Система отсоса пыли шлифовального станка с оптической системой визуального контроля области обработки в проходящем свете Российский патент 2023 года по МПК B24B55/06 B24B17/04 B23Q11/02 

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к устройствам для обеспыливания рабочей зоны в оборудовании, на котором обеспечивается визуальный контроль за процессом, происходящим в зоне обработки, при помощи оптической системы, установленной с одной стороны от зоны обработки, и системы подсветки, установленной с другой стороны от зоны обработки таким образом, что оси системы подсветки и оптической системы совпадают, т. е. визуальный контроль происходит в проходящем свете.

При работе обрабатывающего оборудования возникает проблема удаления образующейся пыли. Эта пыль попадает в окружающую атмосферу, ухудшает условия работы операторов, засоряет оборудование и может попадать в его ответственные узлы и механизмы, повреждая их и снижая качество обработки деталей.

Задачу удаления пыли, образующейся в технологическом процессе шлифования или резания, в отдельных случаях решают подачей дополнительного воздуха с избыточным давлением для дополнительного сдувания пыли и направления пылевоздушного потока в систему аспирации, которая, в свою очередь, создаёт разрежение в рабочей зоне.

В патенте РФ 2101161 описан кожух полировального станка, который содержит корпус с патрубком для отвода пыли, дисковый вентилятор, состоящий из коробки с размещенным в ней ротором-крыльчаткой. При работе дисковый вентилятор посредством ротора-крыльчатки подает воздух, поступающий с торцов через неплотности вблизи вала, в зону с возможным оседанием пылевидных и волокнистых фракций, тем самым способствует увеличению скорости в этом месте и сдуву пыли. Установка дисковых вентиляторов с обоих торцов полировального круга внутри корпуса уменьшает рабочее сечение проходу воздуха и увеличивает скорость, что также улучшает работу кожуха.

Такая конструкция может успешно использоваться при обработке деталей, не требующих постоянного визуального контроля и высокой точности обработки, поскольку кожух практически полностью закрывает рабочую зону, контроль с помощью, например, оптических устройств и подсветки не предусмотрен.

Известно устройство для улавливания пыли и газов к шлифовальному и отрезному станкам (пат. РФ 2149095).

Устройство содержит кожух с боковыми стенками и со свободными кромками, причем одна из стенок является открывающейся крышкой кожуха, и обод. Кроме того, устройство содержит систему отсоса с пылезаборником и систему подачи сжатого воздуха соплами. Пылезаборник представляет собой коробчатую конструкцию, обращенную своим входным отверстием к зоне обработки детали, и, соответственно, зоне образования пыли.

На внутренней поверхности обода, симметрично относительно вертикальных осей кожуха и зоны шлифования размещены сопла, обращённые к пылезаборнику и размещённые на криволинейных пластинах, каждая из которых имеет воздуховод и жестко закреплена к кромкам кожуха.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух из цеховой магистрали посредством воздуховода подаётся в сопла. Сопла обеспечивают выдувание пыли и газов из-под обода, в том числе и по мере износа абразивного круга. Пластины с соплами расположены по всей длине кромок кожуха и усиливают эффект транспортировки пыли и газов к пылезаборнику. Поток воздуха из сопел выносит частицы пыли во входное отверстие пылезаборника и далее в систему аспирации.

Недостатком такого решения является то, что конструкция является достаточно сложной, а подающийся из многочисленных сопел сжатый воздух не только сдувает пыль со шлифовального или отрезного круга, но и, выходя из сопла и резко расширяясь, способствует разбрасыванию сдутой пыли в разные стороны, ухудшая эффективность конструкции устройства улавливания пыли. Кроме того, выходящий из сопел воздух будет создавать возле оборудования существенный шум, создавая дискомфорт для рабочего.

Это устройство не может быть применено в оборудовании с визуальным контролем, как описано выше, т. к. пылезаборник этого устройства находится как раз на пути света, идущего от системы подсветки, мешая освещению зоны обработки.

Таким образом, отсос образующейся в зоне обработки пыли должен производиться в направлении, перпендикулярном потоку пыли, а пылезаборник системы отсоса пыли (системы аспирации) не должен перегораживать свет от системы подсветки (проходящий свет).

В то же время, современный оптический профилешлифовальный станок имеет большое количество рабочих осей и, соответственно, узлов, заполняющих рабочую зону станка. Это приводит к большому количеству комбинаций взаимного положения узлов и ограничивает возможности размещения в рабочей зоне крупных и высокоэффективных всасывающих устройств (пылезаборников). Кроме того, обработка на этом станке происходит в лучах проходящего света, который распространяется через защитное стекло системы нижней подсветки навстречу основному потоку пыли. Последнее обстоятельство является весьма существенным, т. к. засорение или повреждение защитного стекла системы нижней подсветки бомбардирующими его частицами пыли приводит к ухудшению качества изображения, формируемого при помощи объектива на оптическом экране или экране монитора.

Задачей настоящего изобретения является повышение степени пылеулавливания, при одновременном снижении негативного воздействия на защитное стекло системы подсветки, а также предотвращение взаимного повреждения узлов станка и пылезаборника при столкновении.

Поставленная задача решается тем, что в системе отсоса пыли для высокоточного шлифовального оборудования, снабженного оптической системой визуального контроля области обработки в проходящем свете, включающей пылезаборник, пылеотсасывающий раструб, выполненный в виде коробчатой конструкции переменного сечения, гибкий пылеотсасывающий рукав и систему аспирации, в соответствии с изообретением пылезаборник представляет собой замкнутую тонкостенную оболочку с открытыми торцами. Пылезаборник первым торцевым отверстием обращен к области контакта обрабатываемой детали и обрабатывающего инструмента, а вторым торцевым отверстием - к защитному стеклу системы подсветки. На стенке пылезаборника выполнено щелевое отверстие, вытянутое вдоль оси пылезаборника и состыкованное с входным отверстием соответствующей формы и размера пылеотсасывающего раструба. Система подсветки, оптическое средство контроля и пылезаборник располагаются на одной оси, при этом пылезаборник охватывает всё поле зрения объектива оптической системы визуального контроля так, что основной поток пыли, образующийся при обработке детали, попадает во внутреннее пространство, охватываемое пылезаборником.

Благодаря выполнению пылезаборника в виде замкнутой тонкостенной оболочки и соединению её с пылеотсасывающим раструбом практически вся образующаяся пыль попадает в ограниченное внутреннее пространство пылезаборника, откуда через пылеотсасывающий раструб при помощи системы аспирации всасывается, обеспечивая высокую эффективность удаления пыли.

Благодаря тому, что система подсветки, оптическое средство контроля и пылезаборник располагаются на одной оси, а пылезаборник охватывает всё поле зрения объектива оптической системы визуального контроля, он не перекрывает поле зрения объектива, что обеспечивает возможность визуального контроля.

Благодаря наличию второго торцевого отверстия, обращённого к защитному стеклу системы подсветки, создаётся поток воздуха, направленный встречно по отношению к потоку пыли, что дополнительно уберегает защитное стекло нижней подсветки от засорения и повреждения, а также тормозит пылевой поток и способствует более эффективной работе системы отсоса пыли.

Целесообразно, чтобы пылезаборник был выполнен из тонкого упруго-пластичного материала. Таким образом, случайное столкновение узлов станка с защитным фартуком не будет приводить к повреждениям оборудования, а пылезаборник легко восстановит свою форму после удаления причины деформации.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых

Фиг.1. схематически, в аксонометрии, изображает систему отсоса пыли в соответствии с изобретением, размещенную на шлифовальном станке;

Фиг.2. изображает в разрезе систему отсоса пыли в соответствии с изобретением, размещенную на шлифовальном станке, показанную на фиг.1.

Как показано на фиг.1, оптическая система визуального контроля шлифовального станка включает объектив 1, систему подсветки 2 с защитным стеклом 3. Показанный на фиг.1 пылезаборник 4 выполнен в виде замкнутой тонкостенной оболочки. Оболочка может быть выполнена в виде цилиндра или поверхности тела вращения переменного сечения, а также иметь в поперечном сечении вид многоугольника, например, квадрата или прямоугольника, что может быть обусловлено особенностями шлифовального оборудования.

Пылезаборник 4 может быть выполнен из тонкого упруго-пластичного материала, например, пластика или резины, а на его внутренней или наружной поверхности могут быть закреплены или изготовлены с ним за одно целое элементы жёсткости.

Конструкция пылезаборника, выполненная из упруго-пластичного материала, при случайном столкновении узлов станка с пылезаборником не будет приводить к повреждениям оборудования, а пылезаборник легко восстановит свою форму после удаления причины деформации. Причём на пылезаборнике может быть закреплено, например, кольцо из более жёсткого материала, или отлиты за одно целое с пылезаборником элементы жесткости, например, кольцевые выступы или кольцевые рёбра небольшой высоты, которые, сохраняя податливость пылезаборника, препятствовали бы его схлопыванию за счёт создаваемого системой аспирации разрежения, т. е. деформации и залипанию противоположной части упруго-пластичного пылезаборника к вытянутому вдоль оси пылезаборника всасывающему отверстию пылеотсасывающего раструба.

Пылезаборник 4 имеет первое торцевое отверстие 5, обращенное к области контакта обрабатываемой детали 6 и обрабатывающего инструмента 7. Второе торцевое отверстие 8 пылезаборника 4 обращено к защитному стеклу 3 системы подсветки 2. Пылезаборник 4, объектив 1 и система подсветки 2 расположены на одной оси. На стенке пылезаборника 4 выполнено щелевое отверстие 9, вытянутое вдоль оси пылезаборника 4 и состыкованное с входным отверстием (на фиг. не показано) соответствующей формы и размера пылеотсасывающего раструба 10. Пылезаборник 4 охватывает все поле зрения объектива 1 оптической системы визуального контроля так, что основной поток пыли, образующийся при обработке детали, попадает во внутреннее пространство, охватываемое пылезаборником 4.

Система отсоса пыли работает следующим образом. При обработке детали 6 посредством рабочего инструмента 7 (шлифовального круга) образуется пыль, частицы которой разогнаны до окружной скорости шлифовального круга, которые в виде факела направляются во внутреннее пространство пылезаборника 4. Воздух вместе с пылью, всасывается из ограниченного пылезаборником 4 пространства на всей траектории полёта частиц пыли, т. е. на всей длине пылезаборника 4. В результате создаваемого системой аспирации разрежения, поток воздуха подхватывает частицы пыли и отклоняет их траекторию, направляя в щелевое отверстие 9, состыкованное с входным отверстием, соответствующей формы и размера, пылеотсасывающего раструба 10. При этом поток воздуха, всасываемого через второе, нижнее торцевое отверстие 8 пылезаборника 4, дополнительно предохраняет защитное стекло 3, создавая летящим сверху частицам пыли встречный воздушный поток, который тоже направляется в пылеотсасывающий раструб 10.

Таким образом, заявляемая система отсоса пыли обеспечивает повышение степени пылеулавливания, при одновременном снижении негативного воздействия на защитное стекло системы подсветки, а также предотвращение взаимного повреждения узлов станка и пылезаборника при столкновении.

Система может быть реализована с использованием стандартных материалов и оборудования.

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к устройствам для обеспыливания рабочей зоны в оборудовании, на котором обеспечивается визуальный контроль за процессом в зоне обработки. Система отсоса пыли включает пылезаборник, пылеотсасывающий раструб в виде коробчатой конструкции переменного сечения, гибкий пылеотсасывающий рукав и систему аспирации. Пылезаборник представляет собой замкнутую тонкостенную оболочку с открытыми торцами, один из которых обращен к области контакта обрабатываемой детали и обрабатывающего инструмента, а второй - к защитному стеклу системы подсветки. На стенке пылезаборника выполнено щелевое отверстие, вытянутое вдоль его оси и состыкованное с входным отверстием соответствующей формы. Система подсветки, оптическое средство контроля и пылезаборник располагаются на одной оси. Пылезаборник охватывает все поле зрения объектива оптической системы визуального контроля так, что основной поток пыли попадает в его внутреннее пространство. Повышается степень пылеулавливания при одновременном снижении негативного воздействия на защитное стекло системы подсветки, предотвращается взаимное повреждение узлов станка и пылезаборника при столкновении. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система отсоса пыли шлифовального станка с оптической системой визуального контроля области обработки в проходящем свете, характеризующаяся тем, что она содержит пылезаборник, пылеотсасывающий раструб, выполненный в виде коробчатой конструкции переменного сечения, гибкий пылеотсасывающий рукав и систему аспирации, а указанная оптическая система визуального контроля содержит объектив и систему подсветки с защитным стеклом, при этом пылезаборник выполнен в виде замкнутой тонкостенной оболочки с первым и вторым торцевыми отверстиями и щелевым отверстием на стенке, вытянутым вдоль оси пылезаборника, установлен из условия обращения первого торцевого отверстия к области контакта обрабатываемой детали и обрабатывающего инструмента, а второго - к защитному стеклу системы подсветки указанной оптической системы визуального контроля и состыкован своим щелевым отверстием с входным отверстием соответствующей формы и размера, выполненным на пылеотсасывающем раструбе, причем пылезаборник расположен на одной оси с объективом и системой подсветки с обеспечением охвата пылезаборником всего поля зрения объектива и попадания основного потока пыли, образующегося при обработке детали, во внутреннее пространство, охватываемое пылезаборником.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что пылезаборник выполнен из упругопластичного материала и снабжен элементами жесткости.