CN102294634A - 水钻磨抛机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水钻磨抛机，其包括中心支架和围绕中心支架沿水钻磨抛工艺路径呈环形排列的多个工作装置，其中，中心摆动盘上设置有多个机械手，各机械手用于将相邻两工作装置中的沿水钻磨抛工艺路径的前一工作装置中的水钻夹具转移至后一工作装置中。本发明的水钻磨抛机使用通用夹具，并且利用机械手转送夹具，克服了现有技术的水钻磨抛机因机头组件随主轴转盘组件不停转动而带来的对接工艺问题，另外对现有成熟技术手段的利用率高，技术研发风险较小。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃饰品加工机械，尤其涉及一种水钻磨抛机。
背景技术
水钻是一种玻璃饰品，可以产生耀眼的视觉效果，它在鞋帽、服装、工艺品等物品的装饰装潢上得到广泛应用。水钻为多面体，由水晶玻璃珠通过研磨和抛光加工而成。
水钻磨抛工艺路径如下：先将未加工的水晶玻璃珠粘接在夹具的夹具针上，这一步骤通常在上下珠装置中实现；再将水钻夹具转移至多个磨抛装置中对水晶玻璃珠前侧各表面进行磨抛加工，该第一组磨抛装置可以包括两至多台加工装置，这些加工装置选自粗磨装置、细磨装置、精磨装置、粗抛装置、细抛装置和精细抛装置，通常是磨削和抛光搭配使用。
接下来，通过对接工艺，将前一步骤得到的水钻夹具与空夹具对接，则前侧各表面磨抛好的玻璃珠转移至空夹具的夹具针上，获得前侧各表面已磨抛好而后侧各表面待磨抛的夹具；然后将水钻夹具转移至另一组磨抛装置中对水晶玻璃珠后侧各表面进行磨抛加工；最后通过下珠工艺，将前一步骤得到的水钻夹具的夹具针上的水钻成品在上下珠装置中取下。
目前，市场上成熟的水钻加工设备由一台上下珠装置、两台磨抛机、一台对接装置构成，占地面积大，能耗大。
中国实用新型200720175599.8披露了一种自动玻璃水钻磨抛机，包括机头组件、上下珠装置、磨削装置、抛光装置、高频加热装置、主轴电机和转换装置，机头组件至少为六个，六个机头组件以夹具间隔60°环设于一主轴转盘组件上。
上述自动玻璃水钻磨抛机在工作时，主轴转盘组件带动机头组件间隔转动，当转动一周时，则机头组件的夹具装置所携带的专用夹具完成由水晶玻璃珠到水钻的工艺过程，生产效率高。然而，上述自动玻璃水钻磨抛机的主轴转盘组件在不停地转动，给对接工艺的实现造成很大麻烦。对接工艺的完成质量则直接关系成品率，为此要设计专用夹具，不能使用通用夹具，对现有的使用通用夹具的成熟设备和装置不能直接利用，技术研发成本和风险都比较大。
发明内容
本发明目的在于提供一种使用通用夹具的在一台设备上自动完成水钻磨抛工艺路径的水钻磨抛机。
为此，本发明提供了一种水钻磨抛机，其包括中心支架和围绕中心支架沿水钻磨抛工艺路径呈环形排列的多个工作装置，其中，中心摆动盘上设置有多个机械手，各机械手用于将相邻两工作装置中的沿水钻磨抛工艺路径的前一工作装置中的水钻夹具转移至后一工作装置中。
进一步地，上述中心支架为中心转盘，多个工作装置等圆周夹角地排列，机械手随中心转盘以相同的转角(即相邻两工作装置之间的圆周夹角)间歇转动。
进一步地，上述中心支架为中心摆动盘，多个工作装置等圆周夹角地排列，机械手随中心摆动盘在相邻两工作装置之间往复摆动。
进一步地，上述多个工作装置包括沿水钻磨抛工艺路径设置的上下珠装置、第一组磨抛装置、对接装置、以及第二组磨抛装置。
进一步地，上述第一组磨抛装置包括一磨削装置和一抛光装置，第二组磨抛装置包括一磨削装置和一抛光装置。
进一步地，上述各磨抛装置包括磨盘组件和夹持夹具在磨抛组件的磨盘上进行磨抛的夹具装置，其中，磨盘组件的磨盘高度是可调的。
进一步地，上述磨盘组件包括磨盘的驱动机构和磨盘的调高机构，调高机构为丝杠螺母传动机构。
进一步地，上述夹具装置包括底座、在底座上设置的水平移动座，在水平移动座上形成定位夹具的定位槽和夹块，该定位槽设置成使夹具呈倾斜姿态固定。
进一步地，上述对接装置包括对接机构和夹具对换机构，其中，夹具对换机构包括转盘、在转盘上对称设置的两夹具夹持机构、以及与转盘连接的180度翻转机构，其中，各夹具对换机构相对于对接机构是可水平移动的。
进一步地，上述夹具夹持机构包括夹具座，该夹具座具有定位夹具的定位槽和夹块。
进一步地，上述夹具夹持机构分别包括安装板和弹性支撑在安装板两侧的第一动夹块和第二动夹块，第一动夹块和第二动夹块之间形成夹持夹具的夹持口，第一动夹块上设有抓紧汽缸。
进一步地，上述每一工作装置对应于一只或两只机械手，各机械手包括机械臂和连接于所述机械臂端部的用于夹持夹具的夹持部。或者，各机械手包括机械臂和在机械臂端部设置的用于夹持夹具的一夹持部或者间隔设置的分别用于夹持夹具的两夹持部。
进一步地，上述机械手的夹持部包括静夹块和与之活动配合的动夹块。
进一步地，在上述磨抛装置和对接装置之间转移夹具的机械手和在磨抛装置和上下珠装置之间转移夹具的机械手，分别具有与机械臂连接的沿中心摆动盘的径向移动的驱动机构以及具有对应于夹具倾斜姿态和竖直姿态的夹持角度调整机构。
进一步地，上述中心摆动盘在各工作装置的顶部延伸，机械手的夹持部相对于夹具装置是可升降移动的。
进一步地，上述中心摆动盘是可升降移动的。
与现有的水钻加工设备相比，本发明的水钻磨抛机占地面积小，能耗低。其使用通用夹具，并且利用机械手转送夹具，克服了现有技术的水钻磨抛机因机头组件随主轴转盘组件不停转动而带来的对接工艺问题，同时对现有成熟技术手段的利用率高，技术研发风险较小。另外，设备拓展性好，一个磨盘上可配置两个夹具装置和机械手，有助于提高水钻的加工效率。
除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。
附图说明
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：
图1示出了根据本发明的水钻磨抛机的原理示意图，其中，机械手处于未抓取夹具的状态；
图2示出了图1所示水钻磨抛机的机械手处于夹具抓取状态的示意图；
图3示出了根据本发明第一实施例的水钻磨抛机的中心摆动盘和各磨抛装置之间的布局示意图；
图4示出了图3所示水钻磨抛机的中心摆动盘和对接装置、上下料装置之间的局部示意图；
图5示出了根据本发明第二实施例的水钻磨抛机的中心摆动盘和磨抛装置之间的布局示意图；
图6示出了图5所示水钻磨抛机的中心摆动盘和对接装置、上下料装置之间的局部示意图；
图7示出了根据本发明第三实施例的水钻磨抛机的两机械手和磨抛装置配合的局部示意图；以及
图8示出了根据本发明的一种新型的夹具夹持机构的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1和图2示出了根据本发明的水钻磨抛机的原理示意图，其中示出了六个工作装置。如图1和图2所示，水钻磨抛机包括中心摆动盘70和围绕所述中心摆动盘的摆动中心、沿水钻磨抛工艺路径、以60度圆周夹角顺序排列六个工作装置，即上下珠装置10、第一磨抛装置20、第二磨抛装置30、对接装置40、第三磨抛装置50和第四磨抛装置60。
作为示意性地表达，第一磨抛装置20包括夹具装置21和磨盘组件23，第二磨抛装置30包括夹具装置31和磨盘组件33，第三磨抛装置50包括夹具装置51和磨盘组件53，第四磨抛装置60包括夹具装置61和磨盘组件63。
作为示意性地表达，中心摆动盘70上设置有适于抓取通用夹具的六个机械手，在图2中，第一机械手71处于抓取夹具01的状态，同时地，第二机械手72处于抓取夹具02的状态，第三机械手73处于抓取夹具03的状态，第四机械手74处于抓取夹具04的状态，第五机械手75处于抓取夹具05的状态和第六机械手76处于抓取夹具06的状态。
在图2所示的状态，各机械手随中心摆动盘沿顺着水钻磨抛工艺路径的方向摆动一个圆周夹角即60度，随后机械手动作将夹具移送至相应的工作装置，例如，第一机械手将夹具01送至第一磨抛装置20的夹具装置21中，第一机械手将夹具01送至第二磨抛装置30的夹具装置31中。然后机械手回缩至原位，各工作装置开始进行工作，中心摆动盘70往回摆动60度回到原位，等待下一次夹具转移过程。
与机头组件连续转动的现有技术的自动水钻磨抛机相比，本发明的水钻磨抛机的各工作装置固定在原处，无需移动，并使用通用夹具，对接工艺的完成质量有保证，废品率得到了有效控制。另外，通过各工作装置等圆周夹角布置和机械手随中心摆动盘往复摆动的方式，使机械手的夹具的移送动作得到了简化和优化，这对于简化机械手的结构是非常有益的。
图3示出了根据本发明第一实施例的水钻磨抛机的中心摆动盘和磨抛装置之间的布局示意图。如图3所示，中心摆动盘70的摆动由摆动机构80(图中仅示意性示出)带动。中心摆动盘70在第一磨抛装置20和第三磨抛装置50的顶部延伸，第二机械手72和第五机械手75吊设在中心摆动盘70上。
第一磨抛装置20包括夹具装置21和磨盘组件23。夹具装置21用于夹持夹具在磨盘上进行水平移动，以进行磨抛。在本实施例中，夹具装置21的结构简单易行。
夹具装置21包括固定底座211、支撑在底座211上的水平移动座212和水平移动汽缸215，水平移动座212上设有定位槽212a和夹块213，夹块213由汽缸214驱动，该定位槽212a的形状与通用夹具02上的第一定位部021的形状(燕尾形)相适配，通过夹块214的移动来夹紧锁定夹具02或远离定位槽212a进而使得夹块02可以被取走。
定位槽212a设置成使得夹具02呈倾斜姿态定位在夹具装置21上，通常将夹具02与垂线的夹角设置成49°。夹具02的第二定位部022供机械手72夹持。
机械手72包括伸缩臂721和夹持部，该夹持部由静夹块722、动夹块723和抓紧汽缸724构成。静夹块722和动夹块723之间形成夹持口72a，由驱动汽缸724控制夹持口72a开口的大小。
夹持口72a设置成面对夹具02的第二定位部022的姿态，当伸缩臂721伸出、抓紧汽缸724带动动夹块723打开夹持口72a时，夹具装置21的水平移动座212在水平移动汽缸215的带动下，将夹具02的定位部向左伸入夹持口72a，随后，抓紧汽缸724驱动动夹块723带动夹具02斜向上移动，夹具02脱离定位槽212a并被机械手72的夹持部成功抓取。
磨盘组件的磨盘一方面是可转动的，另一方面高度是可调节的。其可通过以下机构来实现：电机238带动丝杠237转动，丝杠237带动螺母236升降运动，螺母236设置在传动框235的底壁上，磨盘231的驱动轴233可相对传动框235的顶壁能够转动但是不能构上下移动，并在驱动轴233的下端设置皮带轮232。
当电机238转动时，丝杠螺母传动配合，导致传动框235升高或降低，进而带动磨盘231升降进行高度调节，同时磨盘231可以在皮带轮232的带动下旋转。
机械手75和机械手72类似，夹具装置51和夹具装置21类似，磨盘组件53和夹具装置23类似，同时第二磨抛装置30和第四磨抛装置60与第一磨抛装置类似，在此不再赘述。
图4示出了图3所示水钻磨抛机的中心摆动盘和对接装置和上下料装置之间的局部示意图。如图4所示，对接装置40包括对接机构41、夹具对换机构43和对接辅助机构(未示出)。该对接辅助机构包括提供粘接剂的机构和提供烧结火焰的机构等。
对接机构41包括固定座411和在固定座上上下对称布置的两夹具夹持机构，位置在上的夹具夹持机构包括在固定座411上设置的移动座412、在移动座412上形成用于定位夹具的定位槽和夹块413、驱动夹块413移动的汽缸414和驱动移动座412上下移动的汽缸415。位置在下的夹具夹持机构与位置在上的夹具夹持机构的结构类似，位置通常是固定的，不包括汽缸415，该设置有助于保证对接精度。
在这里，定位槽412a直接设置成将夹具04定位成竖直姿态，位置在上的夹具夹持机构的夹块413设置成向上运动，位置在下的夹具夹持机构的夹块413设置成向下运动，以方便夹具04的取放。
当然，位置在下的夹具413也可以设置成向上运动，此时夹具对换机构43最好采用图8所示的结构形式。需要说明的是，上述对接机构41可采用现有的成熟设计结构，而不局限于上面所描述的原理构造。
夹具对换机构43包括转盘431、在转盘上对称设置的第一夹具夹持机构和第二夹具夹持机构、与转盘连接的180度翻转机构435、以及转盘431的水平驱动汽缸436。第一夹具夹持机构和第二夹具夹持机构分别包括动夹块432、静夹块433和驱动动夹块432的汽缸434与对接机构41相对应，静夹块433靠外周设置，动夹块432靠内侧设置，静夹块433可与转盘431一体形成。
对接机构上的位置在上的夹具夹持机构用于夹持由第二磨抛装置提供的玻璃珠前侧各表面已磨好的夹具04，位置在下的夹具夹持机构用于夹持空夹具04’，在对接完成以后，位置在下的夹具夹持机构上的夹具04’不再是空夹具，而位置在上的夹具夹持机构上的夹具04成为空夹具。
通过操作控制，可以将夹具04和04’移动至夹具对换机构43的第一夹具夹持机构和第二夹具夹持机构，再使夹具对换机构43的转盘431翻转180°，则空夹具在下，具有玻璃珠的夹具在上，再通过操作控制，可以使具有玻璃珠的夹具和空夹具归还至对接机构。
对接机构上的带有玻璃珠的夹具将会继续转移至第三磨抛装置进行磨抛作业，而空夹具则等待下一次对接过程。
机械手74包括可伸缩的机械臂742、带动机械臂742沿中心摆动盘径向移动的汽缸741、铰接在机械臂742端部的夹持部、以及夹角变换汽缸746。其中，夹持部包括铰接在机械臂端部的静夹块743、与静夹块配合的动夹块744、和驱动动夹块744夹紧或松开的汽缸745。夹角变换汽缸746的一端铰接在机械臂上，另一端铰接在静夹块743上。上述结构的机械手74能够避免与夹具对换机构的运动干涉。
夹角变换汽缸746的伸出和回缩对应于夹持部的两个状态，一个状态与夹具倾斜姿态相对应，夹具在该倾斜姿态下可以直接在磨盘上作水平磨抛运动；另一个状态与夹具竖直姿态对应，夹具在该竖直姿态下可实现对接工艺或上下珠工艺。
机械手71和机械手74的结构相同，在此不再赘述。
上下珠装置包括夹具夹持机构11和辅助上下珠机构12(图中仅示意性示出)。该辅助上下珠机构12包括提供粘接剂的机构、提供烧结火焰的机构、提供玻璃珠的机构和提供下珠的机构等。
夹具夹持机构11包括固定座111、在固定座111上可上下移动的具有夹具定位槽112a的移动座112、夹块113和驱动夹块移动的汽缸114。由于需要下珠的夹具和需要上珠的夹具在竖直姿态下完成，故定位槽112a构造成使夹具01竖直地定位在移动座112上。
图5和图6示出了根据本发明第二实施例的水钻磨抛机的示意图。如图5和图6所示，本实施例与第一实施例不同之处在于，中心摆动盘上设有伸缩汽缸81，而各机械手上的可伸缩的机械臂可以修改为固定臂，由中心摆动盘整体上下移动，从而精简机械手的结构。
图7示出了根据本发明第三实施例的水钻磨抛机的两机械手和磨抛装置配合的局部示意图。如图7所示，本实施例与第一实施例不同之处在于，磨抛装置具有在磨盘组件53的里外两侧对称设置的夹具装置51和55，对应地，中心摆动盘上设有两机械手75和75’，这样在一个磨盘上可以同时研磨两个夹具，大大提高了工作效率。
图8示出了根据本发明的一种新型的夹具夹持机构的结构示意图。如图8所示，该夹具夹持机构可以在夹具对换机构上使用，也可以作为机械手使用，是一种较理想的夹具夹持机构。
该夹具夹持机构73包括安装板733和通过弹簧734和弹簧735弹性支撑在安装板两侧的第一动夹块731和第二动夹块732，该第一动夹块731和第二动夹块732之间形成夹持夹具03的夹持口，该第一动夹块731上设有抓紧汽缸736。当抓紧汽缸736不动作时，第一动夹块和第二动夹块张开，当抓紧汽缸736动作时，第一动夹块和第二动夹块收拢而抓取夹具，在夹具抓取过程中对夹具夹持机构的定位精度要求不高。
在上述各实施例中，中心摆动盘是往复摆动的，本领域的技术人员可以理解，在其它实施例中，中心转动盘也可以是以相同转角间歇转动的中心转盘，如此，各机械手则功能相同，相比之下，中心摆动盘的优点是在相邻两磨抛装置之间的机械手的结构可以简化。另外，本领域的技术人员还可以理解，中心摆动盘和中心转盘也可以由固定不动的架代替，机械手可转动或可移动地设置在架上，将相邻两工作装置的沿水钻磨抛工艺路径的前一工作装置的夹具转移至后一工作装置中。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种水钻磨抛机，其特征在于，包括中心支架和围绕所述中心支架沿水钻磨抛工艺路径呈环形排列的多个工作装置，其中
所述中心摆动盘上设置有多个机械手，各所述机械手用于将所述相邻两工作装置中的沿水钻磨抛工艺路径的前一工作装置中的水钻夹具转移至后一工作装置中。
2.根据权利要求1所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述中心支架为中心转盘，所述多个工作装置等圆周夹角地排列，所述机械手随所述中心转盘以等圆周角夹角间歇转动。
3.根据权利要求1所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述中心支架为中心摆动盘，所述多个工作装置等圆周夹角地排列，所述机械手随所述中心摆动盘在相邻两工作装置之间往复摆动。
4.根据权利要求2或3所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述多个工作装置包括沿水钻磨抛工艺路径设置的上下珠装置、第一组磨抛装置、对接装置、以及第二组磨抛装置。
5.根据权利要求4所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述第一组磨抛装置包括一磨削装置和一抛光装置，所述第二组磨抛装置包括一磨削装置和一抛光装置。
6.根据权利要求4所述的水钻磨抛机，其特征在于，各所述磨抛装置包括磨盘组件和夹持所述夹具在所述磨抛组件的磨盘上进行磨抛的夹具装置，其中，所述磨盘组件的磨盘高度是可调的。
7.根据权利要求6所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述磨盘组件包括磨盘的驱动机构和磨盘的调高机构，所述调高机构为丝杠螺母传动机构。
8.根据权利要求6所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述夹具装置包括底座、在所述底座上设置的水平移动座，在所述水平移动座上形成定位所述夹具的定位槽和夹块。
9.根据权利要求4所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述对接装置包括对接机构和夹具对换机构，其中，
所述夹具对换机构包括转盘、在所述转盘上对称设置的两夹具夹持机构、以及与转盘连接的180度翻转机构，其中，所述夹具对换机构相对于所述对接机构是可水平移动的。
10.根据权利要求9所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述夹具夹持机构包括夹具座，所述夹具座具有定位所述夹具的定位槽和夹块。
11.根据权利要求9所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述夹具夹持机构包括安装板和弹性支撑在所述安装板两侧的第一动夹块和第二动夹块，所述第一动夹块和第二动夹块之间形成夹持所述夹具的夹持口，所述第一动夹块上设有抓紧汽缸。
12.根据权利要求4所述的水钻磨抛机，其特征在于，每一工作装置对应于一只或两只机械手，各机械手包括机械臂和连接于所述机械臂端部的用于夹持夹具的夹持部。
13.根据权利要求12所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述机械手的夹持部包括静夹块和与之活动配合的动夹块。
14.根据权利要求12所述的水钻磨抛机，其特征在于，在所述磨抛装置和对接装置之间的转移夹具的机械手和在所述磨抛装置和对接装置之间的转移夹具的机械手，分别具有与机械臂连接的沿所述中心摆动盘的径向移动的驱动机构以及具有对应于夹具倾斜姿态和竖直姿态的夹持角度调整机构。
15.根据权利要求4所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述中心摆动盘在各所述工作装置的顶部延伸，所述机械手的夹持部相对于所述夹具装置是可升降移动的。
16.根据权利要求4所述的水钻磨抛机，其特征在于，所述中心摆动盘是可升降移动的。
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