CN101934486B - 多功能全自动水晶磨抛机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能全自动水晶磨抛机，包括机架、设在机架上的旋转台和通过双排导轨与旋转台固定的六个机头，机头包括固定在双排导轨上的托架和固定于托架两爪之间的机头铝排，机架上设有与机头工作工位配合的上料下料装置、换向装置和若干个磨抛装置；磨抛装置包括磨抛盘、长轴、皮带轮、若干万向节推杆、平板、丝杠和升降电机；上料下料装置包括上料箱、母排、下料箱、粉盘和加热器；换向装置包括第一换向铝排、第二换向铝排、粉盘和加热器。本发明通过改进磨抛装置，并将上料下料装置和换向装置集成于一体，使得整个加工过程实现全自动化，节约生产成本，提高加工效率及设备利用率，经济效益和社会效益显著。

Description

多功能全自动水晶磨抛机

技术领域

本发明涉及水晶加工设备领域，具体涉及一种用于水晶坯件切面磨抛加工的多功能全自动水晶磨抛机。

背景技术

目前市场上常见的水晶磨抛机结构较简单，其磨抛装置部分，包括了用以固定水晶坯件的铝排固定架，铝排固定架上设有旋转电机，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磨抛切面，在铝排固定架的后端通过连杆连接有抬头气缸，以杠杆原理实现铝排固定架的抬起和落下，从而可以方便的更换铝排而不需要停机。但是在实际应用中，现有的设备加工效率太低尤其是磨盘的利用率太低，并且不适合加工具有多种角度切面的高端水钻和异形钻。

实用新型专利ZL200720112789.5公开了一种全自动水晶磨抛机，包括机架、旋转架和四个机头，在机架的相应位置上设有三个磨盘和一个空位，机头包括至少一个磨抛装置，上述磨抛装置包括一与旋转架连接的支架，支架上竖直滑动设置有一托架，托架上固定有螺母，螺母与竖直架设在支架上的丝杠螺纹连接，托架上水平架设有一转轴，转轴上设有蜗轮，蜗轮与竖直架设在托架上的蜗杆啮合连接，转轴上径向固定有水钻铝排固定架，其中，丝杠与设在支架上的升降电机传动连接。

该技术方案通过在机头工位上增设磨抛装置来提高磨抛加工效率，但其缺陷之处在于：①由于该技术方案需要人工装卸铝排来进行上料和下料，铝排较重且更换频率快，且加工过程易受到工人的操作熟练度影响，客观上增大工人的劳动强度，降低加工效率；②人工上料和下料时易接触粉盒的粉尘，粉尘组分中含有害物质，倘若粉尘吸入人体会严重影响人体健康；③采用该技术方案，铝排上的夹持装置必须夹住水晶坯件，即只能对水晶坯件的未夹持部分切面进行磨抛加工，然后通过人工换向或另一台换向机器再次对夹持部分切面进行磨抛加工，客观上增加设备成本；④该技术方案整个加工过程需要两台机器即磨抛机和换向机，占地空间大，设备利用率较低，其实质属于半自动化加工，既增加设备成本，又降低加工效率。

实用新型专利ZL200820163613.7公开了一种水晶磨抛机，包括机架、磨盘和拖架，拖架包括拖架框体，拖架框体上转动设有两组相对的铝排固定架，铝排固定架固接有与其绕同轴转动的蜗轮，两个蜗轮与带有正反螺纹的蜗杆啮合，拖架框体用于上下料的前侧和后侧都设有可向下翻开的挡板。该技术方案仅解决了上述专利中易吸入粉尘影响工人健康的问题，但未能解决其余三个缺陷，即仍属于半自动化加工，加工效率较低。

发明内容

本发明提供了一种多功能全自动水晶磨抛机，在原有四个工位上增设两个工位，并集成了上料下料装置和换向装置，整个加工过程实现全自动化，解决了现有技术的水晶坯件切面磨抛加工效率低下且设备利用率不高的缺陷。

一种多功能全自动水晶磨抛机，包括机架、设在机架上的旋转台和通过双排导轨与旋转台固定的六个机头，机头包括固定在双排导轨上的托架和固定于托架两爪之间的机头铝排，所述的机架上设有与机头工作工位配合的上料下料装置、换向装置和四个磨抛装置；

所述的磨抛装置包括磨抛盘、固定于磨抛盘底部的长轴、与长轴底端相连的皮带轮、设于长轴的轴套外侧的若干万向节推杆、与万向节推杆底端相连的平板、固定于平板底部的丝杠和与丝杠底端相连的升降电机；

所述的上料下料装置包括上料箱、母排、下料箱、第一粉盘和第一加热器，上料箱的箱体底面设有开槽，上料箱的箱体底部连接有振动气缸和与开槽位置上下对应的母排；上料箱的右侧设有下料箱，下料箱的上方设有第一粉盘，上料箱与下料箱的后背设有第一加热器，第一加热器包括控制箱和从控制箱中延伸出的加热管；

所述的换向装置包括第一换向铝排、第二换向铝排、第二粉盘和第二加热器，第一换向铝排的下方设有第二粉盘，第二粉盘的左侧设有第二换向铝排，第一换向铝排的后背设有第二加热器，第一换向铝排和第二换向铝排均连接有旋转气缸；

所述的母排、下料箱、第一粉盘、第二粉盘、第一加热器、第二加热器、第一换向铝排和第二换向铝排单独与驱动装置相连接，驱动装置包括平移气缸和升降气缸，可单独驱动上述部件进行平移或升降运动。

所述的六个机头呈六边形对称分布。

所述的相邻两个机头之间设有固定在旋转台上的楔形卡槽，与楔形卡槽配合的楔形定位块固定在机架上，用于确保旋转台每次旋转的角度为定值。

所述的开槽上固定有与槽口相匹配的挡板，用于遮盖槽口，防止待加工的水晶坯件掉漏。

所述的磨抛装置还包括导向机构，导向机构由固定于机架下的支撑梁、与支撑梁连接的支撑板和垂直穿过支撑板的若干导柱组成。

所述的长轴的上半轴与角接触轴承滚动连接，通过角接触轴承从轴套向长轴传递升降力。

所述的长轴的轴套外侧对称设有两根万向节推杆，通过万向节推杆将升降力传递至长轴的轴套。

所述的母排在上料工作时穿过开槽作竖直升降运动，且与机头铝排对接，从而实现自动进料。

所述的第一换向铝排和第二换向铝排在换向工作时上下翻转180度。

本发明采用的机头铝排为可以市场购得的标准件，机头铝排通过固定装置固定于托架两爪之间，机头铝排的铝排孔上设有凸针，可固定待加工的水晶坯件，机头铝排的工作原理为：机头铝排的蜗杆与托架一侧的旋转电机传动连接，旋转电机控制水晶坯件转换切面；固定装置与托架另一侧的转角度电机连接，转角度电机控制机头铝排转换切面角度。

本发明中磨抛装置的工作原理为：与丝杠底端相连的升降电机驱动丝杠，丝杠驱动平板，万向节推杆把传递给平板的升降力传递至长轴的轴套，使得长轴推动磨抛盘作升降运动；同时，与长轴底端相连的皮带轮通过电机驱动，使得磨抛盘绕长轴水平转动。

本发明中上料下料装置的工作原理为：由于第一粉盘中的黏粉必须加热才能产生粘性，所以第一粉盘给机头铝排上粉前，必须用加热管给机头铝排加热；加热后，下料箱移动至机头铝排的正下方，下料箱内的毛刷刷下机头铝排的铝排孔使成品水晶落至下料箱，完成机头铝排的下料；同时，振动气缸驱动上料箱，使上料箱中的水晶坯件移至上，完成母排的上料，上料后的母排穿过槽口上升与机头铝排对接，完成机头铝排的上料。

本发明中换向装置的工作原理为：第一换向铝排与机头铝排对接，将机头铝排上的已部分加工的水晶坯件转移至第一换向铝排，旋转气缸驱动第一换向铝排进行180度旋转，掉头后的第一换向铝排与下方的第二换向铝排对接，将水晶坯件转移至第二换向铝排，第二换向铝排移动后与机头铝排对接，此时机头铝排上的水晶坯件的未加工部分朝下，加工部分朝上，自动换向完成。

本发明多功能全自动水晶磨抛机，通过改进磨抛装置，并将上料下料装置和换向装置集成于一体，使得整个加工过程实现全自动化，节约生产成本，提高加工效率及设备利用率，经济效益和社会效益显著。

附图说明

图1为本发明多功能全自动水晶磨抛机的结构示意图。

图2为图1中机头的结构示意图。

图3为图1中磨抛装置的结构示意图。

图4为图3磨抛装置的剖面结构示意图。

图5为图1中上料下料装置的结构示意图。

图6为图1中换向装置的结构示意图。

图7为本发明多功能全自动水晶磨抛机中上料下料装置工作流程图。

图8为本发明多功能全自动水晶磨抛机中换向装置的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种多功能全自动水晶磨抛机，包括机架1、设在机架1上的旋转台2和通过双排导轨31与旋转台2固定的六个机头3，机架1上设有与机头3工作工位配合的上料下料装置4、换向装置5和四个磨抛装置6；

六个机头3分别对应六个工作工位，第一工位上设有上料下料装置4，第二工位上设有带磨盘的磨抛装置6，第三工位上设有带抛盘的磨抛装置6，第四工位上设有换向装置5，第五工位上设有带磨盘的磨抛装置6，第六工位上设有带抛盘的磨抛装置6。

如图2所示，六个机头3呈六边形对称分布，机头3包括固定在双排导轨31上的托架32和固定于托架32两爪之间的机头铝排33，托架32上还连接有平移气缸，驱动机头铝排33前后运动，使加工表面更加光滑；相邻两个机头之间设有固定在旋转台上的楔形卡槽，与楔形卡槽配合的楔形定位块固定在机架1上，用于确保旋转台每次旋转的角度为定值；

机头铝排33为市场购买的标准件，机头铝排33通过固定装置34固定于托架32两爪之间，机头铝排33的铝排孔上设有凸针，可固定待加工的水晶坯件；机头铝排33的蜗杆35与托架32一侧的旋转电机36传动连接；固定装置34与托架32另一侧的转角度电机37连接。

如图3和图4所示，磨抛装置6包括磨抛盘61、固定于磨抛盘61底部的长轴62、与长轴62底端相连的皮带轮63、设于长轴62的轴套64外侧的两根万向节推杆65、与万向节推杆65底端相连的平板66、固定于平板66底部的丝杠67和与丝杠67底端相连的升降电机68，两根万向节推杆65对称设于轴套64的两侧；长轴62的上半轴与角接触轴承滚动连接；

磨抛装置6还包括导向机构，导向机构由支撑梁69、支撑板610和四根导柱611组成，支撑板610通过支撑梁69与机架1焊连，四根导柱611垂直穿过支撑板610的四角且与平板66的底部焊连。

如图5所示，上料下料装置4包括上料箱41、母排42、下料箱43、第一粉盘44和第一加热器45，上料箱41的箱体底面设有带挡板的开槽46，上料箱41的箱体底部连接有振动气缸47；开槽46的正下方连接有母排42，母排42连接有一个升降气缸，使得母排42能够穿过开槽46作升降运动，母排42下降后，上翻的挡板随着母排一起下降，覆盖开槽46的槽口；

上料箱41的右侧设有下料箱43，下料箱43连接有两个平移气缸和一个升降气缸；下料箱43的上方设有第一粉盘44，第一粉盘44用于给母排42的铝排孔48上粉，第一粉盘44连接有一个升降气缸和一个平移气缸；上料箱41与下料箱43的后背设有第一加热器45，第一加热器45包括控制箱和从控制箱中延伸出的加热管，加热管用于给母排42加热，第一加热器45连接有一个升降气缸。

如图6所示，换向装置5包括第一换向铝排51、第二换向铝排52、第二粉盘53和第二加热器54，第一换向铝排51连接有一个旋转气缸55、一个升降气缸和一个平移气缸；第一换向铝排51的下方设有第二粉盘53，第二粉盘53连接有三个升降气缸和一个平移气缸；第二粉盘53的左侧设有第二换向铝排52，第二换向铝排52连接有一个旋转气缸55和一个升降气缸；第一换向铝排51的后背设有第二加热器54，第二加热器54连接有两个升降气缸和一个平移气缸。

如图7所示，第一工位上的上料下料装置4工作过程循环如下：

(1)完成加工的机头铝排33转到第一工位，第一加热器45中的加热管上升加热机头铝排33，下料箱43依次经水平向内、上升运动移至机头铝排33下方，使得下料箱43箱体内侧的毛刷能够覆盖机头铝排33上已加工好的成品水晶，同时振动气缸47工作，驱动上料箱41上下振动并对母排42的上料；

(2)下料箱43依次经水平向外、下降、水平向外运动移至下料箱43的初始位，下料箱43移动时毛刷刷下成品水晶使其落至下料箱43，完成机头铝排33的下料；同时第一粉盘44依次经水平向内、上升运动移至机头铝排33下方并对机头铝排33上粉；

(3)第一粉盘44依次经下降、水平向外运动移至第一粉盘44的初始位，步骤(1)中已完成上料的母排42穿过开槽46上升运动使其对接机头铝排33，完成机头铝排33的上料；

(4)母排42和加热管同时下降移至各自的初始位，自动上料下料的整个工作过程完成。

如图8所示，第四工位上的换向装置5工作过程循环如下：

(1)完成部分磨抛加工的机头铝排33转到第四工位，第二加热器54中的加热管上升移至机头铝排33下方，第一换向铝排51依次经水平向内、上升运动与机头铝排33对接；然后加热管先下降加热第一换向铝排51，再上升加热机头铝排33；同时第二粉盘53依次经下降、水平向外、上升运动移至第二粉盘53的起始位；

(2)旋转气缸55工作驱动第二换向铝排52向上翻转180度，加热管依次经下降、水平向内、下降、水平向外、下降运动后移至第二换向铝排52的上方并加热第二换向铝排52；步骤(1)中已与机头铝排33对接的第一换向铝排51通过旋转气缸55向下翻转180度，然后第一换向铝排51下降与第二换向铝排52对接，加热管略微上升加热第一换向铝排51；当第一换向铝排51上下翻转的同时，步骤(1)中已给第二换向铝排52上完粉的第二粉盘53依次经上升、水平向内、上升运动后移至机头铝排33下方并对机头铝排33上粉；

(3)步骤(2)中已给机头铝排33上完粉的第二粉盘53依次经下降、水平向外、下降运动后移至第二粉盘53的起始位，第一换向铝排51依次经上升、水平向外、下降运动后与第二粉盘53对接完成上粉；同时加热管上升移至机头铝排33的下方并加热机头铝排33，步骤(2)中与第一换向铝排51对接后的第二换向铝排52上升与机头铝排33对接，加热管下降加热第二换向铝排52；

(4)步骤(3)中已加热完第二换向铝排52的加热管下降使其与第二换向铝排52保持上下间距避免触碰，然后第二换向铝排52依次下降、向下翻转180度，第二粉盘53依次经下降、水平向内、上升运动后移至第二换向铝排52的下方并对第二换向铝排52上粉；同时第一换向铝排51上下翻转180度移至原位，自动换向的整个工作过程完成。

本发明多功能全自动水晶磨抛机的磨抛装置工作过程如下：将机头铝排33固定于托架32两爪之间，机头铝排33上的蜗杆35与旋转电机36传动连接，气缸控制托架32水平移动，升降电机68控制磨抛盘61向上运动，水晶坯件在磨抛盘61上磨抛加工；当一个切面完成时，升降电机68控制磨抛盘61下降，旋转电机36控制水晶坯件转换切面后，升降电机68控制磨抛盘61上升，进行下一个切面的磨抛；当需要转换切面角度时，磨抛盘61下降，转角度电机37控制机头铝排33转换切面角度后，磨抛盘61上升，进行新的切面加工。从而，可以用于加工具有多种角度切面的高端水钻和异型孔。

本发明多功能全自动水晶磨抛机的整机工作过程如下：

如前所述，一次水晶坯件的磨抛加工的工序依次包括上料、磨削、抛光、换向、再磨削、再抛光、下料，分别依次对应六个工位的装置，其中上料和下料工序都在第一工位的上料下料装置4中自动完成；

开机后机器自动进入工作状态，第一个工位上料下料装置4中振动气缸47开始工作，给母排42上料，上料后的母排42与机头铝排33对接；当对接完成后控制旋转台2转过60度，装有水晶坯件的机头铝排33进入第二工位，控制带磨盘的磨抛装置6开始磨削加工，同时第一工位又开始重复给母排42上料及其与机头铝排33的对接；当第二工位上的机头铝排33的磨削完成后，控制旋转台2再转过60度，第二工位上的机头铝排33进入第三工位，控制带抛盘的磨抛装置6开始抛光加工；当抛光完成后，控制旋转台2再转过60度进入第四工位进行自动换向，使得机头铝排33上的水晶坯件的未加工部分朝下，加工部分朝上；当自动换向完成后，控制旋转台2再转过60度进入第五工位，对机头铝排33上的未加工部分水晶坯件再次磨削加工，工作过程与第二工位的工作过程相同；当磨削完成后，控制旋转台2再转过60度进入第六工位，对机头铝排33上的未加工部分水晶坯件再次抛光加工，工作过程与第三工位的工作过程相同；最后控制旋转台2转过60度使得机头铝排33回至起始阶段的第一工位，完成下料，将加工好的成品水晶毛刷至下料箱43中，以此类推，形成环形流水式自动循环无人工作业加工。

Claims (9)

1.一种多功能全自动水晶磨抛机，包括机架、设在机架上的旋转台和通过双排导轨与旋转台固定的六个机头，机头包括固定在双排导轨上的托架和固定于托架两爪之间的机头铝排，其特征在于，所述的机架上设有与机头工作工位配合的上料下料装置、换向装置和四个磨抛装置；

所述的上料下料装置包括上料箱、母排、下料箱、第一粉盘和第一加热器，上料箱的箱体底面设有开槽，上料箱的箱体底部连接有振动气缸和与开槽位置上下对应的母排；上料箱的右侧设有下料箱，下料箱的上方设有第一粉盘，上料箱与下料箱的后背设有第一加热器，加热器包括控制箱和从控制箱中延伸出的加热管；

所述的换向装置包括第一换向铝排、第二换向铝排、第二粉盘和第二加热器，第一换向铝排的下方设有第二粉盘，第二粉盘的左侧设有第二换向铝排，第一换向铝排的后背设有第二加热器，第一换向铝排和第二换向铝排均连接有旋转气缸；

所述的磨抛装置包括磨抛盘、固定于磨抛盘底部的长轴、与长轴底端相连的皮带轮、设于长轴的轴套外侧的若干万向节推杆、与万向节推杆底端相连的平板、固定于平板底部的丝杠和与丝杠底端相连的升降电机；

所述的母排、下料箱、第一粉盘、第二粉盘、第一加热器、第二加热器、第一换向铝排和第二换向铝排单独与驱动装置相连接，进行平移或升降运动。

2.根据权利要求1所述的多功能全自动水晶磨抛机，其特征在于，所述的六个机头呈六边形对称分布。

3.根据权利要求1所述的多功能全自动水晶磨抛机，其特征在于，相邻两个机头之间设有固定在旋转台上的楔形卡槽，与楔形卡槽配合的楔形定位块固定在机架上。

4.根据权利要求1所述的多功能全自动水晶磨抛机，其特征在于，所述的开槽上固定有与槽口相匹配的挡板。

5.根据权利要求1所述的多功能全自动水晶磨抛机，其特征在于，所述的磨抛装置还包括导向机构，导向机构由固定于机架下的支撑梁、与支撑梁连接的支撑板和垂直穿过支撑板的若干导柱组成。

6.根据权利要求1所述的多功能全自动水晶磨抛机，其特征在于，所述的长轴的上半轴与角接触轴承滚动连接。

7.根据权利要求1所述的多功能全自动水晶磨抛机，其特征在于，所述的长轴的轴套外侧对称设有两根万向节推杆。

8.根据权利要求1所述的多功能全自动水晶磨抛机，其特征在于，所述的母排在上料工作时穿过开槽作竖直升降运动，且与机头铝排对接。

9.根据权利要求1所述的多功能全自动水晶磨抛机，其特征在于，所述的第一换向铝排和第二换向铝排在换向工作时上下翻转180度。

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