PL243618B1 - Automat szlifierski do obróbki elementów metalowych, zwłaszcza wyrobów i półwyrobów metalurgicznych, w szczególności ze stali narzędziowej i chirurgicznej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest automat szlifierski do obróbki elementów metalowych, zwłaszcza wyrobów i półwyrobów metalurgicznych, w szczególności ze stali narzędziowej i chirurgicznej mający zastosowanie w procesach obróbki wstępnej i obróbki wykańczającej odlewów i odkuwek. Rozwiązanie to charakteryzuje się tym, że układ szlifujący trwale przymocowany do ramy urządzenia stanowi układ co najmniej dwóch rolek (1), korzystnie pięciu rolek (1), na których założona jest bezkońcowa taśma szlifierska (2), przy czym co najmniej jedna z rolek (1) połączona jest z układem napędowym, jak również co najmniej jedna z rolek (1) połączona jest z układem napinacza (4), gdzie w strefie przebiegu taśmy szlifierskiej (2) zamontowany jest suport urządzenia, który to suport zamontowany jest przesuwnie względem układu rolek (1) z taśmą szlifierską (2), przy czym suport urządzenia przesuwany jest w układzie liniowym za pomocą łożysk liniowych poprzez pasek (7) napędzany serwomotorem (8), natomiast uchwyt (9) obrabianego produktu (10) zamocowany jest obrotowo względem suportu urządzenia.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest automat szlifierski do obróbki elementów metalowych, zwłaszcza wyrobów i półwyrobów metalurgicznych, w szczególności ze stali narzędziowej i chirurgicznej mający zastosowanie w procesach obróbki wstępnej i obróbki wykańczającej odlewów i odkuwek. W szczególności rozwiązanie według wynalazku przeznaczone jest do szlifowania nożyczek chirurgicznych. Dziedzinę techniki stanowią urządzenia do szlifowania, w tym szlifierki oraz automaty szlifierskie, jak również sposoby szlifowania.

W stanie techniki znanych jest wiele urządzeń wykorzystywanych w procesach szlifowania elementów metalowych.

Znana jest z europejskiego dokumentu patentowego EP 1 552 903 szlifierka taśmowa, korzystnie w kombinacji z przystawką do szlifowania końcówek rur i tym podobnych, która posiada pewną ilość rolek kontaktowych z różnymi średnicami na które jest zakładana odpowiednia bezkońcowa taśma szlifierska, przy czym silnik posiadający kołnierz napędza koło napędowe a wewnątrz toru taśmy znajduje się urządzenie do regulacji napięcia taśmy, które niezależnie od średnicy rolki kontaktowej optymalizuje mechanicznie napięcie taśmy szlifierskiej. Wynalazek charakteryzuje się tym, że urządzenie do regulacji napięcia taśmy posiada gazowy element sprężysty, którego jeden koniec jest nieruchomy, a drugi koniec jest prowadzony przesuwnie w jednym z co najmniej dwóch podłużnych otworów wykonanych w kierunku wzdłużnym w obudowie szlifierki taśmowej i jest przymocowany przechylnie do płaskiej blachy i przy czym blacha jest umocowana w co najmniej dwóch podłużnych otworach a kołnierz silnika osadzony jest na płaskiej blasze.

Znana jest także szerokotaśmowa szlifierka do płaszczyzn opisana w innym dokumencie patentowym oznaczonym numerem CH 1502009. Szlifierka według wynalazku, wyposażona w stojak zaopatrzony we wspornik poprzeczny, tworzący podwójny zespół szlifujący zawierający dwie głowice szlifujące, przy czym głowica szlifująca składa się z walca szlifującego i walca napinającego, wokół których jest owinięta bezkońcowa taśma szlifierska, przy czym element ryglujący do blokowania głowicy szlifującej jest umieszczony między tą głowicą i stojakiem, charakteryzuje się tym, że wykonany w postaci belki element ryglujący wraz końcami elementu ryglującego jest osadzony obrotowo na wsporniku poprzecznym stojaka, umożliwiając w położeniu otwartym dostęp konieczny dla wymiany taśmy szlifierskiej.

Z niemieckiego dokumentu patentowego DE 10161930.8 znana jest szlifierka z uchwytem narzędzia i ze śrubą napędową, napędzaną silnikiem w roboczym kierunku obrotu, przy czym na wolnym końcu osadzony jest uchwyt narzędzia, który jest wyposażony w kołnierz, zamocowany na śrubie napędowej w sposób odporny na skręcanie i nakrętkę, nakręcaną na wolny koniec, do mocowania narzędzia względem kołnierza. Wynalazek charakteryzuje się tym, że uchwyt narzędzia posiada element zabezpieczający przed obracaniem, który uniemożliwia obracanie narzędzia względem śruby napędowej w kierunku obrotu śruby napędowej.

Z międzynarodowego dokumentu patentowego PCT/EP1993/000280 znana jest także szlifierka do szlifowania półwyrobów mająca urządzenie do wytwarzania drgającego ruchu półwyrobu w stosunku do ściernicy w postaci umieszczonego w obudowie przetwornika ultradźwięków połączonego z przekaźnikiem drgań znajdującym się pomiędzy przetwornikiem ultradźwięków i półwyrobem. Wynalazek charakteryzuje się tym, że w zewnętrznej obudowie, co najmniej jednego urządzenia do wytwarzania drgającego ruchu półwyrobu, jest umieszczony co najmniej jeden przetwornik ultra-dźwięków, który jest połączony z co najmniej jednym obszarem rezonansowym ultradźwięków, do którego jest połączony przekaźnik drgań w postaci sonotrody której drugi koniec jest połączony z uchwytem półwyrobu.

Znane urządzenia wykorzystywane w procesach obróbki wykańczającej powierzchni półwyrobów metalowych wyposażone są często w manipulatory zakończone uchwytem, które z jednej strony komplikują budowę stanowisk szlifierskich, a z drugiej strony nie umożliwiają osiągnięcia pożądanych parametrów jakościowych obrabianych powierzchni. W większości przypadków, zwłaszcza takich produktów jak nożyczki chirurgiczne, od których wymaga się szczególnie wysokiej jakości powierzchni, procesy obróbcze realizuje się z wykorzystaniem pracy ludzkiej, co znacząco wydłuża czas procesu.

Rozwiązanie według wynalazku eliminuje wady i niedogodności rozwiązań znanych ze stanu techniki.

Istota wynalazku, którym jest automat szlifierski do obróbki elementów metalowych, zwłaszcza wyrobów i półwyrobów metalurgicznych, w szczególności ze stali narzędziowej i chirurgicznej, polega na tym, że układ szlifujący trwale przymocowany do ramy urządzenia stanowi układ co najmniej dwóch rolek, korzystnie pięciu rolek, na których założona jest bezkońcowa taśma szlifierska, przy czym co najmniej jedna z rolek połączona jest z układem napędowym, jak również co najmniej jedna z rolek połączona jest z układem napinacza, gdzie w strefie przebiegu taśmy szlifierskiej zamontowany jest suport urządzenia, który to suport zamontowany jest przesuwnie względem układu rolek z taśmą szlifierską, przy czym suport urządzenia przesuwany jest w układzie liniowym za pomocą łożysk liniowych poprzez pasek napędzany serwomotorem, natomiast uchwyt obrabianego produktu zamocowany jest obrotowo względem suportu urządzenia.

Korzystnym jest gdy suport urządzenia zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek z taśmą szlifierską, że kierunek przesuwu realizuje się w kierunku wzdłużnym, równoległym do osi obrotu rolek jak również korzystnym jest gdy suport urządzenia zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek z taśmą szlifierską, że kierunek przesuwu realizuje się w kierunku poprzecznym, prostopadłym do osi obrotu rolek.

Dodatkowo korzystnym jest gdy uchwyt obrabianego produktu zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek z taśmą szlifierską, że kierunek obrotu uchwytu realizuje się w kierunku równoległym do osi obrotu rolek, jak również korzystnym jest gdy uchwyt obrabianego produktu zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek z taśmą szlifierską, że kierunek obrotu uchwytu realizuje się w kierunku prostopadłym do osi obrotu rolek.

Korzystnym także jest gdy układ napinacza stanowi mechanizm sprężynowy, jak również korzystnym jest gdy układ napinacza stanowi mechanizm pneumatyczny albo mechanizm hydrauliczny.

Szczególnie korzystnym jest gdy uchwyt obrabianego produktu stanowi chwytak pneumatyczny.

Ponadto korzystnym jest gdy w strefie przebiegu taśmy szlifierskiej usytuowany jest wlot układu wyciągowego pyłów, przy czym szczególnie korzystnym jest gdy układ wyciągowy wyposażony jest w filtry, najkorzystniej filtry wodne.

Także korzystnym jest gdy w strefie przebiegu taśmy szlifierskiej zamocowana jest kamera systemu wizyjnego.

Korzystnym również jest gdy urządzenie wyposażone jest w podajnik produktów, w strefie którego zamocowany jest magazynek półproduktów.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku osiągnięto następujące korzyści technicznoużytkowe:

- osiągnięcie pożądanej jakości powierzchni produktów wytwarzanych z trudnoobrabialnej stali,

- uproszczenie konstrukcji urządzenia w stosunku do rozwiązań w których stosuje się manipulatory, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów wytwarzania urządzeń i zwiększeniu ich niezawodności,

- zmniejszenie czasu operacji związanych z przezbrajaniem maszyn,

- poprawa efektywności procesu obróbki wykończającej przy jednoczesnej poprawie jakości powierzchni obrabianych produktów,

- wzrost powtarzalności parametrów związanych z możliwością uzyskania powierzchni o określonej jakości wykonania.

Rozwiązanie według wynalazku w przykładowym lecz nieograniczającym wykonaniu przedstawiono w schemacie na rysunku, gdzie na Fig. 1 przedstawiono budowę urządzenia w widoku z kierunku bocznego, natomiast na Fig. 2 pokazano główne elementu urządzenia w widoku od góry.

W przykładowym wykonaniu automat szlifierski według wynalazku zaprojektowany został do obróbki takich elementów metalowych jak np. nożyczki chirurgiczne. Urządzenie zawiera ramę, do której jest trwale zamocowany układ szlifujący składający się z pięciu rolek 1 na których założona jest bezkońcowa taśma szlifierska 2. Jedna z rolek 1 jest to tzw. rolka napędowa, która połączona jest z układem napędowym 3 w postaci silnika elektrycznego. Do kolejnej z rolek 1 zamocowany jest układ napinacza 4, którym w przykładowym wykonaniu jest mechanizm sprężynowy. Pozostałe rolki 1 układu szlifującego są to rolki prowadzące taśmę szlifierską 2.

W strefie przebiegu taśmy szlifierskiej 2 zamontowany jest suport 5 urządzenia, który ma możliwość przesuwnego przemieszczania się względem układu szlifującego składającego się z układu rolek 1 z taśmą szlifierską 2. Suport 5 automatu szlifierskiego przesuwany jest w układzie liniowym za pomocą łożysk liniowych poprzez pasek napędzany serwomotorem 8. Suport ma możliwość liniowego przemieszczania się w dwóch wzajemnie prostopadłych osiach leżących w płaszczyźnie poziomej. Suport 5 urządzenia zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek 1 z taśmą szlifierską 2, że kierunek przesuwu realizuje się w kierunku wzdłużnym, równoległym do osi obrotu rolek 1, jak również w kierunku poprzecznym, prostopadłym do osi obrotu rolek 1, co umożliwia przybliżanie i oddalanie obrabianego produktu 10 względem układu szlifującego, jak również jego boczne przemieszczanie względem taśmy szlifierskiej 2.

Uchwyt 9 obrabianego produktu 10, którym w przykładowym wykonaniu jest chwytak pneumatyczny, zamocowany jest obrotowo względem suportu 5 urządzenia i ma możliwość zmiany kąta nachylenia produktu względem taśmy szlifierskiej 2. Uchwyt 9 obrabianego produktu zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek 1 z taśmą szlifierską 2, że kierunek obrotu uchwytu 9 realizuje się w kierunku równoległym do osi obrotu rolek, jak również w kierunku prostopadłym do osi obrotu rolek 1, co umożliwia uzyskanie odpowiedniego kąta przyłożenia powierzchni obrabianego produktu 10 do taśmy szlifierskiej 2.

W strefie przebiegu taśmy szlifierskiej 2 usytuowany jest wlot 11 układu wyciągowego pyłów, który wyposażony jest w filtry 12, które to filtry w przykładowym wykonaniu mają postać filtrów wodnych, składających się z połączonych ze sobą zbiorników, częściowo wypełnionych wodą, co nie tylko umożliwia skuteczne odprowadzenie pyłów i oczyszczenie wyciąganego powietrza, które następnie jest wprowadzane do strefy obróbki automatu szlifierskiego, ale układ filtrów wodnych skutecznie zabezpiecza wynalazek przed zapaleniem się urządzenia i pożarem hali produkcyjnej.

Automat szlifierski według wynalazku wyposażony jest dodatkowo w system wizyjny, którego kamera 7 usytuowana się górnej części urządzenia i skierowana jest do strefy przebiegu taśmy szlifierskiej 2 w miejscu obróbki produktów 10, co pozwala monitorować cały proces obróbki.

W innych wariantach wykonania, nieuwidocznionych na rysunku, układ napinacza 4 stanowi mechanizm pneumatyczny albo mechanizm hydrauliczny. W opcji wykonania automat szlifierski według wynalazku wyposażony jest w podajnik produktów 10, w strefie którego zamocowany jest magazynek półproduktów.

Claims (13)

1. Automat szlifierski do obróbki elementów metalowych, zwłaszcza wyrobów i półwyrobów metalurgicznych, w szczególności ze stali narzędziowej i chirurgicznej, zawierający ramę z układem rolek, taśmę szlifierską i uchwyt obrabianego przedmiotu, znamienny tym, że układ szlifujący trwale przymocowany do ramy urządzenia stanowi układ co najmniej dwóch rolek (1), korzystnie pięciu rolek (1), na których założona jest bezkońcowa taśma szlifierska (2), przy czym co najmniej jedna z rolek (1) połączona jest z układem napędowym (3), jak również co najmniej jedna z rolek (1) połączona jest z układem napinacza (4), gdzie w strefie przebiegu taśmy szlifierskiej (2) zamontowany jest suport (5) urządzenia, który to suport (5) zamontowany jest przesuwnie względem układu rolek (1) z taśmą szlifierską (2), przy czym suport (5) urządzenia przesuwany jest w układzie liniowym za pomocą łożysk liniowych poprzez pasek napędzany serwomotorem (8), natomiast uchwyt (9) obrabianego produktu (10) zamocowany jest obrotowo względem suportu (5) urządzenia.

2. Automat szlifierski według zastrz. 1, znamienny tym, że suport (5) urządzenia zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek (1) z taśmą szlifierską (2), że kierunek przesuwu realizuje się w kierunku wzdłużnym, równoległym do osi obrotu rolek (1).

3. Automat szlifierski według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienny tym, że suport (5) urządzenia zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek (1) z taśmą szlifierską (2), że kierunek przesuwu realizuje się w kierunku poprzecznym, prostopadłym do osi obrotu rolek (1).

4. Automat szlifierski według zastrz. 1 albo zastrz. 3, znamienny tym, że uchwyt (9) obrabianego produktu zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek (1) z taśmą szlifierską (2), że kierunek obrotu uchwytu (9) realizuje się w kierunku równoległym do osi obrotu rolek (1).

5. Automat szlifierski według zastrz. 1 albo zastrz. 4, znamienny tym, że uchwyt (9) obrabianego produktu zamocowany jest w taki sposób względem układu rolek (1) z taśmą szlifierską (2), że kierunek obrotu uchwytu (9) realizuje się w kierunku prostopadłym do osi obrotu rolek (1).

6. Automat szlifierski według zastrz. 1, znamienny tym, że układ napinacza (4) stanowi mechanizm sprężynowy.

7. Automat szlifierski według zastrz. 1, znamienny tym, że układ napinacza (4) stanowi mechanizm pneumatyczny.

8. Automat szlifierski według zastrz. 1, znamienny tym, że układ napinacza (4) stanowi mechanizm hydrauliczny.

PL 243618 Β1

9. Automat szlifierski według zastrz. 1, znamienny tym, że uchwyt (9) produktu (10) stanowi chwytak pneumatyczny.

10. Automat szlifierski według zastrz. 1, znamienny tym, że w strefie przebiegu taśmy szlifierskiej (2) usytuowany jest wlot (11) układu wyciągowego pyłów.

11. Automat szlifierski według zastrz. 10, znamienny tym, że układ wyciągowy pyłów wyposażony jest w filtry (12), korzystnie filtry wodne.

12. Automat szlifierski według zastrz. 1, znamienny tym, że w strefie przebiegu taśmy szlifierskiej (2) zamocowana jest kamera (7) systemu wizyjnego.

13. Automat szlifierski według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie wyposażone jest w podajnik produktów (10) w strefie którego zamocowany jest magazynek półproduktów.