CN101362305A - 水晶自动抛磨机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水晶自动抛磨机，包括机架、铝排、转面装置、转角度装置和抛磨装置，抛磨装置包括磨盘与磨盘转动电机，磨盘上设置有磨盘主轴，磨盘主轴与磨盘转动电机传动连接，机架上设置有导轨，导轨上设置有通过滑动驱动装置在导轨上前后滑动的滑块，滑块上设置有摆动支架，铝排通过固定装置设置在摆动支架的下端，铝排上沿径向设置有至少一个水晶夹持装置，水晶夹持装置与转面装置相连，摆动支架连接有转角度装置，在机架上沿导轨延伸方向设置有粗磨装置、细磨装置和抛光装置，本发明通过一次装夹就能够自动完成水晶坯体的全部加工工序，并且能够对水晶坯件实现多个切面和多个角度切面的全自动控制的抛磨加工，该机使用安全可靠，并且简便快速，极大地提高了水晶加工的效率。

Description

水晶自动抛磨机

技术领域

本发明涉及水晶加工设备领域，特别涉及一种用于水晶抛磨加工的水晶自动抛磨机。

背景技术

现有常见的水晶抛磨机为单头式，其结构较为简单，其抛磨装置部分包括了用以固定水晶夹具的铝排固定架，铝排固定架上设置有旋转电机，旋转电机与设在铝排内的蜗杆传动连接，从而可以实现每个水钻的自动转换抛磨切面，在铝排固定架的后端通过连杆连接有抬头汽缸，以杠杆原理实现铝排固定架的抬起和落下，从而可以方便地更换铝排而不需要停机。

但是在实际应用中，现有的设备主要存在以下不足：

1.单头水晶机只能安装一个磨盘，在每次水晶坯体的加工过程中，要三次装卸磨盘影响了工作效益、增加了安全隐患。

2.加工效率较低，磨盘的利用率不高，并且磨盘的更换用时较长；

3.只适合加工一些只有两个角度切面的低端水钻，无法加工具有多种角度切面的高端水钻和异性钻；

因此，需要一种水晶自动抛磨机，通过在原有结构上进行改进，通过一次装夹就能够自动完成水晶坯体的全部加工工序，从而大大提高抛磨加工的效率和设备利用率，可以实现水晶坯件的多个切面和多个角度切面的、全自动的抛磨加工。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种水晶自动抛磨机，通过在原有结构上进行改进，通过一次装夹就能够自动完成水晶坯体的全部加工工序，能够大大提高抛磨加工的效率和设备利用率，可以实现水晶坯件的多个切面和多个角度切面的、全自动的抛磨加工。

本发明的水晶自动抛磨机，包括机架、铝排、转面装置、转角度装置和抛磨装置，所述抛磨装置包括磨盘与磨盘转动电机，所述磨盘上设置有磨盘主轴，所述磨盘主轴与磨盘转动电机传动连接，所述机架上设置有导轨，所述导轨上设置有滑块，所述滑块通过滑动驱动装置在导轨上前后滑动；

所述滑块上设置有摆动支架，所述铝排通过铝排固定装置设置在摆动支架的下端，所述铝排上沿径向设置有至少一个水晶夹持装置，所述水晶夹持装置包括夹头，所述水晶夹持装置与转面装置相连，所述摆动支架与转角度装置相连；

在机架上沿导轨延伸方向设置三套抛磨装置，分别为粗磨装置、细磨装置和抛光装置；

进一步，所述导轨为平行设置的双导轨，所述导轨上分别设置有滑块，所述滑块上设置有固定板，所述摆动支架设置在固定板之间；

进一步，所述转面装置包括转面蜗轮轴和转面蜗杆，所述转面蜗轮轴沿铝排的径向设置，所述转面蜗轮轴的下端的轴体与夹头相连，所述转面蜗杆沿铝排的轴向设置，所述转面蜗轮轴上端的蜗轮体与转面蜗杆采用蜗杆连接，所述转面装置还包括有转面步进电机，所述转面蜗杆的传动端通过联轴装置与转面步进电机传动连接；

所述联轴装置包括套筒I与套筒II，所述套筒I与转面步进电机的传动轴相连，所述套筒II与转面蜗杆II的一端相连，所述套筒II通过套入套筒I实现联轴作用；

进一步，所述滑动驱动装置包括滚珠螺母、滚珠丝杆、同步带、同步带轮和滑动驱动电机，所述滚珠螺母与滑块相连，所述滚珠丝杆与同步带相连，所述同步带通过同步带轮与滑动驱动电机传动连接；

所述滚珠螺母上安装有滑动到位检测套，所述粗磨装置、细磨装置和抛光装置上均对应设置有与滑动到位检测套配合的粗磨装置接近开关、细磨装置接近开关和抛光装置接近开关；

进一步，所述转角度装置包括转角蜗杆、转角蜗轮和转角度步进电机，所述转角蜗杆与转面蜗轮啮合连接，所述转角蜗杆的传动端与转角度步进电机传动连接，所述转面蜗轮通过设置在几何中心处的固定装置与摆动支架的一端相连接；

进一步，所述转角蜗杆为双头转角蜗杆，所述转面蜗轮包括转角蜗轮I和转角蜗轮II，所述转角蜗杆的左旋端与转角蜗轮I啮合连接，所述转角蜗杆的右旋端与转角蜗轮II啮合连接，所述摆动支架为分离式结构，所述转角蜗轮I和转角蜗轮II背向转动，带动与其分别连接的摆动支架背向摆动；

进一步，所述转角度装置还包括蜗轮转动检测装置，所述蜗轮转动检测装置包括蜗轮检测杆和蜗轮检测杆接近开关，所述蜗轮检测杆设置在转角蜗轮的外圆周上，所述蜗轮检测杆接近开关设置在转角蜗轮的侧面，通过蜗轮检测杆和蜗轮检测杆接近开关测知转角蜗轮的转动角度；

进一步，所述抛磨装置还包括磨盘升降调整装置，所述磨盘升降调整装置包括主轴升降内套、主轴外套、丝杆副和升降步进电机，所述磨盘主轴设置在主轴升降内套内，所述主轴升降内套套装在主轴外套内，所述主轴升降内套(25)通过滑动支板与丝杆副连接，所述丝杆副包括丝杆和升降滚珠螺母，所述丝杆与升降步进电机传动连接；

进一步，还包括磨盘高度检测装置，所述磨盘高度检测装置包括检测杆，所述检测杆与主轴升降内套通过连接件相连，所述检测杆上还设置有检测套，与检测套相对应的位置设置有检测套接近开关，所述磨盘的零点位置可以通过检测套检测套和检测套接近开关的对应位置来确定；

进一步，所述铝排固定装置包括锁紧轴、锁紧手柄和固定卡板，所述锁紧轴与固定卡板相连，所述铝排的上端设置有与固定卡板相配合的夹紧结构，所述锁紧手柄与锁紧轴螺纹配合，通过操作锁紧手柄使固定卡板向铝排上端移动而夹紧铝排，所述铝排的下端设置有燕尾，所述摆动架的下端对应设置有燕尾槽。

本发明的有益效果是：本发明通过结构的改进，通过导轨和沿导轨延伸方向上设置的粗磨装置、细磨装置和抛光装置，由一次装夹即可完成水晶的粗磨、细磨、抛光全流程，极大地提高了加工效率；通过转面电机与设置在铝排上的水晶夹持装置的蜗杆传动连接来实现每个水晶坯件抛磨切面的自动转换；同时通过摆动支架与蜗轮转轴连接，使得转角度电机可以通过蜗轮蜗杆控制铝排及水晶坯件实现各种角度切面的自动切换；并且，通过升降电机来控制磨盘的自动升降，从而实现了水晶坯件的多个切面和多个角度切面的全自动控制的抛磨加工；该机既有可靠使用性能，又简便快速，提高了水晶的加工效率且降低了安全隐患。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明主视图；

图2为本发明的侧视图；

图3为图2在位置A的放大示意图；

图4为本发明的俯视图；

图5为抛磨装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

1-机架；2-磨盘(粗磨磨盘2a；细磨磨盘2b；抛光磨盘2c)；3-磨盘转动电机；4-磨盘主轴；5-导轨；6-滑块；7-固定板；8-摆动支架；9-铝排；10-夹头；11-转面蜗轮轴；12-转面蜗杆；13-转面步进电机；14-套筒I；15-套筒II；16-滚珠螺母；17-滚珠丝杆；18-同步带；19-同步带轮；20-滑动驱动电机；21-转角蜗杆；22-转角度步进电机；23-转角蜗轮I；24-转角蜗轮II；25-主轴升降内套；26-主轴外套；27-丝杆；28-升降步进电机；29-检测杆；30-滑动支板；31-检测套；32-检测套接近开关；33-锁紧轴；34-锁紧手柄；35-固定卡板；36-弹簧；37-铝排衬板；38-水晶坯体；39-蜗轮检测杆；40-蜗轮检测杆接近开关；41-升降滚珠螺母；42-粗磨装置接近开关；43-精磨装置接近开关；44-抛光装置接近开关；45-滑动到位检测套。

如图1、图2所示，本发明的水晶自动抛磨机，包括机架1，机架1的两侧分别设置有并列的导轨5，所述导轨5上设置有滑块6，所述滑块6上设置有固定板7；所述滑块6通过滑动驱动装置在导轨5上前后滑动；滑动驱动装置包括滚珠螺母16、滚珠丝杆17、同步带18、同步带轮19和滑动驱动电机20，滚珠螺母16与滑块相连，滚珠丝杆17与同步带相连，同步带18通过同步带轮19与滑动驱动电机20传动连接。

在并列的导轨5之间的机架1上沿导轨5延伸方向设置依次设置有粗磨装置、细磨装置和抛光装置；

如图5所示，粗磨装置、细磨装置和抛光装置均包括有磨盘2(其中粗磨装置的磨盘为粗磨磨盘2a、细磨装置的磨盘为细磨磨盘2b、抛光装置的磨盘为抛光磨盘2c)与磨盘转动电机3，磨盘2的几何中心处设置有磨盘主轴4，磨盘主轴4与磨盘转动电机3传动连接。

粗磨装置、细磨装置和抛光装置均设置有磨盘升降调整装置，磨盘升降调整装置包括主轴升降内套25、主轴外套26、丝杠副和升降步进电机28，主轴设置在主轴升降内套25内，主轴升降内套25套装在主轴外套26内，主轴升降内套25通过滑动支板30与丝杆副连接，丝杆副包括丝杆27和升降滚珠螺母41，所述丝杆27与升降步进电机28传动连接。

为了便于对磨盘的升降高度进行检测，本发明设置了磨盘高度检测装置，磨盘高度检测装置包括检测杆29和联动杆30，检测杆29与主轴升降内套25通过连接件相连，检测杆29上还设置有检测套31，与检测套31相对一端的固定架上设置有检测套接近开关32，磨盘2的零点位置可以通过检测套31和检测套接近开关32的对应位置来确定。

为了对各个抛磨装置的位置进行准确定位，在滚珠螺母16上安装有滑动到位检测套45，粗磨装置、细磨装置和抛光装置上均对应设置有与滑动到位检测套45配合的粗磨装置接近开关42、细磨装置接近开关43和抛光装置接近开关44。

在前述的固定板7之间设置有摆动支架8，摆动支架8的下端通过铝排固定装置固定设置有铝排9，铝排9上沿径向设置有多个水晶夹持装置。

为了实现水晶加工的角度控制，摆动支架8连接有转角度装置。转角度装置包括转角蜗杆21、转角蜗轮和转角步进电机22，转角蜗杆21与转角蜗轮啮合连接，转角蜗杆21的传动端与转角步进电机22传动连接；转角蜗轮通过设置在几何中心处的固定装置与摆动支架8的一端相对固定连接。

本实施例中，为了提高加工效率，转角蜗杆21为双头转角蜗杆，转角蜗轮包括转角蜗轮I 23和转角蜗轮II 24，转角蜗杆21的左旋端与转角蜗轮I23啮合连接，转角蜗杆21的右旋端与转角蜗轮II 24啮合连接，摆动支架8为分离式结构，分为分别与转角蜗轮I 23和转角蜗轮II 24连接的两部分，每部分都带有多个水晶夹持装置，转角蜗轮I23和转角蜗轮II 24背向转动，带动与其分别连接的摆动支架背向摆动。

为进一步增强对加工角度进行控制的能力，转角度装置还包括蜗轮转动检测装置，蜗轮转动检测装置包括蜗轮检测杆39和蜗轮检测杆接近开关40，蜗轮检测杆39设置在转角蜗轮的外圆周上，所述蜗轮检测杆接近开关40设置在转角蜗轮的侧面，通过蜗轮检测杆39和蜗轮检测杆接近开关40测知转角蜗轮的原始角度。

铝排固定装置包括锁紧轴33、锁紧手柄34和固定卡板35，锁紧轴33与固定卡板35相连，铝排9的上端设置有与固定卡板35相配合的夹紧结构，锁紧手柄34与锁紧轴33螺纹配合，通过操作锁紧手柄34使固定卡板35向铝排上端移动而夹紧铝排9，铝排9的下端设置有燕尾，摆动架的下端对应设置有燕尾槽，通过这一固定装置，能够将铝排牢固固定，从而提高整个系统的加工稳定性和精密度。

如图3所示，水晶夹持装置包括夹头10和转面装置；转面装置包括转面蜗轮轴11和转面蜗杆12，沿铝排9的径向设置的转面蜗轮轴11下端的轴体与夹头10相连，转面蜗轮轴11上端的蜗轮体与沿铝排轴向设置的转面蜗杆12采用蜗杆连接，转面装置还包括有转面步进电机13，转面蜗杆12的传动端通过联轴装置与转角度步进电机13传动连接，联轴装置包括套筒I 14与套筒II 15，套筒I 14与转面步进电机13的传动轴相连，套筒II 15与转面蜗杆的传动端相连，套筒II 15通过套入套筒I14实现联轴作用，通过联轴装置的设计，提高了系统的可靠性和加工效率。

转面蜗轮轴11上端的蜗轮体与铝排上端的铝排衬板37之间设置有弹簧36，以起到限位和减震的效果。

本实施例的工作过程如下：

1.设置磨盘高度：通过磨盘升降调整装置和磨盘高度检测装置来设置磨盘的零点位置。

2.水晶坯体到位：转角步进电机22反向旋转，则与其连接的转角蜗杆21转动，蜗杆的左旋端与转角蜗轮I 23啮合，蜗杆的右旋端与转角蜗轮II 24啮合，两个蜗轮背向转动，分别带动与其连接的摆动支架8背向摆动，带动铝排9摆动，当蜗轮转到所设定的角度，即水晶球胚38转到所设定的行高时，转角步进电机22停止工作。

3.磨抛：1)粗磨：粗磨电动机工作，通过磨盘主轴4转动带动粗磨磨盘2a旋转；同时，升降步进电机28转动，通过滚珠丝杆17带动滚珠螺母16上移，则螺母固定板上升，与其连接的滑动支板30带动主轴升降内套25上升，带动磨盘主轴4上升，粗磨磨盘2a上升到设定行高，从水晶球胚38的底端开始进行磨削加工；

当磨削到设定的加工量时，即加工好第一面。转面步进电机13工作，通过联轴装置带动铝排中的转面蜗杆轴11旋转，使转面蜗轮轴11带动夹头3旋转，当水晶球胚38转到所设定的面转角度时，转面步进电机13停止工作，磨盘升降机构上升到所设定的行高度，磨削球胚加工表面，即为第二面，再下个的面加工同此。

水晶坯体38的上半球粗磨完工后，粗磨电动机停止工作，磨盘升降机构下降到检测套接近开关32的设定位置时，停止下降进行复位。

转角步进电机22正向旋转，则与其连接的转角蜗杆21转动，蜗杆的左旋端与转角蜗轮I 23啮合、蜗杆的右旋端与转角蜗轮II 24啮合，两个蜗轮相向转动，分别带动与其连接的摆动支架相向摆动进行复位。

2)精磨：滑动驱动电机20工作，通过同步带18和同步带轮19与其连接的滚珠丝杆17转动，使滚珠螺母16作直线运动，带动滑块6沿着导轨7滑动，带动整个装夹机构向左移动，当接触到精磨装置接近开关43时，电机20停转；通过磨盘升降装置使精磨磨盘2b上升到设定的行高时进行磨削，其具体的每行每面的磨削流程同上粗磨过程；

当精磨完成后，精磨电动机停转，磨盘的升降步进电机复位后，转角步进电机22复位，转面步进电机13复位。

3)抛光：滑动驱动电机20再次工作，带动整个装夹机构在导轨7上向左移动，接触到抛光装置接近开关44时，滑动驱动电机20停转。

抛光磨盘2c上升到零点位置，滑动驱动电机20通过各零部件带动整个装夹机构从抛光磨盘中心位置作来回工作(其行程约为60mm)，抛光磨盘2c上升进行磨削，其工作流程同上。

当水晶上半球抛光完工后，卸下半成品的水晶球，调头放入设置在铝排上的其它夹具中继续加工下球面，其粗磨、细磨、抛光流程的原理也同上。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.水晶自动抛磨机，包括机架(1)、铝排(9)、转面装置、转角度装置和抛磨装置，所述抛磨装置包括磨盘(2)与磨盘转动电机，所述磨盘(2)上设置有磨盘主轴(4)，所述磨盘主轴(4)与磨盘转动电机传动连接，其特征在于：

所述机架(1)上设置有导轨(5)，所述导轨(5)上设置有滑块(6)，所述滑块(6)通过滑动驱动装置在导轨(5)上前后滑动；

所述滑块(6)上设置有摆动支架(8)，所述铝排(9)通过铝排固定装置设置在摆动支架(8)的下端，所述铝排(9)上沿径向设置有至少一个水晶夹持装置，所述水晶夹持装置包括夹头(10)，所述水晶夹持装置与转面装置相连，所述摆动支架(8)与转角度装置相连；

在机架(1)上沿导轨(5)延伸方向设置三套抛磨装置，分别为粗磨装置、细磨装置和抛光装置。

2.根据权利要求1所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：所述导轨(5)为平行设置的双导轨，所述导轨上分别设置有滑块(6)，所述滑块(6)上设置有固定板(7)，所述摆动支架(8)设置在固定板(7)之间。

3.根据权利要求2所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：所述转面装置包括转面蜗轮轴(11)和转面蜗杆(12)，所述转面蜗轮轴(11)沿铝排(9)的径向设置，所述转面蜗轮轴(11)的下端的轴体与夹头(10)相连，所述转面蜗杆(12)沿铝排(9)的轴向设置，所述转面蜗轮轴(11)上端的蜗轮体与转面蜗杆(12)采用蜗杆连接，所述转面装置还包括有转面步进电机(13)，所述转面蜗杆(12)的传动端通过联轴装置与转面步进电机(13)传动连接；

所述联轴装置包括套筒I(14)与套筒II(15)，所述套筒I(14)与转面步进电机(13)的传动轴相连，所述套筒II(15)与转面蜗杆II的一端相连，所述套筒II(15)通过套入套筒I(14)实现联轴作用。

4.根据权利要求1所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：所述滑动驱动装置包括滚珠螺母(16)、滚珠丝杆(17)、同步带(18)、同步带轮(19)和滑动驱动电机(20)，所述滚珠螺母(16)与滑块(6)相连，所述滚珠丝杆(17)与同步带相连，所述同步带(18)通过同步带轮(19)与滑动驱动电机(20)传动连接；

所述滚珠螺母(16)上安装有滑动到位检测套(45)，所述粗磨装置、细磨装置和抛光装置上均对应设置有与滑动到位检测套(45)配合的粗磨装置接近开关(42)、细磨装置接近开关(43)和抛光装置接近开关(44)。

5.根据权利要求1所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：所述转角度装置包括转角蜗杆(21)、转角蜗轮和转角度步进电机(22)，所述转角蜗杆(21)与转面蜗轮啮合连接，所述转角蜗杆(21)的传动端与转角度步进电机(22)传动连接，所述转面蜗轮通过设置在几何中心处的固定装置与摆动支架(8)的一端相连接。

6.根据权利要求5所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：所述转角蜗杆(21)为双头转角蜗杆，所述转面蜗轮包括转角蜗轮I(23)和转角蜗轮II(24)，所述转角蜗杆(21)的左旋端与转角蜗轮I(23)啮合连接，所述转角蜗杆(21)的右旋端与转角蜗轮II(24)啮合连接，所述摆动支架(8)为分离式结构，所述转角蜗轮I(23)和转角蜗轮II(24)背向转动，带动与其分别连接的摆动支架背向摆动。

7.根据权利要求5所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：所述转角度装置还包括蜗轮转动检测装置，所述蜗轮转动检测装置包括蜗轮检测杆(39)和蜗轮检测杆接近开关(40)，所述蜗轮检测杆(39)设置在转角蜗轮的外圆周上，所述蜗轮检测杆接近开关(40)设置在转角蜗轮的侧面，通过蜗轮检测杆(39)和蜗轮检测杆接近开关(40)测知转角蜗轮的转动角度。

8.根据权利要求1所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：所述抛磨装置还包括磨盘升降调整装置，所述磨盘升降调整装置包括主轴升降内套(25)、主轴外套(26)、丝杆副(27)和升降步进电机(28)，所述磨盘主轴(4)设置在主轴升降内套(25)内，所述主轴升降内套(25)套装在主轴外套(26)内，所述主轴升降内套(25)通过滑动支板(30)与丝杆副连接，所述丝杆副包括丝杆(27)和升降滚珠螺母(41)，所述丝杆(27)与升降步进电机(28)传动连接。

9.根据权利要求8所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：还包括磨盘高度检测装置，所述磨盘高度检测装置包括检测杆(29)，所述检测杆(29)与主轴升降内套(25)通过连接件相连，所述检测杆(29)上还设置有检测套(31)，与检测套(31)相对应的位置设置有检测套接近开关(32)，所述磨盘(2)的零点位置可以通过检测套检测套(31)和检测套接近开关(32)的对应位置来确定。

10.根据权利要求1所述的水晶自动抛磨机，其特征在于：所述铝排固定装置包括锁紧轴(33)、锁紧手柄(34)和固定卡板(35)，所述锁紧轴(33)与固定卡板(35)相连，所述铝排的上端设置有与固定卡板(35)相配合的夹紧结构，所述锁紧手柄(34)与锁紧轴(33)螺纹配合，通过操作锁紧手柄(34)使固定卡板(35)向铝排上端移动而夹紧铝排，所述铝排的下端设置有燕尾，所述摆动架的下端对应设置有燕尾槽。

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