PL B1. Zestaw urządzeń do załadunku, ustawiania i mocowania przedmiotu obrabianego w przestrzeni roboczej obrabiarki CNC

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. B23Q 1/01 ( ) B23Q 7/04 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Zestaw urządzeń do załadunku, ustawiania i mocowania przedmiotu obrabianego w przestrzeni roboczej obrabiarki CNC (73) Uprawniony z patentu: FANUM SKORUPSKI-WÓJCIK SPÓŁKA JAWNA, Wielopole Skrzyńskie, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 25/14 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/16 (72) Twórca(y) wynalazku: KAZIMIERZ SKORUPSKI, Olchowa, PL WOJCIECH WÓJCIK, Rzeszów, PL KAZIMIERZ WÓJCIK, Glinik, PL STANISŁAW WÓJCIK, Łączki Kucharskie, PL JÓZEF WÓJCIK, Glinik, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Tadeusz Warzybok

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest zestaw urządzeń do załadunku, ustawiania i mocowania przedmiotu obrabianego w przestrzeni roboczej obrabiarki CNC, zwłaszcza do obróbki drewna. Znane jest z europejskiego opisu patentowego nr EP urządzenie do mocowania przedmiotu obrabianego zawierające dwie pary elementów listwowych pozycjonujących, wznoszących się nad powierzchnią członu chwytowego, wyposażonych w powierzchnie kontaktowe do orientacji nośnika przedmiotu obrabianego w kierunkach osi X i Y oraz w cztery kołki, również górujące nad powierzchnią członu chwytowego, które odpowiedzialne są za ustalanie położenia nośnika tego przedmiotu w kierunku osi Z. Dopasowujący nośnik przedmiotu obrabianego zawiera płaską powierzchnię przystosowaną do spoczywania na nim na wspominanych kołkach, przy czym powierzchnia nośnika przedmiotu obrabianego jest wyposażona w dwie pary rowków, rozmieszczonych w układzie odpowiadającym układowi wspominanych wyżej pozycjonujących elementów listwowych. Rowki te mają sprężyste krawędzie, które są przeznaczone do spoczywania na powierzchniach kontaktowych tych elementów listwowych członu chwytowego. Poza tym nośnik przedmiotu obrabianego posiada otwór centralny służący do umieszczania w nim śrubowego elementu ściągającego, przy pomocy którego jest przenoszona, pomiędzy nośnikiem przedmiotu obrabianego i członem uchwytowym, siła zaciskająca wymagana do utrzymywania określonego położenia, przy czym ten człon chwytowy posiada umieszczony pośrodku kulkowy mechanizm blokujący, współpracujący z tym śrubowym elementem ściągającym. Wadą tego urządzenia jest jego mała stabilność, zwłaszcza gdy muszą być poddawane obróbce mechanicznej (skrawaniem) odpowiednio duże i cięższe, przedmioty obrabiane, gdyż nie może ono przeciwstawiać się wysokim wartościom sił napędowych, wychylających, lub wysokim wartościom sił skrętnych, które mogą występować zwłaszcza w przypadku operacji odcinania części elementu obrabianego. Znany jest także z polskiego opisu patentowego nr PL układ urządzeń do przemieszczania obrabianego elementu, stosowany do liniowego przemieszczania obrabianego przedmiotu o wyznaczone wartości, posiadający element przesuwu. Układ tych urządzeń posiada element podający, wyposażony w ręczny element przesuwu związany z elementem pomiarowym, przy czym element przesuwu zespalany jest ze stołem roboczym, wyposażonym w element chwytający i mikrometryczny element przesuwu. Z kolei znane z polskiego opisu patentowego nr PL urządzenie do mocowania przedmiotu obrabianego w dokładnie określonym położeniu, w przestrzeni roboczej obrabiarki, zawierające element uchwytu przystosowany do mocowania go nieruchomo w przestrzeni roboczej obrabiarki, element nośnika przedmiotu obrabianego przystosowany do mocowania go nieruchomo i zaciskania w elemencie uchwytu oraz układ zaciskowy służący do zaciskania elementu przedmiotu obrabianego w elemencie uchwytu, przystosowane do tego aby mogło być przełączane od stanu zwolnionego do stanu w którym jest zaciśnięte, i odwrotnie. Poza tym element uchwytu zawiera pierwsze człony pozycjonujące, a element nośnika przedmiotu obrabianego zawiera drugie człony pozycjonujące, które wraz z pierwszymi tymi członami, są przystosowane do współpracy ze sobą, tak aby uzyskać położenie nośnika przedmiotu obrabianego względem elementu uchwytu wzdłuż trzech osi współrzędnych, prostopadłych do siebie oraz żeby ustalić orientację kątową. Urządzenie to charakteryzuje się głównie tym, że pierwszy człon pozycjonujący zawiera centrujący stożkowy element kołkowy, a drugi człon pozycjonujący zawiera centrujący element w postaci wgłębienia o kształcie dwustopniowego rowka z dwoma progami, których krawędzie wystają ku wnętrzu tego wgłębienia, a odstęp między nimi jest nieco mniejszy od szerokości centrującego stożkowego elementu kołkowego, które się stykają z tymi obu krawędziami wówczas jak tylko nośnik przedmiotu obrabianego zostanie dociśnięty do elementu uchwytu. Celem wynalazku jest opracowanie uniwersalnego układu urządzeń służącego zarówno do ręcznego jak i zautomatyzowanego załadunku, ustawiania jak i mocowania przedmiotu obrabianego w przestrzeni roboczej obrabiarki CNC, zwłaszcza do obróbki elementów drewnianych. Dalszym celem wynalazku jest opracowanie takiego układu zestawu urządzeń, który umożliwiał będzie szybkie i łatwe ich przezbrajanie z obróbki elementów na konsolach w ich obróbkę na szablonach lub chwytakach oraz pozwalał będzie na obróbkę elementów zarówno w jednej jak i w dwóch płaszczyznach. Zestaw urządzeń do załadunku, ustawiania i mocowania przedmiotu obrabianego w przestrzeni roboczej obrabiarki CNC według wynalazku charakteryzuje się tym, że na stole głównym tej obrabiarki

3 PL B1 3 osadzony jest prostopadle usytuowany do niego suport mobilny, zaopatrzony w prowadnice wózków prowadzenia wzdłużnego, co najmniej dwóch zespołów konsol załadowczych, na których osadzone są przesuwnie wózki poziomego przesuwu posuwisto-zwrotnego zespołów chwytaków obrabianego przedmiotu, którego wózki poziomego przesuwu za pomocą połączenia prowadnicowego połączone są z wózkami pionowego przesuwu posuwisto-zwrotnego, wyposażonymi w siłownik połączony z dociskiem oraz w element oporowy usytuowany naprzeciw tego docisku i zamocowany na jego górnym końcu, którego czoło posiada otwór bazujący, współpracujący z trzpieniem pozycjonującym głowicy obróbczej obrabiarki CNC. Korzystnym jest gdy belka prostopadłościenna, każdego z zespołów konsol załadowczych na swych górnej oraz na dłuższych ścianach bocznych posiada wykonane pojedynczy i podłużne usytuowane kanałki profilowe, a ponadto na górnej powierzchni obok górnego kanałka profilowego posiada szereg otworów pozycjonujących usytuowanych obok siebie i wzdłuż tego kanałka, przy czym w jednym z nich osadzony jest przestawny kołek bazujący oraz gdy belka nośna suportu mobilnego na swej dłuższej bocznej ścianie posiada sieć otworów współpracujących z zapadkami bazującymi zespołu konsol załadowczych. Zestaw urządzeń, ich wzajemne usytuowanie względem siebie oraz zastosowanie suportu mobilnego, pozwala na zainstalowanie w zależności od potrzeb wielu zespołów konsol załadowczych, wyposażonych w zespoły chwytaków i obróbkę przedmiotów zarówno krótkich jak i długich i o zróżnicowanych ich przekrojach. Zastosowanie w konsoli załadowczej wielu podłużnych kanałków o profilu teowym zwiększyło znacznie uniwersalność rozwiązania, umożliwiając łatwe i szybkie mocowanie w nich różnych szablonów i imaków narzędziowych, a także proste i szybkie przezbrajanie tych urządzeń i przechodzenie z obróbki przedmiotów bezpośrednio na konsolach w prace na szablonach. Poza tym zautomatyzowany system ustawiania zespołu chwytaków według programu, zwiększa wydajność obrabiarki CNC stwarzając możliwość obróbki półwyrobów wygiętych zarówno w rzucie poziomym jak i pionowym z użyciem tych chwytaków. Przedmiot wynalazku został bliżej uwidoczniony w przykładzie jego wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ zestawu urządzeń do załadunku, ustawiania i mocowania przedmiotu obrabianego w widoku perspektywicznym, fig. 2 konsolę wchodzącą w skład układu tego samego zestawu urządzeń w widoku perspektywicznym, fig. 3 zespół chwytaka tego samego zestawu urządzeń w widoku perspektywicznym, fig. 4 ten sam układ zestawu urządzeń usytuowany w przestrzeni roboczej głowicy obróbczej obrabiarki CNC przed ustaleniem położenia zespołu chwytaka za pomocą trzpienia pozycjonującego tej głowicy, w widoku perspektywicznym, a fig. 5 ten sam układ zestawu urządzeń po ustaleniu położenia zespołu chwytaka za pomocą tego trzpienia pozycjonującego, w widoku perspektywicznym. Układ zestawu urządzeń według wynalazku składa się ze stołu głównego (1) obrabiarki CNC, na którym osadzony jest prostopadle usytuowany do niego suport mobilny (2), który stanowi belka nośna posiadająca na jednym dłuższym boku sieć otworów (3), a na górnej powierzchni dwa profilowe odsadzenia usytuowane wzdłuż dłuższych jego boków, stanowiące prowadnice (4) dla wózków (5) prowadzenia wzdłużnego zespołów trzech zespołów konsol załadowczych (6). Każdy z zespołów konsol załadowczych (6) stanowi belka prostopadłościenna (7) posiadająca na swych bocznych dłuższych ścianach wykonane podłużne kanałki teowe (8) i (9), zaś na górnej ścianie również ma kanałek teowy (10) a obok niego szereg otworów pozycjonujących (11). Poza tym do dolnej powierzchni tej belki obok jednego z wózków (5) przymocowany jest zacisk ręczny (12) oraz zapadka bazująca (13), współpracująca z siecią otworów (3) suportu mobilnego (2). Z kolei na każdej belce (7) konsol załadowczych (6) osadzone są przesuwnie wózki (14) poziomego przesuwu posuwisto-zwrotnego zespołów chwytaków (15), obrabianego przedmiotu (16), tak, że kanałkach teowych (10) belek (7) osadzone są odsadzenia teowe (17) wózków (14), wyposażonych w zacisk ręczny (18) służący do ustalenia żądanych położeń tych wózków w kanałkach teowych (10) konsol załadowczych (6). Każdy z zespołów chwytaka (15) składa się ze wspomnianego wózka (14) poziomego przesuwu, którego przednia pionowa ściana połączona jest z przylegającą do niej ścianą (19) wózka (20) pionowego przesuwu posuwisto-zwrotnego, za pomocą nie pokazanego na rysunku połączenia prowadnicowego, który to wózek wyposażony jest w siłownik (21) współpracujący z dociskiem (22) oraz w górny element oporowy (23) usytuowany naprzeciw docisku (22), natomiast na górnym czole posiada wykonany otwór bazujący (24). Poza tym w otworze (11) belki (7) zespołu konsoli załadowczej (6) osadzony jest przestawny kołek bazujący (25), stanowiący bazę do mocowania w tym zespole w razie potrzeby szablonów i innych dodatkowych akcesoriów. W innych wykonaniach wynalazku nie pok a- zanych na rysunku w przypadku obrabiania krótkich przedmiotów zastosowano tylko dwa zespoły

4 4 PL B1 konsol załadowczych (6), a przy obróbce znacznie dłuższych przedmiotów zastosowano cztery analogiczne zespoły konsol załadowczych (6). Zasada działania zestawu urządzeń według wynalazku polega na tym, że w zależności od potrzeb na suporcie mobilnym (2) instaluje się co najmniej dwa zespoły konsol załadowczych (6), wyposażonych w wózki (5) prowadzenia wzdłużnego i mających możliwość wykonywania ruchów posuwisto-zwrotnych wzdłuż tego suportu, a po ich ustawieniu w żądanym położeniu zespoły te blokuje się za pomocą zapadek bazujących (13), osadzonych w odpowiednich otworach (3) wykonanych w ścianie suportu mobilnego (2). Następnie na dociskach (22), wykonujących pionowe ruchy posuwistozwrotne umieszcza się przedmiot obrabiany (16) i za pomocą siłownika (21) dociska się go do elementów oporowych (23) każdego z zespołu chwytaka (15), przy czym opisane wyżej czynności i dalsza obróbka zamocowanego przedmiotu (16) realizowana jest za pomocą głowicy obróbczej (26) obrabiarki CNC, wyposażonej w trzpień pozycjonujący (27). Ustawienia żądanej pozycji zarówno wózka poziomego (14) jak i wózka pionowego (20) oraz odpowiedniej pozycji zespołów konsoli załadowczych (6) wzdłuż suportu mobilnego (2) dokonuje się w trybie automatycznym realizowanym za pomocą komputerowego programu obróbczego, przy czym zasada działania tego systemu polega na tym, że: operator obrabiarki CNC ładuje do jej układu sterowania program obróbczy dostosowany do wymogów obrabianego elementu; zgodnie z tym programem operator ten na suporcie mobilnym (2) instaluje odpowiednią ilość zespołów chwytaków (15), po czym głowica obróbcza (26) tej obrabiarki w trybie automatycznym przemieszcza się na odpowiednie współrzędne ustalające położenie danego zespołu chwytaka (15), tak że jej trzpień pozycjonujący (27) jest usytuowany naprzeciw i w osi otworu bazującego (24) tego zespołu, a następnie operator tej obrabiarki luzuje zaciski (18) zespołu konsoli załadowczej (6) wózka poziomego (14) oraz zaciski (13) wózka pionowego (20), tak aby trzpień pozycjonujący (27) głowicy obróbczej (26) został wprowadzony do otworu bazowego (24) pierwszego zespołu chwytaka (15), po czym operator ten dokonuje blokady tego zespołu chwytaka za pomocą tych samych zacisków (13 i 18) i powtarza opisane wyżej czynności dotyczące pozostałych zespołów chwytaków (15). Zastrzeżenia patentowe 1. Zestaw urządzeń do załadunku, ustawiania i mocowania przedmiotu obrabianego w przestrzeni roboczej obrabiarki CNC, zawierający stół roboczy, człon chwytowy, mechanizm blokujący, człony pozycjonujące przedmiot obrabiany oraz układ sterowania numerycznego, znamienny tym, że na stole głównym (1) tej obrabiarki osadzony jest prostopadle usytuowany do niego suport mobilny (2), zaopatrzony w prowadnice (4) wózków (5) prowadzenia wzdłużnego, co najmniej dwóch zespołów konsol załadowczych (6), na których osadzone są przesuwnie wózki (14) poziomego przesuwu posuwisto-zwrotnego zespołów chwytaków (15) obrabianego przedmiotu (16), którego wózki (14) za pomocą połączenia prowadnicowego połączone są z wózkami (20) pionowego przesuwu posuwistozwrotnego, wyposażonymi w siłownik (21) połączony z dociskiem (22) oraz w element oporowy (23), usytuowany naprzeciw tego docisku i zamocowany na jego górnym końcu, którego czoło posiada otwór bazujący (24), współpracujący z trzpieniem pozycjonującym (27) głowicy obróbczej (26) obrabiarki CNC. 2. Zestaw urządzeń według zastrz. 1, znamienny tym, że belka prostopadłościenna (7), każdego z zespołów konsol załadowczych (6) na swych górnej oraz na dłuższych ścianach bocznych posiada wykonane podłużne kanałki profilowe (8 10), a ponadto na górnej powierzchni obok kanałka profilowego (10) posiada szereg otworów pozycjonujących (11) usytuowanych obok siebie i wzdłuż tego kanałka, przy czym w jednym z nich osadzony jest przestawny kołek bazujący (25). 3. Zestaw urządzeń według zastrz. 1, znamienny tym, że belka nośna suportu mobilnego (2) na swej dłuższej bocznej ścianie posiada sieć otworów (3) współpracujących z zapadkami bazującymi (13) zespołu konsol załadowczych (6).

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)