КООРДИНАТНЫЙ СТОЛ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО СТАНКА Российский патент 2020 года по МПК B23K26/70 B23K26/08 B23K37/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к координатному столу для лазерного станка.

Уровень техники

Известен координатный стол по патенту РФ №2244617 (опубл. 20.01.2005), содержащий основание и средства перемещения, состоящие из отдельных модулей, что упрощает сборку и обслуживание такого стола. Однако изготовление описанного в этом патенте координатного стола, имеющего длину более 4 м, требует обработки на дорогих крупноформатных металлобрабатывающих станках, а конструкция продольной балки и других компонентов не предполагается модульной.

Известен станок для резки металлов по патенту РФ №2468903 (опубл. 10.12.2012), содержащий основание с установленной на нем продольной направляющей, вдоль которой могут перемещаться две поперечные направляющие, по каждой из которых может передвигаться свою лазерная головка. В этом станке увеличивается скорость резания за счет независимого перемещения обеих лазерных головок. Однако у этого станка фактически те же недостатки, что и у предыдущего технического решения.

В качестве ближайшего аналога целесообразно принять низкоинерционный манипулятор для станков лазерной резки плоского листового материала, описанный в патенте РФ №2546269 (опубл. 10.04.2015). В этом устройстве имеется опирающаяся на два портала центральная продольная балка, вдоль которой может перемещаться поперечная балка с направляющими для двух скользящих блоков, соединенных с лазерной головкой. Перемещение поперечной балки и скользящих блоков осуществляется линейными электродвигателями. Данное устройство улучшает качество резания, но имеет тот же недостаток, что и вышеперечисленные аналоги.

Кроме того, следует отметить, что все указанные и иные известные аналоги не позволяют унифицировать производство лазерных станков для металлических листов формата более чем 3×1,5 м. При этом немаловажным обстоятельством является сложность (если не сказать невозможность) размещения таких станков в стандартном морском контейнере в случае поставки этих станков за рубеж.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такого координатного стола для лазерного станка, который преодолевал бы недостатки аналогов и расширял арсенал технических средств с достижением технического результата в виде универсализации конструкции для упрощения производства, сборки и наладки лазерного станка.

Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в настоящем изобретении предложен координатный стол для лазерного станка, имеющего по меньшей мере одну лазерную головку, содержащий: продольную балку, составленную из по меньшей мере двух плит прямоугольной формы; раму, предназначенную для закрепления в ней продольной балки, составленной из плит; по меньшей мере два рельса, установленных на нижней поверхности продольной балки и предназначенных для перемещения по каждому из них соответствующей каретки, закрепленной на поперечной балке, несущей лазерную головку; линейный привод, размещенный между рельсами и предназначенный для приведения в движение поперечной балки по продольной балке; станину, предназначенную для установки на ней продольной балки и выполненную с возможностью размещения обрабатываемого объекта под продольной балкой с расположенной на ней поперечной балкой, несущей лазерную головку.

Особенность координатного стола по настоящему изобретению состоит в том, что станина может содержать двухконсольные торцевые стенки, верхние поверхности поперечных частей которых предназначены для размещения на них соответствующих концов упомянутой рамы, а нижние части консолей одной торцевой стенки соединены продольными пластинами с нижними частями консолей другой торцевой стенки.

Другая особенность координатного стола по настоящему изобретению состоит в том, что он может дополнительно содержать боковые балки, закрепленные концами на станине с обеих боковых сторон рамы.

Еще одна особенность координатного стола по настоящему изобретению состоит в том, что концы боковых балок могут быть соединены перекладинами, предназначенными для размещения на верхних поверхностях поперечных частей торцевых стенок станины.

Еще одна особенность координатного стола по настоящему изобретению состоит в том, что в боковых балках могут быть выполнены сквозные отверстия для пропускания через них такелажных строп.

Наконец, еще одна особенность координатного стола по настоящему изобретению состоит в том, что на боковых балках рядом с краями плит могут быть расположены регулировочные элементы, предназначенные для выравнивания нижней поверхности продольной балки.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение иллюстрируется чертежами, на которых одинаковые или сходные элементы обозначены одними и теми же ссылочными позициями.

На Фиг. 1 показано выполнение координатного стола по настоящему изобретению.

На Фиг. 2 приведено поперечное сечение координатного стола по Фиг. 1.

На Фиг. 3 показано опциональное выполнение координатного стола по настоящему изобретению.

На Фиг. 4 приведено поперечное сечение координатного стола по Фиг. 3.

На Фиг. 5 показано еще одно опциональное выполнение координатного стола по настоящему изобретению.

На Фиг. 6 приведен вид снизу на верхнюю часть координатного стола по Фиг. 5.

Подробное описание вариантов осуществления

Координатный стол для лазерного станка по настоящему изобретению содержит в качестве основания станину 1, предназначенную для установки на ней продольной балки, обозначенной в целом ссылочной позицией 2. Станина 1 выполнена с возможностью размещения обрабатываемого объекта под этой продольной балкой 2 с расположенной на ней поперечной балкой 3, несущей лазерную головку (не показано). Продольная балка 2 и поперечная балка 3 подробно описаны далее.

Как видно на Фиг. 1, 3 и 5, станина 1 может содержать на своих противоположных (по длине) концах двухконсольные торцевые стенки 4 и 5, причем нижние части консолей одной торцевой стенки (4) соединены продольными пластинами 6 и 7 с нижними частями консолей другой торцевой стенки (5). В этом случае обрабатываемый объект может помещаться под поперечной балкой 3 путем его вдвигания через проем в двухконсольной торцевой стенке 4 или 5, либо сбоку над пластиной 6 или 7. Это выполнение, однако, не является обязательным: в частности, торцевые стенки могут быть сплошными, либо пластины 6 и 7 могут полностью закрывать боковые стороны станины 1. На Фиг. 1-5 пластины 6 и 7 показаны выполненными заедино с консолями торцевых стенок 4 и 5, однако эти пластины могут изготавливаться отдельно и соединяться с упомянутыми консолями сваркой, заклепками или болтами.

Верхние поверхности 8 и 9 поперечных частей этих торцевых стенок предназначены для размещения на них соответствующих концов продольной балки 2. Станина 1 может быть выполнена из металла, к примеру, из стали, либо из композитных материалов или из железобетона.

Продольная балка 2 составлена из по меньшей мере двух плит прямоугольной формы. На Фиг. 2 одна такая плита 10 показана в сечении. Эти плиты (10) образуют продольную балку 2, длина которой зависит от назначения лазерного станка. Плиты 10 могут быть выполнены в виде параллелепипедов, но предпочтительно могут иметь коробчатую форму из листового металла (например, стали). Плиты 10 могут иметь стандартизованный размер. Это позволяет набирать из плит 10 продольную балку 2 любой требуемой длины. При сборке на месте установки лазерного станка плиты 10 соединяются заклепками либо сваркой, причем стыки плит 10 могут фиксироваться клеем.

Плиты 10 закрепляются в раме 11, которая и формирует вместе с плитами 10 продольную балку 2 (на Фиг. 1, 3 и 5 ссылочная позиция 11 нанесена именно на раму, на левом по чертежу краю которой виден край плиты 10). Рама 11 выполняется из металла (к примеру, из стали) или из композитных материалов для обеспечения жесткости всей продольной балки 2. Рама 11 делается секционной для упрощения ее производства, которое осуществляется, например, в случае стали только лазерной резкой и гибкой, в то время, как плиты 10 обрабатываются с высокой точностью (допуск <20 мкм/м). Как видно на Фиг. 2, балка 2 в разрезе представляет собой трубу прямоугольного сечения, внутренность которой может заполняться ребрами для увеличения жесткости на кручение. А для повышения продольной жесткости рама 11 изготавливается из листов большей толщины, чем листы, из которых делаются плиты 10. Концы рамы 11 образуют концы продольной балки 2, размещаемые на поверхностях 8 и 9 торцевых стенок 4 и 5 станины 1.

Однако при большой длине продольной балки 2 жесткости рамы 11 может оказаться недостаточно, и возможно «провисание» продольной балки 2, т.е. ее нижняя поверхность перестанет быть плоской. Поэтому, как показано на Фиг. 3, координатный стол может дополнительно содержать боковые балки 12 и 13, закрепленные концами на упомянутой станине с обеих боковых сторон упомянутой рамы. Боковые балки 12 и 13 могут на своих концах соединяться перекладинами 14 и 15 и образовывать жесткую рамку, причем концы продольной балки 2 (рамы 11) в этом случае опираются на перекладины 14 и 15. Боковые балки 12 и 13, как и перекладины 14 и 15 выполнены, как правило, из стали, но могут быть выполнены и из иных металлов или из композитных материалов либо железобетона.

В боковых балках 12 и 13 могут быть предусмотрены сквозные отверстия 16 для пропускания через них такелажных строп при необходимости поднять и переместить раму 11.

На боковых балках 12 и 13 рядом с краями плит 10 могут быть расположены регулировочные элементы 17 (см. Фиг. 6), предназначенные для выравнивания нижней поверхности продольной балки 2. Это могут быть винты, размещенные в закрепленных на боковых балках 12 и 13 кронштейнах и упирающиеся в нижнюю поверхность соответствующей плиты 10. Либо в качестве регулировочных элементов 17 можно использовать клинья, вдвигаемые под нижнюю поверхность плит 10. Специалистам понятно, что выполнение этих регулировочных элементов 17 может быть и иным.

Как показано на Фиг. 6, на нижней поверхности продольной балки 2, т.е. на нижней поверхности состыкованных плит 10 установлены по меньшей мере два рельса 18, предназначенных для перемещения по каждому из них соответствующей каретки (не показано), закрепленной на поперечной балке 3. Между рельсами 16 размещен линейный привод 19, предназначенный для приведения в движение поперечной балки 3 по продольной балке 2. Линейный привод 19 может быть таким, как описано в ближайшем аналоге, и состоит из постоянных магнитов с чередующимся направлением полюсов. Движение поперечной балки 3 осуществляется с помощью упомянутых кареток, выполнение которых может быть, к примеру, таким же, как описано в вышеуказанном патенте РФ №2244617. В частности, линейный привод 19 может быть выполнен из модульных пластин, на каждой из которых поперек направления рельсов 18 наклеены постоянные магниты с чередованием полюсов, а по краям выполнены продолговатые крепежные отверстия. При этом для унификации и облегчения сборки продольной балки 2 с линейным приводом 19 крепежные отверстия в модульных пластинах выполняют удлиненными вдоль бокового края.

Сборка координатного стола для лазерного станка по настоящему изобретению очевидна из приведенного описания.

Таким образом, в настоящем изобретении фактически предложена универсальная платформа для производства лазерных станков различного формата из стандартных блоков, т.е. плит 10 и рам 11. Это позволяет универсализировать конструкцию, что, в свою очередь, упрощает производство станков повышенной точности для листов формата более 3×1,5 м, и при этом умещающихся в стандартный морской контейнер. Дополнительное преимущество данного изобретения состоит в том, что получающиеся станки можно встраивать в поточную производственную линию, а также ввести станок в эксплуатацию менее чем за 8 часов после его доставки клиенту.

Изобретение относится к координатному столу для лазерного станка, имеющего по меньшей мере одну лазерную головку. Продольная балка (2) стола составлена из по меньшей мере двух плит (10) прямоугольной формы. На раме (11) закреплена продольная балка (2). По меньшей мере два рельса установлены на нижней поверхности продольной балки (2), и на них с возможностью перемещения установлена соответствующая каретка, закрепленная на поперечной балке (3), несущей лазерную головку. Линейный привод размещен между рельсами и предназначен для приведения в движение поперечной балки (3) по продольной балке (2). Станина (1) предназначена для установки на ней продольной балки (2) и выполнена с возможностью размещения обрабатываемого объекта под продольной балкой (2) с расположенной на ней поперечной балкой (3). Технический результат заключается в упрощении сборки и наладки лазерного станка. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Координатный стол для лазерного станка, имеющего по меньшей мере одну лазерную головку, содержащий

- продольную балку, составленную из по меньшей мере двух плит прямоугольной формы;

- раму, на которой закреплена упомянутая продольная балка, составленная из упомянутых плит;

- по меньшей мере два рельса, установленных на нижней поверхности упомянутой продольной балки, и каретки, закрепленные на поперечной балке, несущей упомянутую лазерную головку, с возможностью перемещения по соответствующему рельсу;

- линейный привод, размещенный между упомянутыми рельсами и предназначенный для приведения в движение упомянутой поперечной балки по упомянутой продольной балке;

- станину, на которой установлена упомянутая продольная балка, выполненная с возможностью размещения обрабатываемого объекта под упомянутой продольной балкой, при этом на продольной балке расположена упомянутая поперечная балка, несущая упомянутую лазерную головку.

2. Координатный стол по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая станина содержит двухконсольные торцевые стенки, на верхних поверхностях поперечных частей которых размещены соответствующие концы упомянутой рамы, а нижние части консолей одной торцевой стенки соединены продольными пластинами с нижними частями консолей другой торцевой стенки.

3. Координатный стол по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит боковые балки, закрепленные концами на упомянутой станине с обеих боковых сторон упомянутой рамы.

4. Координатный стол по п. 3, отличающийся тем, что концы упомянутых боковых балок соединены перекладинами, которые размещены на упомянутых верхних поверхностях поперечных частей торцевых стенок станины.

5. Координатный стол по п. 3 или 4, отличающийся тем, что в упомянутых боковых балках выполнены сквозные отверстия, через которые пропущены такелажные стропы.

6. Координатный стол по п. 3, отличающийся тем, что на упомянутых боковых балках рядом с краями упомянутых плит расположены регулировочные элементы, предназначенные для выравнивания нижней поверхности упомянутой продольной балки.