гравировальный станок

Формула изобретения

1. Гравировальный станок, включающий корпус, основание, вертикальные стойки и поперечные стенки, горизонтальный и вертикальный рабочий столы, магазин для заготовок, устройство подачи заготовок, магазин для упаковки, магнитную ударную головку, механизмы подачи рабочих столов, устройство удержания заготовки в процессе цикла гравировки, устройство выдачи готового изделия и упаковки по завершению рабочего цикла, датчики позиционирования и контроля и электронный блок управления, при этом горизонтальный рабочий стол опирается на поперечные стенки, а вертикальный рабочий стол опирается на вертикальные стойки.

2. Гравировальный станок по п.1, отличающийся тем, что устройство для подачи заготовок выполняется в виде толкателя, толкающая часть которого имеет П-образную форму.

3. Гравировальный станок по п.1, отличающийся тем, что механизмы подачи рабочих столов выполнены с возможностью обеспечения дискретного перемещения рабочих столов с заданной точностью, которая определяется величиной шага подачи.

4. Гравировальный станок по п.1, отличающийся тем, что магнитная ударная головка содержит соленоид, сердечник с гравировальной иглой и возвратную пружину.

5. Гравировальный станок по п.1, отличающийся тем, что датчики позиционирования представляют собой оптические, индукционные или емкостные датчики.

6. Гравировальный станок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен несколькими магазинами для упаковки, число и вид которых определяются видом упаковки, с возможностью размещения магазинов как на одной стороне станка, так и на обеих сторонах станка.

7. Гравировальный станок по п.1, отличающийся тем, что устройство выдачи готового изделия представляет собой стационарный толкатель, обеспечивающий выталкивание готового изделия с рабочего стола при подаче последнего под стационарный толкатель.

8. Гравировальный станок по п.1, отличающийся тем, что устройство выдачи упаковки представляет собой толкатель, размещенный на рабочем столе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гравировальной обработки плоской или немного выпуклой поверхности относительно небольших изделий преимущественно при выполнении художественных или декоративных работ.

Известен гравировальный станок для небольших плоских изделий (патент США № 3570129, 1971 г.), содержащий передвижные вертикальный и горизонтальный рабочие столы, на первом из которых крепится гравировальная головка с алмазным наконечником, а на втором - заготовка для выполнения гравировки. Недостатком устройства является возможность его работы только в ручном режиме и выполнение гравировки только по копируемому шаблону, превышающему по размеру заготовку.

Известен также гравировальный станок для изделий с неплоской поверхностью (патент США № 3830136, 1974 г.). И в этом случае гравировка выполняется вручную с переносом изображения с плоского шаблона с помощью конструктивно сложной системы пантографов.

Известна гравировальная установка (патент РФ № 2309648, 2007 г.), содержащая двухкоординатное сканирующее устройство, средства для крепления и перемещения обрабатываемого объекта, лазерное средство для обработки поверхности и устройство управления, в виде персонального компьютера, содержащего подключенные к микроконтроллеру монитор и клавиатуру. Установка предназначена для обработки поверхности крупногабаритных объектов, преимущественно каменных плит, и отличается сложным конструктивным исполнением и сложным электронным оборудованием.

Предлагаемое изобретение представляет собой гравировальный станок для выполнения гравировальных работ на небольших изделиях, например, медальонах.

Гравировальный станок согласно изобретению включает корпус, основание, вертикальные стойки и поперечные стенки, горизонтальный и вертикальный рабочий столы, магазин для заготовок, устройство подачи заготовок, магазин для упаковки, магнитную ударную головку, механизмы подачи рабочих столов, устройство удержания заготовки в процессе цикла гравировки, устройство выдачи готового изделия и упаковки по завершению рабочего цикла, датчики позиционирования и контроля и электронный блок управления. Горизонтальный рабочий стол опирается на поперечные стенки, а вертикальный рабочий стол опирается на вертикальные стойки.

Корпус выполнен в виде кожуха, защищающего исполнительные механизмы от воздействий внешней среды. Имеет отверстия для вывода сигнальных и управляющих проводов, индикаторов, установки магазинов. Основание представляет собой несущую конструкцию, на которой монтируются прочие элементы станка. В частности может быть выполнено из двух алюминиевых угольников. Вертикальные стойки прикрепляются к основанию и вместе с основанием и поперечными стенками образуют силовой каркас станка.

Устройство для подачи заготовок выполняется в виде стационарного толкателя, толкающая часть которого сделана в виде комплементарной используемой заготовки, например, для формованных прямоугольных пластин - П-образный толкатель.

Устройство удержания заготовки предназначено для исключения вибраций и смещения заготовки в процессе рабочего цикла. Для металлических заготовок может представлять собой электромагнит.

Рабочий стол представляет собой пластину с крепежными отверстиями. Всего в гравере два рабочих стола, обеспечивающие перемещение заготовки (например, медальона) по оси Х и перемещение инструмента (магнитной ударной головки) по оси Y. Кроме того, стол оси Х позволяет выталкивать упаковку для выгравированных изделий из магазинов упаковки, а стол оси Y обеспечивает автоматическую подачу заготовок медальонов, выталкивая их толкателем из магазинов для заготовок.

Механизмы подачи рабочих столов обеспечивают поступательное движение рабочих столов. В предпочтительном варианте такие механизмы выполнены на основе передач винт-гайка и цилиндрических направляющих. Также могут использоваться шарико-винтовые передачи, зубчатые передачи, линейные электроприводы и направляющие иного типа (например, рельсовые направляющие).

Магнитная ударная головка представляет собой соленоид с сердечником, гравировальной иглой и возвратной пружиной. Движение иглы обеспечивается подачей напряжения на катушку соленоида, возврат - возвратной пружиной. Сила удара регулируется величиной тока либо временем подачи тока в обмотке соленоида.

Устройство выдачи готового изделия и упаковки по завершению рабочего цикла предназначено для выдачи выгравированного изделия и упаковки для него по завершению рабочего цикла. Оно может быть реализовано в виде толкателей, приводимых в движения рабочими столами, или в виде отдельных механизмов.

Магазинов для упаковки может быть несколько с возможностью размещения магазинов как на одной стороне станка, так и на обеих сторонах гравировального станка.

Датчики позиционирования и контроля предназначены для определения положения рабочих органов станка, наполненности магазинов заготовок и упаковочного материала, контроля правильной установки этих магазинов. Преимущественно они представляют собой оптические пары. Также могут использоваться индукционные или емкостные датчики.

Электронный блок управления представляет собой специализированный контроллер, обеспечивающий сопряжение компьютера с исполнительными механизмами и датчиками станка. Компьютер может устанавливаться под кожухом гравировального станка или выполняться в виде отдельного блока, подключаемого к контроллеру соединительными кабелями.

Сущность изобретения поясняется чертежами

На Фиг.1 схематически изображен гравировальный станок, вид спереди без передней стенки корпуса.

На Фиг.2 - гравировальный станок, вид сверху.

На остальных чертежах показаны отдельные узлы и детали гравировального станка: магазин для упаковок (Фиг.3); магазин для заготовок (Фиг.4); горизонтальный рабочий стол (Фиг.5) и магнитная ударная головка (Фиг.6).

На чертежах узлы и детали гравировального станка обозначены следующими порядковыми номерами позиций:

1 - корпус;

2 - основание;

3 - вертикальная стойка;

4 - поперечная стенка;

5 - горизонтальный рабочий стол;

6 - вертикальный рабочий стол;

7 - магазин для заготовок;

8 - устройство подачи заготовок;

9 - магазин для упаковок;

10 - магнитная ударная головка;

11 - механизм подачи горизонтального рабочего стола;

12 - механизм подачи вертикального рабочего стола;

13 - устройство удержания заготовки;

14 - устройство выдачи готового изделия;

15 - датчик позиционирования и контроля;

16 - электронный блок управления;

17 - устройство выдачи упаковки;

18 - катушка соленоида;

19 - гравировальная игла;

20 - сердечник;

21 - возвратная пружина.

Гравировальный станок работает следующим образом. В магазин 7 для заготовок загружаются заготовки, которыми могут быть, в частности, медальоны или формованные пластины как с плоскими, так и с немного изогнутыми поверхностями. В магазин или магазины 9 для упаковок загружают упаковки (например, коробочки). Из магазина 7 одна заготовка перемещается на горизонтальный рабочий стол 5 посредством устройства 8 подачи заготовок, прикрепленного к вертикальному рабочему столу 6, и фиксируется неподвижно относительно рабочего стола 5 посредством устройства 13 удержания заготовки. Вместе с рабочим столом 5 заготовка перемещается в рабочую зону магнитной ударной головки 10. Точное взаимное расположение заготовки и магнитной ударной головки 10 в каждый момент времени устанавливается и меняется под контролем датчиков 15 позиционирования и контроля. Дискретное перемещение рабочих столов 5 и 6 обеспечивают механизмы 11 и 12 подачи рабочих столов. Заданная точность перемещения определяется величиной шага подачи.

Электронный блок 16 управления содержит электронную копию изображения для гравировки. По управляющим сигналам с электронного блока 16 управления происходит гравирование (нанесение изображения на заготовку). При этом магнитная ударная головка 10 представляет собой соленоид с катушкой 18, сердечником 20, гравировальной иглой 19 и возвратной пружиной 21. Подача иглы и возврат ее в исходное положение осуществляются посредством подачи импульсов электрического тока на катушку 18, вызывающих смещение иглы, после чего возврат иглы в исходное положение осуществляется возвратной пружиной 21. После завершения цикла гравировки осуществляется выдача готового изделия посредством подачи рабочего стола 5 под устройство 14 выдачи готового изделия. Далее обеспечивается выдача упаковки из магазинов упаковки посредством подачи рабочего стола 5 в направлении магазина упаковки, определяемого логикой работы электронного блока управления 16, и дальнейшая выдача упаковки изделия посредством устройства выдачи упаковки 17.

Гравировальный станок может использоваться как для индивидуальных работ мастеров, так и для общего доступа любых пользователей, например, в дополнение к кабинкам автоматической фотографии.