каретка содержат ролики, установленные на подшипниках качения. Поперечная траверса содержит преимущественно две поперечные направляющие, а ролики узлов крепления поперечной траверсы и каретки установлены с возможностью их движения вдоль направляющих, при этом ролики узлов крепления поперечной траверсы и каретки размещены относительно направляющих так, чтобы плоскость вращения каждого ролика проходила через ось той направляющей, вдоль которой ролик перемещается. Преимущественно, чтобы ролики узлов крепления поперечной траверсы были расположены группами по четыре ролика, причем ролики в каждой группе выполнены охватывающими одну продольную направляющую по окружности, ограничивающей поперечное сечение этой направляющей.
Недостатком данного устройства является наличие двух продольных и поперечных направляющих, которые необходимо установить параллельно, что на практике практически невозможно, которые в купе с наличием групп роликов приводит к возникновению люфтов, тем самым, снижая качество нанесения изображения. Кроме того, конструкция станка организована таким образом, что все провода, подсоединяющиеся от двигателей к исполнительному механизму и поперечной траверсе, не защищены от перегибов, что приводит к их разрушению.
Указанный гравировальный станок является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Технический результат заключается в повышении эксплуатационного ресурса устройства и качества гравировального изображения за счет отсутствия технологически трудно устанавливаемых параллельно направляющих, замены групп роликов линейными подшипниками и максимального сокращения длины соединяющих электрических проводов. Кроме того, достигается высокая точность передачи цветового тона в виду идентичности электромагнитной и ударной характеристик.
Технический результат достигается тем, что станок гравировальный содержит жесткую прямоугольную раму с продольной направляющей, на которой с возможностью перемещения закреплена поперечная траверса, содержащая поперечную направляющую, на которой с возможностью перемещения размещен исполнительный механизм, выполненный в виде каретки с ударным механизмом. Станок также снабжен ременными зубчатыми приводами поперечной траверсы и каретки, связанными с двигателями. Продольная направляющая установлена вдоль одной из продольных перекладин рамы, поперечная траверса и каретка закреплены на направляющих посредством линейных подшипников. Поперечная траверса со стороны продольной направляющей снабжена платформой, на которой закреплены двигатели, при этом двигатель, связанный с поперечной траверсой, имеет зубчатый шкив, взаимодействующий с зубчатым ремнем, удерживающимся имеющимися роликами платформы. Поперечная траверса снабжена вспомогательной балкой, выполненной с пазом, а каретка в свою очередь снабжена роликом, входящим в вышеуказанный паз. Станок содержит компьютер, подключенный к контроллеру, к которому подключены двигатели и исполнительный механизм. Продольный ременной зубчатый привод установлен неподвижно, а поперечный - с возможностью перемещения. В продольной перекладине имеется паз, в котором размещен ременной зубчатый привод. Обе направляющие выполнены круглого сечения. Провод, соединяющий ударный механизм с разъемом, находящимся на платформе, уложен в защитный кожух. Ударный механизм содержит корпус с зазорообразующим роликом, четыре постоянных магнита, коромысло, боек и соленоид, при этом зазорообразующий ролик закреплен в нижней части корпуса ударного механизма, коромысло с возможностью качения закреплено в корпусе ударного механизма, соленоид закреплен на первом рычаге коромысла, а второй рычаг коромысла выполнен с обеспечением возможности воздействия на боек, а постоянные магниты расположены на корпусе ударного механизма вокруг соленоида парами, одна выше, другая ниже центра соленоида, причем магнитные поля верхней и нижней пары направлены в противоположные стороны. Ударный механизм закреплен к каретке через амортизатор.
Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами.
На фиг.1 показана схема гравировального станка, вид сверху, на фиг.2 - сечение А-А исполнительного механизма, на фиг.3 - сечение В-В, на котором показана кинематическая связь зубчатого ремня с зубчатым шкивом двигателя, связанного с поперечной траверсой, где
1 - продольная направляющая,
2 - поперечная направляющая,
3 - каретка,
4 - ударный механизм,
5 - зубчатый ремень,
6 - поперечный ременный зубчатый привод каретки,
7 - двигатель каретки,
8 - двигатель, связанный с поперечной траверсой,
9 - продольная перекладина,
10 - линейные подшипники,
11 - платформа,
12 - зубчатый шкив,
13 - паз на продольной перекладине,
14-ролики платформы,
15 - вспомогательная балка,
16 - паз на вспомогательной балке,
17 - ролик, входящий в паз вспомогательной балки,
18 - корпус ударного механизма,
19 - зазорообразующий ролик,
20 - постоянные магниты,
21 - коромысло,
22 - боек,
23 - соленоид,
24 - амортизатор.
Заявляемый станок гравировальный (фиг.1) содержит жесткую прямоугольную раму с продольной направляющей 1, установленной вдоль одной из продольных перекладин 9 рамы. На ней с возможностью перемещения установлена поперечная траверса, содержащая поперечную направляющую 2, на которой с возможностью перемещения размещен исполнительный механизм, выполненный в виде каретки 3 с ударным механизмом 4 (см. фиг.2), закрепленным к каретке 3 через амортизатор 24 и содержащим корпус 18 с зазорообразующим роликом 19, четыре постоянных магнита 20, коромысло 21, боек 22 и соленоид 23, при этом зазорообразующий ролик 19 закреплен в нижней части корпуса 18 ударного механизма 4, коромысло 21 с возможностью качения закреплено в корпусе 18. Соленоид 23 закреплен на первом рычаге коромысла 21, а второй его рычаг выполнен с обеспечением возможности воздействия на боек 22, а постоянные магниты 20 расположены на корпусе ударного механизма вокруг соленоида 23 парами, одна выше, другая ниже центра соленоида 23, причем магнитные поля верхней и нижней пары направлены в противоположные стороны. Поперечная траверса снабжена вспомогательной балкой 15, выполненной с пазом 16, а каретка 3 снабжена роликом, входящим в вышеуказанный паз 16, что предотвращает ее опрокидывание под собственным весом (см. фиг.2). Поперечная траверса и каретка 3 закреплены на направляющих 1 и 2 посредством линейных подшипников 10, что уменьшает искажение их траектории движения по направляющим за счет уменьшения люфтов, а, следовательно, улучшает качество изображения. Станок также снабжен ременными зубчатыми приводами 5 и 6 поперечной траверсы и каретки соответственно, связанными с двигателями 7 (каретки) и 8 (поперечной траверсы), при этом продольный ременной зубчатый привод 5 установлен неподвижно, а поперечный 6 - с возможностью перемещения. Поперечная траверса со стороны продольной направляющей 1 снабжена платформой 11, на которой закреплены двигатели 7 и 8, при этом двигатель 8, имеет зубчатый шкив 12, взаимодействующий с зубчатым ремнем 5, размещенным в имеющемся пазу 13 продольной перекладины 9 удерживающимся роликами 14 платформы 11 (см. фиг.3). Расположение двигателей 7 и 8 на одной платформе 11 минимизирует количество проводов, сокращает их длину, что практически исключает перегиб проводов, нарушение их целостности, тем самым повышаются эксплуатационный ресурс и надежность работы устройства. Провод, соединяющий ударный механизм 4 с разъемом, находящимся на платформе 11, может быть уложен в защитный кожух (на фиг. не показано).
Станок гравировальный также содержит компьютер, подключенный к контроллеру (на фиг. не показано) для обеспечения возможности управления гравировальным станком. Двигатели 7, 8 и исполнительный механизм подключены к контролеру.
Устройство работает следующим образом.
Устанавливают станок на обрабатываемый материал. Через вход управления в контроллер подают команды управления, содержащие информацию о выводимом изображении. Команды управления формируют, преимущественно, с использованием компьютера. В контроллере команды управления преобразуются в управляющие сигналы соленоиду 23 и двигателям 7, 8 приводов поперечной траверсы и каретки 3. При этом сердечник соленоида 23 через коромысло 21 воздействует на боек 22, который, в свою очередь, непосредственно воздействует на материал, разрушая часть его поверхностного слоя. В результате исполнения управляющих сигналов соленоидом 23 и двигателями приводов 5, 6 поперечной траверсы и каретки 4 происходит обработка поверхности материала.
Заявляемый станок гравировальный реализован с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть найти широкое применение в области гравирования.