СТАНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОРЕЗЕЙ В КАРТОННЫХ ЗАГОТОВКАХ
MACHINE TO MAKE CUT-OUTS IN CARDBOARD BLANKS

Изобретение относится к области изготовления картонажных изделий, а именно к оборудованию для изготовления в картонных заготовках прорезей, отверстий, формирования наружного контура в производстве картонных коробок.
Известно использование прессов для изготовления картонных изделий (заявка №95100120, МПК В30В 9/00, D21J 1/04, опубл. 20.05.1997 г.). В прессе для картона размещенный между картоном и силовой плитой блок обезвоживания выполнен в виде ограниченного по краям силовой плиты набора свободно установленных прямоугольных монолитных плиток, на одной стороне которых выполнены продольные и поперечные пазы, а на другой - поперечные сквозные до уровня поперечных пазов прорези.
Недостатком его является сложность перенастройки при изменении формы картонного изделия.
Известен процесс поперечной резки заготовок заданной длины (Патент 2179514, МПК В31В 1/16, опубл. 20.02.2002 г.). Предложенный процесс поперечной отрезки заготовок заданной длины от непрерывно движущегося полотна материала включает направление предварительно продольно разрезанных полос полотна материала в верхнюю и нижнюю зоны с поперечно-резательными устройствами, установленными на станине. Направление продольно разрезанных полос полотна материала в верхнюю и нижнюю зоны осуществляется при помощи разделительного стола с дальнейшей их отрезкой на заготовки заданной длины верхним и нижним поперечно-резательными устройствами, выполненными с возможностью их углового поворота, режущие органы которых совершают поступательное перемещение сверху и снизу в одной сквозной вертикальной прорези разделительного стола. При выполнении данного процесса можно осуществить отрезку одновременно нескольких заготовок, каждую по своей длине, с помощью поперечно-резательного устройства, применяемого, в частности, в линиях производства гофрокартона.
Недостатком данного устройства для поперечной резки заготовок является то, что оно не позволяет производить различные отверстия и пазы.
Известен станок для поперечной резки полотен материала, в частности листов бумаги или картона, включающий устройство для притормаживания листов, выкладываемых на стопу (WO 2007/087858, МПК В65Н 29/68, опубл. 2007.08.09).
Станок включает устройство для поперечной резки, содержащее два ножевых барабана, оснащенных двумя поперечными резаками.
Недостатком данного станка является сложность его изготовления, и станок предназначен также только для поперечной резки полотен материала.
Известно устройство для вырубки картонных заготовок (Патент RU 2126319, МПК B26F 1/38, опубл. 20.02.1999). Устройство для изготовления заготовок из листа (листов) состоит из верхней вырубной рамы и нижней вырубной рамы. Верхняя вырубная рама совершает вертикальные возвратно-поступательные перемещения относительно нижней вырубной рамы, вырубая при этом заготовки В1-В8 из расположенного между рамами листа S. На нижней раме расположены режущие элементы W1-W6, которые прорезают лист, а на верхней раме установлены профильные пластины Р1-Р8, по одному на каждую вырубаемую заготовку. Конфигурация каждой профильной пластины в целом соответствует форме заготовки, и положение всех этих пластин можно регулировать относительно нижней вырубной рамы так, чтобы из расположенного между вырубными рамами листа S материала можно было вырубать заготовки заданной конфигурации. На верхней вырубной раме установлены с возможностью перемещения поперечные элементы, положение которых по отношению к нижней вырубной раме можно регулировать. Профильные пластины Р1-Р8 установлены с возможностью регулировки их положения на поперечных элементах.
Данное устройство также является достаточно сложным в изготовлении.
Известен рилевочно-резательный станок для продольной резки гофрированного полотна, содержащий станины с установленными на них механизмами станка: автоматизированным манипулятором для передвижения ножевых и рилевочных головок и механизмом подъема и опускания верхних ножей и рилевок, а также привод перемещения манипулятора (US 4627214 А, 09.12.1986).
Данный станок предназначен только для продольной резки полотна.
Наиболее близким техническим решением является станок для изготовления прорезей в картонных заготовках (Патент RU 2229385, МПК В31В 1/22, опубл. 27.05.2004). Станок относится к области изготовления картонажных изделий, а именно к оборудованию для изготовления прорезей в картонных заготовках, и содержит устройство для укладки заготовок, смонтированный на станине механизм подачи заготовок с регулируемым захватом, верхний и нижний встречно вращающиеся прорезные валы с ножами, ограничители перемещения заготовок в продольном и поперечном направлениях. Механизм подачи заготовок выполнен в виде поддерживающе-подающего вала с укрепленными на нем с возможностью перемещения вдоль его оси дисками с пильчато-игольчатыми выступами. Поддерживающе-подающий вал соединен с верхним прорезным валом посредством цепной передачи.
Недостатком данного станка является мало эффективная работа встречно-вращающихся прорезных валов с ножами, так как станок приходится часто перенастраивать при изменении формы и контура вырезаемых заготовок.
Задачей предлагаемого решения является разработка простого и надежного в работе станка для изготовления любых заданных прорезей как поперек, так и вдоль заготовки, с возможностью изготовления различных отверстий и пазов заданной формы, сокращение времени на его техническое обслуживание, уменьшение затрат на его изготовление.
Поставленная задача решается с помощью станка для изготовления прорезей в картонных заготовках, включающего механизм подачи заготовок, вырубной механизм, резательно-рилевочный механизм. Механизм подачи заготовок выполнен в виде по крайней мере двух пар валов, одна из которых расположена до вырубного механизма, другая пара валов расположена после вырубного механизма, вырубной механизм выполнен из инструментального блока и расположенного под ним прокатного ролика, инструментальный блок выполнен в виде балки, на боковых сторонах которой закреплены исполнительные элементы для резки, включающие режущие и/или биговальные ножи, балка выполнена с возможностью поворота ее вокруг продольной оси с фиксацией положения на заданной боковой стороне балки и напротив прокатного ролика, который выполнен с возможностью перемещения вдоль балки по прямолинейным направляющим с оказанием давления на заданные исполнительные элементы балки, резательно-рилевочный механизм состоит по крайней мере из одной пары валов с установленными на них режущими дисковыми ножами и/или биговальными роликами, станок дополнительно снабжен устройством управления.
Предпочтительно инструментальный блок и прокатный ролик связаны с индивидуальными двигателями.
Предпочтительно механизм подачи заготовок имеет пару валов до вырубного механизма и пару валов после вырубного механизма.
Предпочтительно балка вырубного механизма имеет в поперечном сечении квадрат или равносторонний шестиугольник, или равносторонний многоугольник.
Предпочтительно исполнительные элементы имеют эластичные съемники для снятия заготовки с режущих ножей после прорезания для ее дальнейшего перемещения.
Предпочтительно для получения клеильного клапана на заготовке, вдоль одной из сторон балки посередине установлен нож с двумя поперечными элементами.
Предпочтительно для отрезания заготовки по длине вдоль стороны балки посередине ее установлен нож.
Предпочтительно для получения пазообразных вырезов вдоль стороны балки установлены два ножа параллельно друг другу с замыканием их соединительным элементом.
Предпочтительно направляющие прокатного ролика развернуты под углом к продольной оси балки до 15 градусов.
Предпочтительно устройство управления выполнено с возможностью перемещения исполнительных элементов.
Предпочтительно устройство управления имеет схему интерфейса для обеспечения связи с персональным компьютером и обратной связью о положении всех механизмов, а также устройство ввода информации для указания параметров перемещения.
На Фиг.1 схематически показан общий вид станка.
На Фиг.2 показан поперечный разрез станка.
На Фиг.3 показан вид сверху вырубного механизма.
Станок содержит установленные на станине механизм подачи заготовок, вырубной механизм прокатного типа, резательно-рилевочный механизм и устройство управления.
Механизм подачи выполнен в виде двух пар валов 1, расположенных до и после вырубного механизма. Вращение валов 1 происходит одновременно под управлением задающего устройства.
В процессе резания заготовка 2 находится в зацеплении с одной из пар валов 1, либо одновременно с обоими. Таким образом, происходит точная фиксация местоположения заготовки 2 в момент резания.
Вырубной механизм состоит из многооперационного инструментального блока - балки 3 и расположенного под ней прокатного ролика 4, перемещающегося по прямолинейным направляющим 5 вдоль оси O-O балки 3 или под углом разворота α к ней прямолинейных направляющих до 15 градусов (к продольной оси O-O балки 3). Угол разворота α (Фиг.3) зависит от соотношения ширины прокатного ролика 4, максимально возможной ширины устанавливаемой штанцформы, а также длины балки 3 инструментального блока, таким образом, чтобы при движении вырубного прокатного ролика 4, по всей длине балки 3 инструментального блока в процессе резания участвовала вся поверхность бандажа прокатного ролика 4, что способствует ее более равномерному износу.
На боковых сторонах балки 3 многооперационного инструментального блока закреплены исполнительные элементы 6 с эластичными съемниками 7, необходимыми для снятия заготовки с ножей после прорезания. Балка 3 имеет возможность поворота вокруг своей продольной оси O-O с фиксацией в положениях, соответствующих количеству ее сторон так, чтобы исполнительные элементы 6 - режущие и/или биговальные ножи располагались напротив прокатного ролика 4. Поворот и фиксация балки 3 на требуемую сторону осуществляется поворотным приводом 8 (индивидуальным двигателем), связанным с балкой 3, по команде устройства управления.
Исполнительные элементы 6 установлены на балке 3 в соответствии с планом готового изделия. Если форма режущих ножей достаточно сложная, исполнительные элементы 6 могут быть предварительно собраны в штанцформу и установлены на балку 3 инструментального блока перед непосредственным применением во время подготовки к изготовлению конкретной упаковки.
На Фиг.1, 2 показана балка 3, имеющая в поперечном сечении квадрат. В других вариантах выполнения станка балка может быть многосторонней, например, в виде шестиугольника с равными сторонами в поперечном сечении.
На каждой стороне балки 3 установлены исполнительные элементы 6 определенной формы, состоящие из режущих и/или биговальных ножей. Форма режущего контура ножей может быть произвольной. Для получения пазообразных вырезов устанавливаются два параллельных ножа вдоль балки с замыкающим соединительным элементом (Фиг.3). Для получения клеильного клапана устанавливается нож вдоль балки посередине с двумя поперечными элементами. Для отрезания заготовки по длине устанавливается нож вдоль балки посередине. Для получения отверстий и продольных прорезей устанавливаются ножи в соответствии с контуром.
Таким образом, предлагаемый станок позволяет выполнять любые заданные прорези.
Резательно-рилевочный механизм состоит из пары валов 9 с установленными на них режущими дисковыми ножами 10, обеспечивающими резание заготовки по краям, и биговальными роликами 11, осуществляющие продольные канавки для сгибания готовой упаковки. Дисковые ножи 10 и биговальные ролики 11 устанавливаются в нужных местах на валах 9 также в соответствии с планом готового изделия и фиксируются.
Станок оснащен устройством управления.
Устройство управления имеет схему интерфейса для обеспечения связи с персональным компьютером и обратной связью о положении всех механизмов 12, а также устройство ввода информации для указания параметров перемещения 13.
Приводной двигатель (на чертежах не показан) прокатного ролика 4 перемещается по команде устройства управления на расстояние, достаточное для вырубки заготовки, ширина которой может быть много меньше, чем максимально возможная длина инструментальной балки.
Устройство управления осуществляет перемещение всех исполнительных элементов станка в определенной последовательности в зависимости от вида конечного продукта:
1. перемещение с помощью пары валов 1 механизма подачи листа 2 заготовки на позицию вырубного механизма;
2. выбор типа исполнительных элементов 6 на балке 3 многооперационного инструментального блока, ее поворот и фиксацию;
3. перемещение прокатного ролика 4 вдоль балки 3 многооперационного инструментального блока.
В качестве элементов устройства управления используются известные из уровня техники устройства, применяемые для аналогичных целей.
Возможно использование электронного блока управления, включающего схему формирования напряжения для управления приводами узлов (индивидуальными двигателями), схему интерфейса для обеспечения связи с персональным компьютером.
Станок работает следующим образом.
В устройство управления с помощью устройства ввода информации 13 вводят информацию с указанием параметров перемещения исполнительных элементов станка.
С помощью пары валов 1 заготовка подается на вырубной механизм прокатного типа. Когда заготовка 2 оказывается в нужном для резания месте, прокатной ролик 4, перемещаясь вдоль балки 3 по прямолинейным направляющим 5, оказывает давление на заданные режущие исполнительные элементы 6, в результате которого происходит резание заготовки 2. Если под прокатным роликом 4 оказывается исполнительный элемент 6 - биговальный нож, происходит локальное продавливание гофрированного слоя заготовки 2 с образованием канавки.
На одной стороне балки 3 могут присутствовать как режущие, так и биговальные ножи одновременно.
Следующая операция в изготовлении коробки - продольная резка и формообразование продольных биговальных канавок осуществляется резательно-рилевочным механизмом с помощью дисковых ножей 10 и биговальных роликов 11.
Техническим результатом предлагаемого решения является разработка простого и надежного в работе станка для изготовления любых заданных прорезей как поперек, так и вдоль заготовки, с возможностью изготовления различных отверстий и пазов заданной формы, сокращение времени на его техническое обслуживание, уменьшение затрат на его изготовление.