МНОГОУРОВНЕВЫЙ ПОДАТЧИК МОЗАИКИ

Для понимания описания осуществления предлагаемой полезной модели далее будет использоваться следующая терминология:
- Чип мозаики: прямоугольник, кубик, плитка, ромб, овал, круг, шар и любая другая форма наименьшей физической детали, имеющая разную окраску и фактуру, из которой выкладывают мозаичное панно или картину. Чип мозаики может быть сделан из смальты, металла, керамики, пластика, дерева и другого материала.
- Трубка, подающая чипы мозаики: накопитель, повторяющий внешние контуры мозаичного чипа, полый внутри, имеет продолговатую форму, служит для хранения и упорядоченной подачи мозичных чипов. Трубка, подающая чипы мозаики, может быть выполнена из пластика, металла и другого материала.
Многоуровневый податчик мозаики служит для подачи чипов мозаики к оборудованию, которое осуществляет захват чипов мозаики со специального места на податчике и укладывает чипы мозаики по определенному алгоритму. Податчик обеспечивает подачу чипов мозаики определенного размера, цвета и формы для захвата чипов мозаики с помощью вакуумной присоски или механическим захватом.
Как правило, тиражируемое мозаичное панно выкладывают с помощью шаблонов из заранее собранных частей, из чипов мозаики определенного цвета и размера. В случае, если мозаичное панно выполняется по индивидуальному проекту и имеет единичное исполнение, рисунок мозаики сначала прорисовывают, а затем на сделанный чертеж вручную выкладывают чипы мозаики. Таким образом, выкладка мозаики по индивидуальному заказу всегда сопровождается большим объемом ручной работы.
Известны станки и роботы, позволяющие осуществлять поверхностный монтаж радиоэлектронных деталей на поверхность печатных плат. Радиоэлектронные детали для монтажа подают специальные податчики, с которых осуществляется захват детали, при этом такие податчики подают детали на одном уровне. Функции податчиков ограничиваются подачей радиоэлектронных деталей. Использование станков, роботов, роботизированных рук для выкладки мозаики, а также использование специализированных податчиков для подачи чипов мозаики на территории России и Европы не описано.
Полезная модель относится к области техники: роботы, роботизированные руки, станки с числовым программным управлением.
Из уровня техники на данный момент известен податчик мозаики, используемый фирмой Artaic (работа податчика продемонстрирована на сайте компании www.artaic.com). Общими признаками известного податчика мозаики и заявляемого способа является следующая совокупность признаков <<Чипы мозаики подаются к месту захвата внутри продолговатых трубок. Податчик непосредственно соединен с трубками. Робот-манипулятор присоской осуществляет захват мозаичного чипа со специального места на податчике и переносит мозаичный чип к месту установки. На податчике место, где станок производит захват мозаичного чипа, располагается под углом 90 градусов относительно оси присоски или механического захвата. Чипы мозаики перемещаются внутри трубки к месту захвата под весом собственной тяжести, для этого трубки располагаются под углом к месту захвата на податчике. Угол наклона, относительно места захвата, достаточный для самостоятельного перемещения мозаичного чипа под весом собственной тяжести>>.
Недостатком известного податчика является его низкая производительность, так как все мозаичные чипы подаются на одном уровне, то при использовании большого количества цветов и оттенков для выкладки мозаичного панно робот, захватывая мозаичные чипы в крайних углах податчика, затрачивает большое количество времени на пробег. Например, при использовании разных цветов и оттенков в количестве 30 шт. для выкладки мозаичного панно чипом мозаики размером 20 мм × 20 мм, используя известный податчик, потребуется общая ширина податчика более 600 мм, в результате, чтобы осуществить захват крайнего чипа мозаики и установить его, роботу необходимо преодолеть расстояние более 1200 мм, что создает значительную нагрузку на работающее оборудование и затрачивается дополнительное время, а при выкладке мозаичного панно с количеством мозаичных чипов больше ста тысяч, данные нагрузки могут быть значительными. Также к недостаткам известного способа относится требование к размеру робота или роботизированной руки в силу большой размерности податчика, а также невозможность экономически эффективно использовать другой вид оборудования для укладки мозаичных чипов, в виде станка, по причине больших размеров податчика. Известно, что роботы и роботизированные руки в сравнении со станками, дороже при приобретении, в расходах на эксплуатацию и при техническом обслуживании.
По большинству общих признаков и решаемых задач этот известный способ выбран в качестве наиболее близкого аналога заявляемой полезной модели.
Поскольку рисунок мозаичного панно, как правило, содержит большое количество чипов мозаики, отличающихся разными цветами, размерами и массой, и общее количество этих компонентов в одном мозаичном панно может доходить до нескольких сотен тысяч штук, процесс выкладки рисунка мозаичного панно является одним из наиболее трудоемких технологических процессов в изготовлении мозаичных панно. Поэтому сокращение общего времени выкладки чипов мозаики занимает одно из важнейших мест при изготовлении мозаичного панно в условиях мелкосерийного производства, когда мозаичное панно изготавливаются в единичном экземпляре или малыми партиями.
От конструкции податчика, используемого для установки чипов мозаики, зависит скорость проведения операции установки чипов мозаики, технические требования к размерам роботизированной руки, роботу или к станку, который может использоваться для данных операций, производительность труда оператора и себестоимость операции установки чипов мозаики. Поэтому одной из актуальных задач при изготовлении мозаичного панно в условиях единичного и мелкосерийного производства является сокращение общего времени технологического процесса установки чипов мозаики при обеспечении минимальной стоимости этого технологического процесса, а поскольку процесс установки чипов мозаики производится оператором с помощью станка, робота или роботизированной руки, то при этом также очень важно уменьшить расстояния движений, совершаемых станком, роботом или роботизированной рукой для захвата и установки чипов мозаики, свести к минимуму затраты на изготовление такого оборудования путем снижения технических требований к роботизированной руке, роботу или к станку.
Исходя из вышеизложенного, задачей данной полезной модели является создание способа подачи чипов мозаики, позволяющего сократить общее время проведения технологического процесса укладки чипов мозаики и выкладки мозаичного панно, снизить технические требования к станку, роботу или роботизированной руке, повысить производительность труда оператора при выкладке рисунка мозаичного панно и снизить себестоимость проведения технологического процесса укладки чипов мозаики при производстве мозаичного панно.
Поставленная задача достигается с помощью более высокой концентрации чипов мозаики, подлежащих установке, которая отличается тем, что в непосредственной близости к месту захвата чипа мозаики податчик подает чипы мозаики в несколько уровней. Так, например, при использовании цветов и оттенков в количестве 30 шт. для выкладки мозаичного панно чипом мозаики размером 20 мм × 20 мм, используя известный податчик компании Artaic, располгающий мозаичные чипы на податчике в один ряд, потребуется общая ширина податчика не менее 600 мм (20 мм × 30 шт.), т.е. для захвата кранйего чипа мозаики и укладки его на место станку, роботу или роботизированной руке необходимо будет пройти расстояние не менее 1200 мм (600 мм × 2). Используя предлагаемую полезную модель, располагающую чипы мозаики в три уровня, размеры податчика, с учетом разделительных перегородок по бокам и допусков на свободный ход чипа мозаики, составят: ширина 210 мм (21 мм × 10 шт.), глубина 63 мм (21 мм × 3 шт.), т.е. для захвата крайнего чипа мозаики и укладки его на место, станку, роботу или роботизированной руке, необходимо будет пройти расстояние 546 мм ((210 мм + 63 мм) × 2), что более чем в два раза меньше чем у известного аналога. Таким образом, осуществляя подачу чипов мозаики в несколько уровней, заявленная полезная модель повышает производительность оборудования и производительность труда оператора в несколько раз.
Использование вышеупомянутой совокупности существенных признаков предложенной полезной модели позволяет повысить производительность труда оператора, применять для укладки мозаичных чипов меньшие по размеру роботы или роботизированные руки. Снижение технических требований к размеру оборудования, которое может использоваться для укладки мозаичных чипов, позволяет экономически обоснованно осуществлять выкладку мозаичных чипов другим видом оборудования - в виде станка, работающего с множеством вакуумных присосок или механических захватов, что значительно ускоряет операции по установке чипов мозаики, снижает себестоимость изготовления мозаичного панно.
Использование предложенной полезной модели в отличие от другого, ранее описанного аналога, позволяет увеличить производительность оборудования и труда оператора за счет сокращения расстояния между местом для захвата чипа мозаики на податчике и местом для его установки, за счет снижения требований к размеру податчика позволяет осуществлять выкладку мозаичных чипов другим видом оборудования - в виде станка, работающего с множеством вакуумных присосок или механических захватов, это уменьшает себестоимость операций установки чипов мозаики, за счет снижения требований к размеру податчика позволяет быстро увеличивать количество типоразмеров чипов мозаики, из которых можно выложить мозаичное панно, без переоборудования станка, робота или роботизированной руки.
Так как заявленная полезная модель характеризуется ранее не известной из уровня техники совокупностью признаков, можно сделать вывод, что она является новой.
Поскольку из существующего уровня техники не выявлены решения, совпадающие с отличительными признаками заявляемой полезной моделью, а также не выявлена известность влияния отличительных признаков на суммарный технический результат, который достигается при осуществлении заявленной полезной моделью, а именно «сокращение расстояния между местом захвата на податчике и местом установки чипа мозаики, сокращение общего времени проведения технологического процесса сборки мозаичного панно при одновременном упрощении технических требований к роботу, роботизированной руке или станку, снижение себестоимости технологического процесса установки чипов мозаики, увеличение производительности труда оператора» можно сделать вывод, что оно имеет уровень полезной модели.
Многоуровневый податчик мозаики выполнен в виде ячеек, которые повторяют контуры чипа мозаики и размерами точно соответствуют размерам чипов мозаики. Податчик имеет трубки, подающие чипы мозаики. Каждая ячейка податчика на входе имеет пазы и места крепления для установки трубок, подающих чипы мозаики. Чипы мозаики перемещаются внутри подающих трубок. Податчик непосредственно соединен с трубками. Трубки повторяют контур чипа мозаики, внутренние размеры трубки по размеру точно соответствуют размеру мозаичного чипа. Для свободного хода чипа мозаики внутри ячеек податчика и подающих трубок ячейки податчика и подающие трубки имеют небольшой допуск по размерам относительно размеров чипа мозаики. Каждая ячейка податчика пронумерована или имеет свое обозначение, предназначается для подачи чипа мозаики определенного цвета и формы. Каждая ячейка податчика заканчивается местом для захвата чипа мозаики, которое имеет передний борт, ограничивающий движение чипов мозаики вперед, перегородки по бокам, основание снизу и имеет открытое пространство сверху, которое по размерам соответствует размеру чипа мозаики. Чипы мозаики перемещаются к месту захвата под весом собственной тяжести, для этого подающие трубки располагаются под углом к месту захвата. Угол наклона трубок, подающих чипы мозаики, относительно места захвата должен быть достаточный для самостоятельного перемещения мозаичного чипа под весом собственной тяжести. Подача чипов мозаики осуществляется одновременно на нескольких уровнях, что позволяет экономить пространство для работы, время на укладку мозаичного панно, увеличивать количество типоразмеров чипов мозаики, которых можно укладывать одновременно. Уровни податчика являются взаимозаменяемыми, съемными и надстраиваемыми, таким образом, что количество уровней можно как уменьшать, так и увеличивать путем надстройки одного уровня над другим. Данное свойство дает возможность, в зависимости от желаемого цвета и фактуры мозаичного панно, быстро увеличивать количество типоразмеров чипов мозаики, из которых можно выложить мозаичное панно, без конструктивных изменений оборудования, которое производит выкладку чипов мозаики. Взаимозаменяемость уровней податчика дает возможность осуществлять одновременную подачу чипов мозаики разной формы и размера, например, на первом уровне податчик подает круглые чипы мозаики диаметром 10 мм, на втором уровне податчик подает выпуклые овальные чипы мозаики размером 15 мм, на третьем уровне податчик подает прямоугольные плоские чипы мозаики размером 20 мм × 20 мм. При этом податчик может быть сделан таким образом, что на одном уровне может осуществлять подачу чипов мозаики разных типоразмеров, например, на первом уровне податчик имеет одиннадцать ячеек, в ячейках с номера один по номер пять податчик подает круглые чипы мозаики диаметром 10 мм, в ячейках с номера шесть по номер десять податчик подает выпуклые овальные чипы мозаики размером 15 мм, в ячейке номер одиннадцать податчик подает прямоугольные плоские чипы мозаики размером 20 мм × 20 мм, при этом количество уровней может быть не ограниченным.
Заявленная полезная модель более подробно описана ниже со ссылкой на чертежи, где: на фиг. 1 изображен многоуровневый податчик мозаики, вид сбоку; на фиг. 2 изображен многоуровневый податчик мозаики, вид сверху. Многоуровневый податчик мозаики (см. фиг. 1, фиг. 2) содержит трубки, подающие чипы мозаики 1, пазы податчика 3 обеспечивающие угол наклона 4 трубки, достаточный для самостоятельного движения чипов мозаики к месту захвата под тяжестью собственного веса, нумерованные или обозначенные ячейки 5, проводящие чипы мозаики к месту захвата, место для захвата 6 мозаичного чипа на податчике, съемные надстраиваемые взаимозаменяемые уровни податчика 7.
Работа многоуровневого податчика мозаики осуществляется следующим образом. Оператор в зависимости от необходимого количества и размерности мозаичных чипов производит установку необходимого количества уровней податчика 7, трубки 1 наполненные мозаичными чипами 2, вставляют в пазы податчика 3 под углом 4, достаточным для самостоятельного движения чипов мозаики к месту захвата под тяжестью собственного веса, чипы мозаики под тяжестью собственного веса продвигаются по ячейкам 5 к месту для захвата чипа мозаики 6. Станок, роботизированная рука или робот, выкладывающий мозаику, с помощью вакуумной присоски или механического захвата берет чип мозаики с места для захвата 6 на податчике, переносит чип мозики в место укладки и устанавливает его, при этом захват мозаичного чипа может осуществляться одновременно с нескольких уровней податчика 7. За время, когда станок перенесет чип мозаики на место укладки, чипы мозаики 2 находящиеся в трубке 1, под весом собственной тяжести сползут вниз по наклонной к месту захвата 6. По мере опустошения трубки податчика 1 оператор наполняет ее новыми чипами мозаики 2, не вынимая трубку из пазов податчика 3, в случае необходимости оператор может заменить пустую трубку на трубку, заполненную чипами мозаики 2, установив ее в пазы податчика 3. Таким образом, в месте захвата 6 всегда будет находиться чип мозаики 2, готовый для установки. Подача чипов мозаики осуществляется одновременно на нескольких уровнях 7.
Податчик может прикрепляться к станку, роботу или роботизированной руке, а может стоять отдельно, не будучи прикрепленным.