УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАРКИРОВКИ ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ Российский патент 2000 года по МПК B25H7/04 

Устройство относится к вспомогательному оборудованию для маркировки крупногабаритных изделий, например двигателей автомобилей в системах автоматизированного технологического процесса.

Известна машина для маркировки изделий (листа трубной заготовки), содержащая устройство для маркировки в виде ударного механизма и нумератора с механизмом набора, установленных на качающейся раме и неподвижной стойке, связанных посредством гидроцилиндра с возможностью поворота качающейся рамы относительно неподвижной стойки (В.Ф.Красинков, Е.Л.Петриковский. Маркирование и клеймение. М.: "Машиностроение", 1973, 144 с., рис. 47, стр. 77, 76),
Недостатком данной машины является наличие металлоемких узлов и элементов устройства для маркировки, создающих значительные напряжения на маркируемой площадке изделия, а технология маркировки требует дополнительной операции по предварительной механической обработке поверхности изделия, а глубина марки ограничена высотой керна, что снижает качество получаемого оттиска.

Наиболее близким из известных технических решений является устройство для маркировки методом клеймения, содержащее кассету с цифровыми дисками и приспособление в виде ударника, обеспечивающего нанесения оттиска на предварительно механически обработанной поверхности изделия (В.Ф.Красинков, Е.Л. Петриковский Маркирование и клеймение. М.: "Машиностроение" 1973, 144 с., рис. 43, стр. 72-73).

Недостатком данного устройства является наличие различных приспособлений в виде ударников, создающих концентрацию напряжений в зоне маркировки на механически обработанной поверхности, при этом качество получаемого оттиска зависит от усилия на клеймах и, соответственно, глубины отпечатка, сохраняемого на поверхности изделия, что не позволяет получить высокое качество маркировки из-за несовершенства применяемых инструментов и приспособлений.

Известные устройства для маркировки имеют невысокий технический уровень, что обусловлено использованием рабочих органов устройств для маркировки и несущих приспособлений, работающих на разных принципах действия, тем самым снижая качество получаемого оттиска, сохранность которого не может быть обеспечена известными средствами.

В этой связи важнейшей задачей является создание нового комплексного устройства для маркировки крупногабаритных изделий методом сверления для нанесения меток на необработанной поверхности маркируемого изделия с введением в качестве рабочего органа, выполненного в виде сверильной головки, новой конструкции составного двухуровневого сверла, включающего центральное спиральное сверло правого вращения и циковку левого вращения, установленные в направляющих отверстиях прямоугольной плати с равным шагом параллельными рядами в горизонтальной и вертикальной плоскостях, образующих пакет маркировочных составных сверл-клейм, обеспечивающих выполнение набора знаковых меток на необработанной поверхности маркируемого изделия, что позволяет создать новый технологический процесс маркирования крупногабаритных изделий с необработанной поверхностью заданной глубины двухуровневой меткой, тем самым обеспечивая возможность создания нового автоматизированного технологического процесса нанесения меток в зоне маркировки.

Техническим результатом является создание новой системы маркирования изделий с возможностью разработки автоматизированных средств для маркировки методом сверления, что обеспечивает создание новой технологии маркировки на необработанной поверхности маркируемого изделия, тем самым создается возможность разработки прогрессивных методов маркирования изделия и получения качественных меток в зоне маркировки.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для маркировки двигателей автомобилей содержит механизм для нанесения меток заданной глубины на поверхности изделия, установленный на несущем приспособлении, закрепленном на фундаменте, а механизм для нанесения меток содержит в качестве рабочего органа сверлильную головку, выполненную в виде пакета маркировочных составных сверл-клейм, каждое из которых содержит двухуровневый режущий инструмент, выполненный в виде центрального спирального сверла правого вращения с опорной втулкой в его средней части и циковки левого вращения, соединенных штифтом, запрессованным перпендикулярно оси центрального спирального сверла с возможностью их относительного продольного перемещения в направляющих отверстиях рабочего органа для выполнения маркировки, выполненного в виде двух параллельных плит - опорной плиты и кондукторной плиты, направляющие отверстия расположены параллельными рядами с равным шагом, соответственно которым образуются двухуровневые отверстия методом сверления в виде знаковых меток заданной глубины на поверхности маркируемого изделия, а реверсивный привод к каждому из составных сверл-клейм выполнен в виде малогабаритных электродвигателей с встроенными редукторами, соединенными посредством гибких валов с центральными спиральными сверлами с возможностью их продольного перемещения в направляющих отверстиях рабочего органа для выполнения маркировки, а механизм для нанесения меток установлен на манипуляторе, выполненном в виде двух рычагов, шарнирно закрепленных на фундаменте и соединенных через цилиндр сервопривода, на верхнем конце несущего рычага посредством поворотного кронштейна установлена сверлильная головка, на верхнем конце опорного рычага установлен подпружиненный упор, обеспечивающий захват обрабатываемого изделия и фиксацию сверлильной головки относительно рабочей поверхности в зоне маркировки.

Введение нового комплексного устройства для маркировки крупногабаритных изделий посредством нанесения меток на необработанную поверхность изделия позволяет создать новый технологический процесс маркировки, обеспечивающий нанесение двухуровневых отверстий методом сверления в виде знаковых меток заданной глубины на поверхности маркируемого изделия, тем самым исключается необходимость предварительной механической обработки маркируемой площадки и снижение напряжений в зоне маркировки изделия. Введение механизма для нанесения меток, включающего в качестве рабочего органа сверлильную головку, выполненную в виде пакета маркировочных сверл-клейм, образующих двухуровневый режущий инструмент, обеспечивающий получение двухуровневых отверстий методом сверления в виде знаковых меток заданной глубины на поверхности маркируемого изделия, что позволяет создать новые автоматизированные средства для нанесения меток на необработанной поверхности маркируемого изделия.

Введение нового режущего инструмента в виде составных двухуровневых сверл-клейм, расположенных в направляющих отверстиях рабочего органа, для выполнения маркировки параллельными рядами с равным шагом позволяет получить пакет двухуровневых меток, тем самым создается возможность нового технологического процесса маркирования крупногабаритных изделий с необработанной поверхностью на базе новой системы маркирования изделий прогрессивным методом с получением качественно новых меток в зоне маркировки,
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным материалам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах предполагаемого решения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признаком предлагаемого изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого решения по совокупности признаков позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемой заявителем цели отличительных признаков в предлагаемом объекте, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству,
Для проверки соответствия изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками предлагаемого изобретения, результаты которого показали, что заявленное для специалиста не следует явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображена конструктивная схема устройства для маркировки.

На фиг.2 изображена компоновочная схема устройства для маркировки.

На фиг.3 изображен вид А по фиг. 1 устройства для маркировки.

Устройство для маркировки выполнено в виде сверлильной головки 1 (фиг.1, 2), установленной на манипуляторе 2, выполненном в виде двух рычагов, каждый из которых шарнирно установлен на фундаменте. На верхнем конце несущего рычага 3 на поворотном кронштейне 4 установлен механизм для нанесения меток, содержащий сверлильную головку 1, на верхнем конце опорного рычага 5 установлен подпружиненный упор 6, а в средней части рычагов 3 и 5 размещен цилиндр сервопривода 7, при срабатывании которого на фазе стыковки обеспечивается захват обрабатываемого изделия 8 и фиксация сверлильной головки 1 по отношению к рабочей поверхности изделия 8 для нанесения маркировки.

На корпусе сверлильной головки 1 (фиг.1) установлен рабочий орган для выполнения маркировки 9, выполненный в виде кондукторной плиты 10, опорной плиты 11 и расположенного между ними корпуса 12, неподвижно соединенных посредством болтового соединения 13.

Кондукторная плита 10 выполнена в виде прямоугольной плиты, в которой выполнены направляющие отверстия (фиг.1,3), расположенные параллельными рядами с равным шагом по поверхности плиты, согласно которым обеспечивается набор знаковых меток для образующих пакет маркировочных составных сверл-клейм. В каждом направляющем отверстии кондукторной плиты 10 установлены составные двухуровневые сверла 14, выполненные в виде центрального спирального сверла правого вращения 15, опорной втулкой 16 в его средней части и циковки левого вращения 17, снабженной прорезью, по которой перемещается штифт 18, запрессованный перпендикулярно оси центрального спирального сверла 15 с возможностью относительного продольного перемещения центрального спирального сверла 15 и циковки 17 и их относительных продольных перемещений в направляющих отверстиях кондукторной плиты 10, при передаче крутящего момента от центрального спирального сверла 15 к циковке 17.

Для создания осевых сил резания на центральном спиральном сверле 15 между торцевыми поверхностями опорной втулки 16 и опорной плиты 11 установлена пружина 19 в качестве нагружающего элемента. Для создания осевых сил резания на циковке 17, на центральном спиральном сверле 15, между торцевыми поверхностями опорной втулки 16 и циковки 17 установлена пружина 20 в качестве нагружающего элемента. Для ограничения хода циковки 17 в осевом направлении на исходной фазе и фазе обработки дополнительных меток циковка 17 выполнена с упорным буртом, опирающимся на внутреннюю поверхность кондукторной плиты 10.

Для обработки дополнительных меток в качестве режущего инструмента используется циковка левого вращения 17, выполненная в виде втулки, снабженной упорным буртом со стороны, противоположной режущим кромкам и продольным по отношению к оси циковки пазом со стороны опорной втулки 16, обеспечивающим контакт его боковых поверхностей со штифтом 18 центрального спирального сверла 15 с возможностью передачи крутящего момента от центрального спирального сверла 15 к циковке 17 при относительном продольном перемещении циковки 17 и центрального спирального сверла 15, а торцевая поверхность паза циковки 17, по которой осуществляется контакт со штифтом 18, ограничивает ход центрального спирального сверла 15 относительно циковки 17 в исходной фазе.

При этом головки болтов 13 используются в качестве опор рабочего органа 9 для выполнения маркировки (фиг. 1) на фазе стыковки с поверхностью обрабатываемого изделия 8 с образованием между кондукторной плитой 10 и поверхностью изделия 8 пространства для отвода стружки при сверлении меток маркировки.

Каждое из составных сверл 14 приводится во вращение посредством автономных, малогабаритных, реверсивных электродвигателей 21 с встроенными редукторами, жестко закрепленными в корпусе сверлильной головки 1 и соединенными с хвостовыми частями центральных спиральных сверл 15 посредством гибких валов 22 и соединительных муфт 23 с возможностью передачи реверсивного крутящего момента и компенсации продольного перемещения центральных спиральных сверл.

С целью сокращения габаритов сверлильной головки и ограничения излишних изгибов гибких валов 22 электродвигатели 21 устанавливаются в корпусе сверлильной головки 1 на нескольких уровнях посредством кронштейнов 24 относительно друг друга в осевом направлении.

Для маркировки крупногабаритных изделий, например двигателей внутреннего сгорания автомобилей, в качестве рабочего органа для нанесения меток методом сверления в виде двухуровневых отверстий, пакет которых образует марку на необработанной поверхности маркируемого изделия, сверлильная головка 1 установлена шарнирно через поворотную ось 25 на верхнем конце несущего рычага 3 посредством поворотного кронштейна 4, выполненного в виде скобы, на концах которой имеются проушины, а пальцы 26, продетые сквозь них, на резьбе установлены в корпусе сверлильной головки 1.

Для удержания сверлильной головки 1 в исходной фазе, на корпусе сверлильной головки 1 жестко закреплена компенсационная пружина 27 (фиг. 2), другим концом жестко соединенная с верхним концом несущего рычага 3, шарнирно соединенного в основании с фундаментом и имевшего, как у опорного рычага 5, дополнительную регулируемую опору 28 в виде рычага, свободный конец которого регулируется винтом 29 относительно горизонтальной оси несущего рычага 3.

Устройство для маркировки работает следующим образом.

При операционной остановке изделия 8 (фиг. 2), находящегося на транспортере 30, несущий рычаг 3 и опорный рычаг 5 манипулятора 2 разведены относительно друг друга и соединены посредством цилиндра сервопривода 7 до соприкосновения с фундаментом дополнительных регулируемых опор 28 с регулировочными винтами 29 для осуществления ввода изделия 8 в рабочую зону в исходной фазе. Для сближения обрабатываемого изделия 8 необработанной рабочей поверхностью маркировочной площадки и сверлильной головки 1 используется манипулятор 2, рычаги которого 3 и 5 обеспечивают на фазе стыковки захват обрабатываемого изделия 8 и фиксацию на его поверхности сверлильной головки 1.

При включении цилиндра сервопривода 7 опорный рычаг 5 с подпружиненным упором 6 и несущий рычаг 3 со сверлильной головкой 1, установленной шарнирно на его верхнем конце и удерживаемой посредством компенсационной пружины 27, перемещаются к обрабатываемому изделию 8. При соприкосновении сверлильной головки 1 с маркировочной площадкой изделия с необработанной рабочей поверхностью обеспечивается ее разворот посредством поворотного кронштейна 4 и компенсационной пружины 27 относительно рычага 3 до соприкосновения всех опор 13 рабочего органа 9 для выполнения маркировки, выполненного в виде кондукторной плиты 10, опорной плиты 11 и расположенного между ними корпуса 12 рабочего органа 9 для выполнения маркировки, неподвижно соединенных посредством болтового соединения 13, с маркировочной площадкой обрабатываемого изделия 8, а сверлильная головка 1 поджимается посредством подпружиненного упора 6 к обрабатываемому изделию 8, тем самым обеспечивается захват обрабатываемого изделия и фиксация сверлильной головки 1 относительно рабочей поверхности в зоне маркировки.

Сверлильная головка 1 (фиг. 1) устанавливается в рабочее положение по отношению к рабочей поверхности обрабатываемого изделия 8 с необработанной рабочей поверхностью, являющейся маркировочной площадкой, при опоре упоров 6 устанавливаются кондукторная плита 10, опорная плита 11 и расположенный между ними корпус 12 рабочего органа 9 для выполнения маркировки, неподвижно соединенные посредством болтовых соединений 13, используемые в качестве рабочего органа для нанесения маркировки. При этом в рабочее положение устанавливаются составные двухуровневые сверла 14, выполненные в виде центральных спиральных сверл 15, опирающихся на рабочую поверхность маркируемого изделия 8, опорные втулки 16 в их средней части сжимают пружины 19, обеспечивающие осевые силы резания, а циковки левого вращения 17, также опирающиеся на рабочую поверхность обрабатываемого изделия 8, поджимаются пружинами 20, обеспечивая осевые силы резания.

При подаче питания на электродвигатели 21, соединенные посредством гибких валов 22 и соединительных муфт 23 с центральными спиральными сверлами правого вращения 15 для нанесения основных меток в виде сверлений малого диаметра, при котором обеспечивается направление вращения этих электродвигателей 21, совпадающее с направлением резания центральных спиральных сверл 15, и осуществляется нанесение основных меток маркировки. При этом циковки 17 левого вращения соответствующих двухуровневых составных сверл 14 поджимаются пружинами 20 и режущими кромками к обрабатываемой поверхности изделия 8 и посредством штифтового соединения 18 приводятся во вращение, но поскольку их режущие кромки выполнены обращенными в противоположном направлении относительно центральных спиральных сверл, то они, проскальзывая по поверхности маркируемой площадки обрабатываемого изделия 8, не снимают стружки в момент нанесения основных меток маркировки, а по окончании сверления группы основных меток снимается питание с электродвигателей 21.

Согласно заданной технологии нанесения знаковых меток на поверхности маркируемого изделия 8 обеспечивается нанесение двухуровневых отверстий методом сверления, причем для отверстий малого диаметра посредством центральных спиральных сверл правого вращения 15, а для отверстий большего диаметра посредством циковок левого вращения 17. На кондукторной плите 10 выполнены соответствующие направляющие отверстия (фиг. 1, 3), расположенные параллельными рядами с равным шагом в горизонтальной и вертикальной плоскостях по поверхности плиты, согласно которым и обеспечивается набор знаковых меток, выбор которых определяется кодом маркируемого изделия, состоящим из определенного набора знаков малого диаметра и большого диаметра, при этом первоначально выполняются все метки, соответствующие малому диаметру, посредством центральных спиральных сверл 15 в соответствующих рядах, а затем все метки, соответствующие большему диаметру, выполняемые посредством циковок левого вращения 17 в соответствующих рядах, и таким образом обеспечивается маркирование крупногабаритных изделий с необработанной поверхностью методом сверления с различной глубиной двухуровневых меток, что обеспечивает надежное сохранение маркировки при эксплуатации изделия.

После нанесения основных меток производится нанесение дополнительных меток большего диаметра при повторном включении электродвигателей 21, соединенных через центральные спиральные сверла правого вращения 15 с циковками левого вращения 17 посредством штифтовых соединений 18. При этом направление вращения электродвигателей 21 совпадает с направлением резания циковок левого вращения 17, режущими кромками которых выполняются дополнительные метки в виде сверлений большего диаметра на глубину, определяемую положением упорного буртика циковок левого вращения 17 относительно внутренней поверхности кондукторной плиты 10 рабочего органа 9 для выполнения маркировки, а режущие кромки центральных спиральных сверл правого вращения 15, установленных в сверлениях основных меток, вращаясь в обратном направлении, проскальзывают по поверхности маркируемой площадки изделия 8 и не совершают резания.

При маркировке крупногабаритных изделий в зоне маркировки на механически необработанной поверхности изделия 8 методом сверления одновременно наносится группа знаковых меток в виде двухуровневых отверстий, определяемая индивидуально для каждого маркируемого изделия, тем самым исключается искажение меток и фальсификация маркировки.

При отводе механизма для нанесения меток от изделия 8 посредством цилиндра сервопривода 7 опорный рычаг 5 и несущий рычаг 3 разводятся до соприкосновения регулировочных винтов 29 с поверхностью фундамента, а сверлильная головка 1 удерживается на манипуляторе 2 посредством несущего рычага 3 поворотного кронштейна 4 с компенсационной пружиной 27 и устанавливается в исходное положение, при этом составные двухуровневые сверла 14 устанавливаются в исходную позицию, при которой циковки левого вращения 17 под действием пружины 20 касаются упорными буртами кондукторной плиты 10, а центральные спиральные сверла 15 поджимаются пружинами 19 до упора штифтом 18 в торцевые поверхности пазов циковок 17 при отключенных электродвигателях 21.

За этим следует замена маркированного изделия и технологический цикл сборки и маркировки изделий повторяется.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий.

Устройство для маркировки двигателей автомобилей, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для маркировки крупногабаритных, толстостенных изделий, например двигателей автомобилей в системах автоматизированного технологического процесса.

Для заявленного изобретения, в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемыми чертежами.

Устройство для маркировки двигателей автомобилей, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Изобретение относится к вспомогательному оборудованию для маркировки крупногабаритных изделий. Устройство для маркировки двигателей автомобилей содержит в качестве рабочего органа сверлильную головку, выполненную в виде пакета маркировочных составных сверл-клейм, каждое из которых содержит двухуровневый режущий инструмент, выполненный в виде центрального спирального сверла правого вращения с опорной втулкой в его средней части и циковки левого вращения, соединенных штифтом, запрессованным перпендикулярно оси центрального спирального сверла с возможностью их относительного продольного перемещения в направляющих отверстиях рабочего органа для выполнения маркировки, выполненного в виде двух параллельных плит - опорной плиты и кондукторной плиты, направляющие отверстия которых расположены параллельными рядами с равным шагом, соответственно которым образуются двухуровневые отверстия методом сверления в виде знаковых меток заданной глубины на поверхности маркируемого изделия, а реверсивный привод к каждому из составных сверл-клейм выполнен в виде малогабаритных электродвигателей с встроенными редукторами, соединенными посредством гибких валов с центральными спиральными сверлами с возможностью их продольного перемещения в направляющих отверстиях рабочего органа для выполнения маркировки. В результате создана новая система маркирования изделий с возможностью разработки автоматизированнных средств для маркировки методом сверления. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для маркировки двигателей автомобилей, содержащее механизм для нанесения меток заданной глубины на поверхности изделия, установленный на несущем приспособлении, закрепленном на фундаменте, отличающееся тем, что механизм для нанесения меток содержит сверлильную головку, выполненную в виде пакета маркировочных составных сверл-клейм, каждое из которых содержит двухуровневый режущий инструмент, выполненный в виде центрального спирального сверла правого вращения с опорной втулкой в его средней части и циковки левого вращения, соединенных штифтом, запрессованным перпендикулярно оси центрального спирального сверла с возможностью их относительного продольного перемещения в направляющих отверстиях рабочего органа для выполнения маркировки, выполненного в виде двух параллельных плит - опорной плиты и кондукторной плиты, направляющие отверстия расположены параллельными рядами с равным шагом, соответственно которым образуются двухуровневые отверстия методом сверления в виде знаковых меток заданной глубины на поверхности маркируемого изделия, а реверсивный привод к каждому из составных сверл-клейм выполнен в виде малогабаритных электродвигателей с встроенными редукторами, соединенными посредством гибких валов с центральными спиральными сверлами с возможностью их продольного перемещения в направляющих отверстиях рабочего органа для выполнения маркировки. 2. Устройство для маркировки двигателей автомобилей по п.1, отличающееся тем, что механизм для нанесения меток установлен на манипуляторе, выполненном в виде двух рычагов, шарнирно закрепленных на фундаменте и соединенных через цилиндр сервопривода, на верхнем конце несущего рычага посредством поворотного кронштейна установлена сверлильная головка, на верхнем конце опорного рычага установлен подпружиненный упор, обеспечивающий захват обрабатываемого изделия и фиксацию сверлильной головки относительно рабочей поверхности в зоне маркировки.