Малогабаритний портативний багатофункціональний верстат

Реферат: Малогабаритний портативний багатофункціональний верстат містить: станину, на якій розташовано рухомий робочий стіл з можливістю осьових переміщень по направляючих осях X та Y, при цьому на одній із сторін робочого столу розташовано бабку крокового обертання з електродвигуном для надання заготовці повороту навколо своєї осі, вертикальну стійку, яка примикає до станини і містить рухомий робочий модуль переміщення по направляючій осі Ζ згаданої стійки та містить тримач робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки згаданої заготовки, при цьому згаданий тримач встановлено з можливістю повороту навколо своєї осі, блок керування з'єднано з датчиком нульового положення координат верстата, при цьому згаданий блок керування забезпечує керування переміщенням згаданого робочого столу по направляючих осях X та Υ і робочого модуля по направляючій осі Ζ, а також керування роботою електродвигуна згаданої бабки крокового обертання і згаданого робочого органу фрезерногравірувальної обробки заготовки. Верстат додатково містить упорну бабку, яку розташовано на робочому столі опозитно бабці крокового обертання, засоби фіксації упорної бабки на робочому столі. UA 118346 U (12) UA 118346 U UA 118346 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування, зокрема до малогабаритних портативних багатофункціональних верстатів з блоком керування для забезпечення числового програмного керування (ЧПК) роботою верстата. Корисна модель може бути ефективно використана в ювелірній промисловості, в тому числі в домашніх майстернях для здійснення обробки заготовок для виготовлення прес-форм, обробки різного роду матеріалів, таких як дерево, пластик, метал, каміння тощо. В ювелірній промисловості, при виготовленні ювелірних прикрас (кільця, прикраси, статуетки, предмети декору) або прес-форм для лиття виробів переважно здійснюється обробка заготовок невеликих розмірів. В ювелірних майстернях використовуються малогабаритні портативні багатофункціональні верстати, які здійснюють фрезерногравірувальні роботи, щоб найбільш ефективно використовувати робоче приміщення майстерні, в якій зазвичай працюють кілька майстрів (операторів верстатів), оптимізувати роботу оператора, за рахунок скорочення кількості верстатів, що здійснюють різні окремі види обробки, а також дозволяє збільшити продуктивність одержання виробу за рахунок усунення непотрібної передачі деталей з одного верстата на інший, а також дозволяє зменшити витрати на придбання додаткових верстатів та утримання великого парку верстатів. Відомі малогабаритні багатофункціональні верстати містять блок керування, який забезпечує роботу верстата. Оператор верстата за допомогою комп'ютерної програми блока керування задає потрібні параметри обробки заготовки, закріплює заготовку на верстаті і після запускає програму обробки заготовки, в результаті чого блок керування на підставі введених даних для обробки заготовки здійснює обробку закріпленої заготовки на верстаті. Відомий малогабаритний портативний багатофункціональний верстат, який здійснює фрезерно-гравірувальні роботи (див. патент № RU 152324, опубл. 20.05.2016 р.), що містить: станину, на якій розташований рухомий робочий стіл з можливістю осьового переміщення по направляючій осі Y, вертикальну стійку, яка примикає до станини і містить рухомий робочий модуль переміщення по направляючій осі Ζ згаданої стійки та містить тримач робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки заготовки, блок керування, при цьому згаданий блок керування забезпечує керування переміщенням згаданого робочого столу по направляючій осі Υ і робочого модуля по направляючій осі Ζ, і робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки заготовки. Конструктивною особливістю відомого верстата є те, що рухомий робочий модуль встановлений по направляючій осі X, яка в свою чергу розташована над направляючою віссю Υ. Таким чином, верстат може обробляти тільки двомірну поверхню заготовки, що обмежує його функціональні можливості при необхідності виготовлення складних об'ємних виробів. Обмежені функціональні можливості верстата призводять до необхідності застосування додаткового обладнання, що збільшує витрати часу для обробки заготовки та внаслідок отримання кінцевого виробу. Також застосування додаткового обладнання вимагає додаткових площ для його установки. Також недоліком відомого верстата є те, що його конструкція вимагає великих габаритів станини, що призводить до неефективного використання робочої площі. Відомий малогабаритний портативний багатофункціональний верстат, (див. патент № RU 2264903, опубл. 27.11.2016 р.), що містить станину, на якій розташований рухомий робочий стіл з можливістю осьових переміщень по направляючих осях X та Υ, вертикальну стійку, яка примикає до станини і містить рухомий робочий модуль переміщення по направляючій осі Ζ згаданої стійки та містить, тримач робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки згаданої заготовки, при цьому згаданий тримач встановлений з можливістю повороту. Конструктивною особливістю відомого верстата є те, що переміщення робочого столу по направляючих осях X і Υ і переміщення робочого модуля по направляючій осі Ζ відбувається за допомогою ручного керування, що вимагає великих витрат часу для обробки заготовки, що призводить до тривалого процесу виготовлення кінцевого виробу, а також ускладнює процес роботи оператора, що є недоліком відомого верстата. Також недоліком відомого верстата є складність конструкції рухомого робочого модуля, що ускладнює встановлення робочого інструменту в необхідне положення. Також недоліком відомого верстата є обмежені можливості використання верстата для складних робіт, таких як, наприклад, гравірування, оскільки не забезпечується можливість створення різноманітності рельєфу малюнка. Відомий малогабаритний портативний багатофункціональний верстат, вибраний як найближчий аналог, (розроблений компанією "NS CNC", див. за посиланням http://nscnc.com/custom-machines/), що містить станину, на якій розташований рухомий робочий стіл з можливістю осьових переміщень по направляючих осях X та Y, при цьому на одній із 1 UA 118346 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сторін робочого столу розташована бабка крокового обертання з електродвигуном для надання заготовці повороту навколо осі А, вертикальну стійку, яка примикає до станини і містить рухомий робочий модуль переміщення по направляючій осі Ζ згаданої стійки та містить тримач робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки згаданої заготовки, блок керування, з'єднаний з датчиком нульового положення робочого столу, при цьому згаданий блок керування забезпечує керування переміщенням згаданого робочого столу по направляючих осях X та Υ і робочого модуля по направляючій осі Ζ, а також керування роботою електродвигуна згаданої бабки крокового обертання і згаданого робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки заготовки. Недоліком відомого верстата є обмеження для обробки довгомірних заготовок, оскільки не забезпечується стійкість положення їх дистального кінця. Таким чином, виготовлення довгомірних виробів і прес-форм вимагає застосування додаткового обладнання та інструментів, що у свою чергу вимагає додаткових робочих площ і, таким чином, призведе до неефективного використання робочого приміщення. Обмежені функціональні можливості і використання додаткового обладнання також призводить до збільшення витрат часу для обробки заготовки та внаслідок отримання кінцевого виробу. Також недоліком відомого верстата є складність обробки всіх поверхонь заготовки, що вимагає постійно змінювати її положення щодо робочого органу. В основу корисної моделі поставлена задача розширення функціональних можливостей малогабаритного портативного багатофункціонального верстата. Також задачею запропонованої корисної моделі є оптимізація процесу обробки заготовки за допомогою малогабаритного портативного багатофункціонального верстата. Також задачею запропонованої корисної моделі є підвищення зручності користування малогабаритним портативним багатофункціональним верстатом. Також задачею запропонованої корисної моделі є усунення вищевказаних недоліків відомих малогабаритних портативних багатофункціональних верстатів. Також задачею запропонованої корисної моделі є розширення арсеналу конструкцій малогабаритних портативних багатофункціональних верстатів. Інші задачі та переваги корисної моделі будуть розкриті нижче по мірі викладення дійсного опису та фігур. Поставлена задача вирішується тим, що малогабаритний портативний багатофункціональний верстат, що містить станину, на якій розташовано рухомий робочий стіл з можливістю осьових переміщень по направляючих осях X та Y, при цьому на одній із сторін робочого столу розташовано бабку крокового обертання з електродвигуном для надання заготовці повороту навколо своєї осі, вертикальну стійку, яка примикає до станини і містить рухомий робочий модуль переміщення по направляючій осі Ζ згаданої стійки і містить тримач робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки згаданої заготовки, при цьому згаданий тримач встановлено з можливістю повороту навколо своєї осі, блок керування з'єднано з датчиком нульового положення координат верстату, при цьому згаданий блок керування забезпечує керування переміщенням згаданого робочого столу по направляючих осях X та Υ і робочого модуля по направляючій осі Ζ, а також керування роботою електродвигуна згаданої бабки крокового обертання і згаданого робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки заготовки, в якому, відповідно до корисної моделі, верстат додатково містить упорну бабку, яку розташовано на робочому столі опозитно бабці крокового обертання, засоби фіксації упорної бабки на робочому столі. Наявність упорної бабки, яку розташовано на робочому столі опозитно бабці крокового обертання дозволяє, підпираючи заготовку, додати стійкість положення її дистального кінця, що дозволяє виготовляти за допомогою верстата довгомірні вироби і прес-форми, що є перевагою корисної моделі, що заявляється. За допомогою засобів фіксації упорної бабки на робочому столі можна встановити і знімати упорну бабку з робочого столу. Також відповідно до корисної моделі, в бабці крокового обертання кріпиться тримач заготовки в процесі фрезерно-гравірувальної обробки заготовки. Що дозволяє змінювати кут нахилу або, перевертаючи її, обробляти всю необхідну поверхню заготовки з усіх її боків. Також, відповідно до корисної моделі, в упорній бабці кріпиться упор для фіксації заготовки в процесі фрезерно-гравірувальної обробки заготовки, що дозволяє збільшити стійкість заготовки при її кроковому обертанні навколо своєї осі при здійсненні її фрезерногравірувальної обробки. 2 UA 118346 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Також, відповідно до корисної моделі, засоби фіксації упорної бабки на робочому столі виконано у вигляді направляючих штанг, розташованих уздовж поверхні робочого столу, і затискного кріплення упорної бабки. Це дозволяє регулювати місце розташування упорної бабки в залежності від величини заготовки. При необхідності збільшення або зменшення відстані між бабками затискне кріплення розслабляється, і упорна бабка переміщується по направляючих штангах в потрібну позицію, після чого згадане кріплення знову затискається. Таким чином, на робочому столі можна швидко встановити заготовки різних розмірів. Також, відповідно до корисної моделі, тримач робочого органу встановлено з можливістю ручного керування повороту навколо своєї осі, при цьому тримач робочого органу забезпечено шкалою з градуюванням для задавання і контролю кута повороту, що дозволяє вручну повернути та встановити тримач під потрібним кутом при необхідності обробки робочим органом важкодоступних поверхонь заготовки або зробити в заготовці заглибини або отвори. Ручне керування повороту тримача дозволяє скоротити витрати на виготовлення верстата. Також, відповідно до корисної моделі, тримач робочого органу забезпечено приводом автоматичного керування поворотом через блок керування, що при обробці важкодоступних поверхонь заготовки дозволяє змінювати кут нахилу робочого інструменту. Також, відповідно до корисної моделі, верстат оснащено системою охолодження зони обробки заготовки, що дозволяє захистити наконечник робочого органу і заготовку від перегріву в процесі обробки, і тим самим захищає заготовку і наконечник робочого органу від деформацій, а також захищає наконечники від швидкого зносу. Також, відповідно до корисної моделі, на робочому столі встановлено ємність для збору стружки і охолоджуючої рідини, що дозволяє швидко видалити стружку з робочого столу, і запобігає потраплянню рідини за межі верстата. Таким чином, забезпечується чистота процесу обробки заготовки за допомогою верстата. При здійсненні запропонованої корисної моделі використовується вузька термінологія. Однак дана запропонована корисна модель не обмежується прийнятими термінами і слід мати на увазі, що кожен такий термін охоплює всі еквівалентні елементи, які працюють аналогічним чином і використовуються для вирішення тих же самих задач. Фіг. 1 - загальний вигляд малогабаритного портативного багатофункціонального верстата; Фіг. 2 - загальний вигляд малогабаритного портативного багатофункціонального верстата, оснащеного системою охолодження зони обробки заготовки, з встановленою на робочому столі ємністю для збору стружки і охолоджуючої рідини; Фіг. 3 - блок-схема керування роботою верстата. Малогабаритний портативний багатофункціональний верстат містить (див. фіг. 1) станину 1, на якій розташовано рухомий робочий стіл 2 з можливістю осьових переміщень по направляючих осях X та Y, при цьому на одній із сторін робочого столу розташована бабка крокового обертання 3 з електродвигуном для надання заготовці (заготовка на фігурах не зображена) повороту навколо своєї осі, при цьому в бабці крокового обертання 3 закріплений тримач 4 заготовки в процесі її фрезерно-гравірувальної обробки, при цьому як тримач заготовки в процесі її фрезерно-гравірувальної обробки можуть використовуватися затискні патрони, кріплення, затискні рамки та інші пристосування. Опозитно бабці крокового обертання 3 на робочому столі 2 розташована упорна бабка 5 з упором 6 для фіксації заготовки в процесі фрезерно-гравірувальної обробки заготовки. Верстат також містить вертикальну стійку 7, яка примикає до станини 1 і містить рухомий робочий модуль 8 переміщення по направляючій осі Ζ стійки 7, що містить тримач 9 робочого органу 10 фрезерно-гравірувальної обробки заготовки, при цьому тримач 9 встановлено з можливістю ручного керування повороту навколо своєї осі і забезпечено шкалою з градуюванням 11 для завдання і контролю куту повороту. Також верстат забезпечено блоком керування 13, який з'єднано з датчиком нульового положення 14 координат верстату, при цьому згаданий блок керування 13 забезпечує керування переміщення згаданого робочого столу 2 по направляючих осях X та Υ і робочого модуля 8 по направляючій осі Ζ, а також керування роботою електродвигуна бабки крокового обертання 3 і робочого органа 10 фрезерно-гравірувальної обробки заготовки. Також верстат містить засоби фіксації упорної бабки 5 на робочому столі 2, які виконано у вигляді направляючих штанг 15, розташованих уздовж поверхні робочого столу 2, і затискного кріплення 16 упорної бабки 5. На фіг. 2 зображено малогабаритний портативний багатофункціональний верстат оснащений системою охолодження 17 зони обробки заготовки, і встановленою на робочому столі ємністю 18 для збору стружки і охолоджуючої рідини. При цьому система охолодження 17 3 UA 118346 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 містить ємність 17і для охолоджуючої рідини, з'єднану з гнучким патрубком 17г, через який згадана рідина з ємності 17і подається в зону обробки заготовки. Малогабаритний портативний багатофункціональний верстат працює наступним чином. Верстат готується оператором до роботи: оператор верстата через програму блока керування 13 задає параметри обробки заготовки, після чого, в залежності від введених оператором даних, блок керування 13 здійснює керування роботою верстата. Для здійснення фрезерно-гравірувальної обробки заготовки в робочий орган 10, в залежності від необхідної операції, оператором верстата встановлюється наконечник для гравірувальної або фрезерної обробки заготовки (наконечник на кресленнях не зображений), після чого робочий орган 10 з наконечником вручну оператором верстата підводиться до датчика нуля 14, до дотику наконечника з датчиком нуля 14. У програмі блока керування 13 загоряється сигнал контакту, в результаті чого блок керування 13 визначає сигнал контакту. Верстат позиціонується відносно датчику нуля 14 і в програмі блока керування 13 обнулюють координати верстата. Заготовка встановлюється оператором верстата на робочому столі 2 наступним чином: заготовка встановлюється на тримачі 4, закріпленому в бабці крокового обертання 3, упорна бабка 5 переміщується по направляючих штангах 15, розташованих вздовж поверхні робочого столу 2, до тих пір, доки не упреться в заготовку, після чого за допомогою затискного кріплення 16 упорна бабка 5 фіксується на необхідній відстані від бабки крокового обертання 3. При фрезерно-гравірувальній обробці заготовки бабка крокового обертання 3 повертає зафіксовану на тримачі 4 заготовку на необхідний кут нахилу. Упор 6 упорної бабки 5 притримує заготовку з іншого боку. Робочий орган 10 здійснює фрезерно-гравірувальну обробку. Для надання потрібної форми, величини і глибини розрізу або рельєфу рисунка на поверхні заготовки робочий стіл 2 переміщується по направляючих осях X та Y, а робочий модуль 8 переміщується вгору і вниз по направляючій осі Ζ стійки 7, що примикає до станини 1, піднімаючи і опускаючи тримач 9 з робочим органом 10 на необхідну висоту. Для опрацювання складно доступних поверхонь, які перебувають під нахилом, таких як, наприклад, отвори і поглиблення, тримач 9 робочого органу 10 оператор повертає на необхідний кут нахилу, забезпечуючи доступність для обробки складних поверхонь. Таким чином, блок керування 13 забезпечує керування переміщенням згаданого робочого столу 2 по направляючих осях X та Υ і робочого модуля 8 по направляючій осі Ζ, а також забезпечує керування роботою електродвигуна бабки крокового обертання 3 і робочого органа 10, забезпечуючи тим самим виготовлення із заготовки кінцевого виробу з необхідними параметрами заданими блоку керування 13. Під час роботи верстата система охолодження 17 зони обробки заготовки через гнучкий патрубок 172 подає охолоджуючу рідину з ємності 171 для охолоджувальної рідини в зону обробки заготовки, яка під час роботи верстата захищає наконечник робочого органу 10 і заготовку від перегріву. У процесі обробки заготовки утворюється стружка, а також залишається відпрацьована охолоджуюча рідина, які потрапляють у встановлену на робочому столі ємність 18 для збору стружки і охолоджуючої рідини. Після закінчення обробки заготовки, блок керування 13 зупиняє роботу верстата і виготовлений із заготовки виріб знімається з робочого столу 2. Також з робочого столу 2 знімається ємність 18 зі стружкою і відпрацьованою охолоджувальною рідиною. Зрозуміло, що вище представлений тільки один з можливих варіантів реалізації та роботи запропонованої корисної моделі, та не обмежується наведеними прикладами реалізації. Тримач 9 робочого органу може бути забезпечений приводом автоматичного керування поворотом через блок керування 13. Також на верстаті можна обробляти заготовки невеликих розмірів встановивши їх на бабці крокового 3 обертання, без притискання заготовки упорною бабкою 5. При цьому повернувши тримач 9 на необхідний кут нахилу можна обробити торець такої заготовки. Також застосовуючи відповідні наконечники можливо здійснювати шліфування і полірування поверхні заготовки. Технічним результатом запропонованої корисної моделі є розширення функціональних можливостей малогабаритного портативного багатофункціонального верстата. 4 UA 118346 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 30 1. Малогабаритний портативний багатофункціональний верстат, що містить: станину, на якій розташовано рухомий робочий стіл з можливістю осьових переміщень по направляючих осях X та Y, при цьому на одній із сторін робочого столу розташовано бабку крокового обертання з електродвигуном для надання заготовці повороту навколо своєї осі, вертикальну стійку, яка примикає до станини і містить рухомий робочий модуль переміщення по направляючій осі Ζ згаданої стійки та містить тримач робочого органу фрезерно-гравірувальної обробки згаданої заготовки, при цьому згаданий тримач встановлено з можливістю повороту навколо своєї осі, блок керування з'єднано з датчиком нульового положення координат верстата, при цьому згаданий блок керування забезпечує керування переміщенням згаданого робочого столу по направляючих осях X та Υ і робочого модуля по направляючій осі Ζ, а також керування роботою електродвигуна згаданої бабки крокового обертання і згаданого робочого органу фрезерногравірувальної обробки заготовки, який відрізняється тим, що верстат додатково містить упорну бабку, яку розташовано на робочому столі опозитно бабці крокового обертання, засоби фіксації упорної бабки на робочому столі. 2. Верстат за п. 1, який відрізняється тим, що в бабці крокового обертання кріпиться тримач заготовки в процесі фрезерно-гравірувальної обробки заготовки. 3. Верстат за п. 1, який відрізняється тим, що в упорній бабці кріпиться упор для фіксації заготовки в процесі фрезерно-гравірувальної обробки заготовки. 4. Верстат за будь-яким з вищевказаних пунктів 1-3, який відрізняється тим, що засоби фіксації упорної бабки на робочому столі, виконано у вигляді направляючих штанг, розташованих уздовж поверхні робочого столу, і затискного кріплення упорної бабки. 5. Верстат за п. 1, який відрізняється тим, що тримач робочого органа встановлено з можливістю ручного керування повороту навколо своєї осі, при цьому тримач робочого органу забезпечено шкалою з градуюванням для задання і контролю куту повороту. 6. Верстат за п. 1, який відрізняється тим, що тримач робочого органу забезпечену приводом автоматичного керування поворотом через блок керування. 7. Верстат за будь-яким з вищевказаних пунктів 1-6, який відрізняється тим, що оснащено системою охолодження зони обробки заготовки. 8. Верстат за будь-яким з вищевказаних пунктів 1-7, який відрізняється тим, що на робочому столі встановлено ємність для збору стружки і охолоджуючої рідини. 5 UA 118346 U 6 UA 118346 U 7 UA 118346 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8