CN103111926B - 水晶坯件自动磨抛系统及其对接机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对接机构，包括对接机架、安装板，安装板上有第一夹具座和第二夹具座，第一夹具座与安装板固定连接，第二夹具座与安装板滑动连接并通过滑动驱动装置驱动，第一夹具座和第二夹具座上均设有夹具定位装置和夹具锁紧装置，安装板的转动轴水平设置并位于第一夹具座和第二夹具座之间，安装板由安装在对接机架上的转动驱动装置驱动转动，安装板具有两个转动停止位置：竖直状态，第二夹具座位于第一夹具座的上方；倾斜或水平状态，第一夹具座和第二夹具座均在安装板上面。还公开了采用该对接机构的水晶坯件自动磨抛系统。本技术方案对接精度高，粘接牢固，方便机械手结构动作设计，提高对接效率和整个自动磨抛系统的加工效率。

Description

水晶坯件自动磨抛系统及其对接机构

技术领域

本发明属于水晶制品磨抛加工领域，涉及一种对水晶坯件进行自动化磨抛加工的水晶坯件自动磨抛系统，尤其涉及一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构。

背景技术

现有技术中，水晶坯件的自动磨抛系统（磨抛机），包括：上料工位，设置有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；至少一个对水晶坯件的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位；对接工位，设置有能够将水晶坯件从一个夹具转接固定到另一个夹具上并能够将两个夹具进行位置对换的对接机构；至少一个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位；下料工位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；其中，所述上半球磨削工位和下半球磨削工位上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位和下半球抛光工位上均设有抛光机构。将水晶坯件在各工位之间进行流转的转移机构，有机头旋转架形式和机械手旋转架形式。其中的对接机构有如下几种形式：

一是，对接的两个夹具分别固定在两个相互独立的夹具固定座上，这两个夹具固定座分别通过各自的驱动装置（气缸或电机）实现转动、升降或者平移，要将分别独立运动的这两个夹具固定座进行对接，很难保证对接精度。应用该形式对接机构的专利文献有CN101758433A、CN102430967A、CN202622514U、CN102729113A、CN201863082U等。

二是，对接的两个夹具分别固定在上下两个夹具固定座上，这两个夹具固定座都安装在同一个安装板上，两个夹具固定座与安装板竖直滑动连接从而实现对接。这样对接的两个夹具固定座是沿同一个导轨滑动的，可以保证较高的对接精度，但是，因为各工位转移机构的机械手较难取下下夹具固定座上的夹具，并且为了实现各加工工位之间的整体一个循环，所以该对接机构一般设置成上下夹具固定座能够上下对调的结构（即安装板设置成能够上下翻转的），这样各工位转移机构的机械手只需一个，而且在对接工位上一次只拾取一个夹具（即单夹具流转），而在对接机构上都会始终保留一个空夹具（即固定有水晶坯件的夹具经对接后成为空夹具），该空夹具必须沾粉后才能粘接水晶坯件（即与另一个固定有水晶坯件的夹具对接），因此，此种形式的对接过程中必须包含夹具的夹具针预热、粉盘送粉和夹具的夹具针沾粉三个动作（即对接机构中必须包含送粉装置），这样导致对接工位上对接所占用的时间远长于其他工位上的磨削、抛光、上料或者下料的时间，其他工位的等待时间长，整体的加工效率低。应用该形式对接机构的专利文献有CN102366913A、CN102366914A、CN102152188A、CN202162662U、CN102152190A、CN1022949634A等。

此外，现有技术中的对接形式有竖直上下对接（即对接的两个夹具上下相对）和水平左右对接（即对接的两个夹具左右相对），竖直上下对接的粘接牢固程度和效率都远优于水平左右对接。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的之一是提供一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，不仅能够保证对接精度和水晶坯件的粘接牢固程度，而且方便机械手拾取和放下对接的两个夹具，并且缩短对接工位占用时间，提高对接效率和整个自动磨抛系统的加工效率。

本发明的目的之二是提供一种水晶坯件自动磨抛系统，包括如上所述的对接机构。

为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，包括对接机架，对接机架上设有能够在竖直面内转动的安装板，安装板上安装有第一夹具座和第二夹具座，第一夹具座与安装板固定连接，第二夹具座与安装板滑动连接并通过滑动驱动装置驱动其靠近或远离第一夹具座，所述第一夹具座和第二夹具座上均设置有用于夹具定位对准的夹具定位装置和用于锁紧固定夹具的夹具锁紧装置，所述安装板的转动轴水平设置并位于第一夹具座和第二夹具座之间，所述安装板由安装在对接机架上的转动驱动装置驱动转动，安装板具有两个转动停止位置：当安装板转动到第一个转动停止位置时，安装板呈竖直状态，第二夹具座位于第一夹具座的上方；当安装板转动到第二个转动停止位置时，安装板与竖直面呈30°～90°夹角，第一夹具座和第二夹具座均在安装板上面。

本技术方案将安装有夹具座的安装板转动设置成两个状态：一个为竖直状态用于两个夹具实现对接，另一个为倾斜或水平状态用于两个机械手分别拾取和放下对接的两个夹具。这样两个夹具安装在同一个安装板上，一个固定一个滑动，两个夹具对位准确充分保证了对接精度；采用竖直上下对接，水晶坯件的粘接牢固程度和转接效率都远优于水平左右对接；安装板倾斜或水平状态时，两个夹具均位于安装板的上面，便于机械手拾取，机械手结构动作简单，安装板转动范围小，效率高；因为上半球加工循环上的机械手和下半球加工循环上的机械手分别拾取对接机构上对接的两个夹具，即在对接完成后对接机构上是不留夹具的，所以对接机构上就不需要设置送粉装置（沾粉在下料工位上完成），对接工位占用时间较短，其他工位的等待时间较少，提高了系统整体加工效率。

作为优选，所述第二夹具座的滑动驱动装置为安装在安装板上的第一气缸，第一气缸的移动端与第二夹具座连接。

作为优选，所述夹具定位装置包括定位件和能够将夹具推抵至定位件的推抵气缸，定位件和推抵气缸相对安装在第一夹具座和第二夹具座的左右两端。

作为优选，所述夹具锁紧装置包括扣槽和锁紧气缸，扣槽和锁紧气缸相对设置在第一夹具座和第二夹具座的上下两侧，锁紧气缸的移动端安装能够将夹具扣紧在扣槽上的扣爪。

作为优选，所述安装板的转动驱动装置为第二气缸，第二气缸一端与对接机架活动连接，第二气缸另一端与安装板活动连接。

作为优选，所述第一夹具座和第二夹具座之间设有加热管，加热管由安装在安装板上的加热管气缸驱动移动，加热管的移动方向与第二夹具座的滑动方向平行。

作为优选，所述第一夹具座和第二夹具座之间设有吹气管。

作为优选，所述对接机架上设有废料盘，该废料盘由废料盘气缸驱动滑动，所述安装板上设有开口，从而废料盘能够穿过该开口进入到所述第一夹具座和第二夹具座之间，所述废料盘上安装有钢丝刷辊，该钢丝刷辊由刷辊电机驱动旋转。废料盘和夹具座分别位于安装板的两侧，废料盘从后面穿过安装板后对夹具的夹具针进行清理和收集废料，结构简单紧凑。钢丝刷可以清除夹具针上的残胶，避免残胶累积结垢，影响粘接和加工质量。

一种水晶坯件自动磨抛系统，包括如上所述的对接机构。

一种水晶坯件自动磨抛系统，包括：第一旋转架，环绕第一旋转架设置有上料工位、至少一个对水晶坯件的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位、至少一个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位和对接工位，第一旋转架能够转动和定位并设置有至少四个能够拾取和放下夹具的机械手；第二旋转架，环绕第二旋转架设置有所述对接工位、至少一个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位、至少一个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位和下料工位，第二旋转架能够转动和定位并设置有至少四个能够拾取和放下夹具的机械手；其中，所述上料工位上设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；所述对接工位上设有如上所述的对接机构；所述下料工位上设有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；所述上半球磨削工位和下半球磨削工位上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位和下半球抛光工位上均设有抛光机构。

一种水晶坯件自动磨抛系统，包括：第一旋转架，环绕第一旋转架设置有至少一个对水晶坯件的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位，第一旋转架能够转动和定位并设置有至少两个能够安装夹具的机头；第二旋转架，环绕第二旋转架设置有至少一个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位，第二旋转架能够转动和定位并设置有至少两个能够安装夹具的机头；上料工位，设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；对接工位，设有如上所述的对接机构；下料工位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；以及，至少一个能够拾取和放下夹具并能够将其在上料工位、对接工位以及第一旋转架上的机头之间进行转移的第一转移机构；至少一个能够拾取和放下夹具并能够将其在对接工位、下料工位以及第二旋转架上的机头之间进行转移的第二转移机构；其中，所述上半球磨削工位和下半球磨削工位上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位和下半球抛光工位上均设有抛光机构。

上述磨削机构和抛光机构可以是平盘形式也可以辊式。

本发明由于采用了以上的技术方案，不仅能够保证对接精度和水晶坯件的粘接牢固程度，而且方便机械手拾取和放下对接的两个夹具，并且缩短对接工位占用时间，提高对接效率和整个自动磨抛系统的加工效率。

附图说明

图1是本发明水晶坯件自动磨抛系统的结构示意图；

图2是本发明对接机构的立体图（倾斜状态，前侧）；

图3是本发明对接机构的立体图（倾斜状态，后侧）；

图4是本发明对接机构的立体图（竖直状态，前侧）；

图5是本发明对接机构的结构示意图（竖直状态）；

图6是本发明对接机构中安装板呈倾斜状态时机械手拾取或放下夹具的示意图；

图7是本发明对接机构中安装板呈水平状态时机械手拾取或放下夹具的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

实施例1：

如图1所示的一种水晶坯件自动磨抛系统，包括：安装在第一机架1上的第一旋转架11，环绕第一旋转架11设置有上料工位12、两个对水晶坯件的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位13、14、两个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位15、16和对接工位3，第一旋转架11能够转动和定位并设置有六个能够拾取和放下夹具的机械手111；安装在第二机架2上的第二旋转架21，环绕第二旋转架21设置有所述对接工位3、两个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位22、23、两个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位24、25和下料工位26，第二旋转架21能够转动和定位并设置有六个能够拾取和放下夹具的机械手211；其中，所述上料工位12上设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；所述对接工位3上设有对接机构；所述下料工位26上设有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；所述上半球磨削工位13、14和下半球磨削工位22、23上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位15、16和下半球抛光工位24、25上均设有抛光机构。

本实施例中，上料机构、下料机构、磨削机构和抛光机构均为现有技术，结构和动作过程可参考本发明人公开号为CN202162658U的专利文献。机械手同样可参见上述文献，但是优选在对接工位上工作的一个机械手抓取夹具后能够转动夹具，该转动驱动结构为气缸驱动齿轮齿条结构，也可参见公开号为CN102294634A的专利文献。

所述对接机构，如图2、图3、图4、图5所示，包括对接机架301，对接机架301上设有能够在竖直面内转动的安装板307，安装板307上安装有第一夹具座303和第二夹具座308，第一夹具座303与安装板307固定连接，第二夹具座308与安装板307滑动连接并通过滑动驱动装置驱动其靠近或远离第一夹具座303，所述第一夹具座303和第二夹具座308上均设置有用于夹具定位对准的夹具定位装置和用于锁紧固定夹具的夹具锁紧装置，所述安装板307的转动轴水平设置并位于第一夹具座303和第二夹具座308之间，所述安装板307由安装在对接机架301上的转动驱动装置驱动转动，安装板307具有两个转动停止位置：如图4、图5所示，当安装板307转动到第一个转动停止位置时，安装板307呈竖直状态，第二夹具座308位于第一夹具座303的上方；如图2、图3所示，当安装板307转动到第二个转动停止位置时，安装板307与竖直面呈30°～90°夹角，第一夹具座303和第二夹具座308均在安装板307上面。所述对接机架301上限制安装板307转动范围的限位件318。所述第二夹具座308的滑动驱动装置为安装在安装板307上的第一气缸310，第一气缸310的移动端与第二夹具座308连接。所述夹具定位装置包括定位件和能够将夹具推抵至定位件的推抵气缸306、313，定位件和推抵气缸306、313相对安装在第一夹具座303和第二夹具座308的左右两端。所述夹具锁紧装置包括扣槽和锁紧气缸302、309，扣槽和锁紧气缸302、309相对设置在第一夹具座303和第二夹具座308的上下两侧，锁紧气缸302、309的移动端安装能够将夹具扣紧在扣槽上的扣爪。所述安装板307的转动驱动装置为第二气缸314，第二气缸314一端与对接机架301活动连接，第二气缸314另一端与安装板307活动连接。所述第一夹具座303和第二夹具座308之间设有加热管304，加热管304由安装在安装板307上的加热管气缸305驱动移动，加热管304的移动方向与第二夹具座308的滑动方向平行。所述对接机架301上设有废料盘311，该废料盘311由废料盘气缸316驱动滑动，所述安装板307上设有开口312，从而废料盘311能够穿过该开口312进入到所述第一夹具座303和第二夹具座308之间，所述废料盘311上安装有钢丝刷辊315，该钢丝刷辊315由刷辊电机317驱动旋转。

如图6所示，在安装、抓取夹具41、42时，安装板307呈倾斜状态，机械手111、211将夹具41、42分别放置在第一、第二夹具座上，夹具定位装置移动夹具到位后夹具锁紧装置锁紧固定夹具；安装板307转动至竖直状态，如图4、图5所示，第二夹具座308上夹具42的夹具针竖直向下，第一夹具座303上夹具41的夹具针竖直向上，对接时，第二夹具座308下移使上夹具42的夹具针上的水晶坯件与下夹具41的夹具针接触，加热管304先加热上夹具42的夹具针位置，然后加热管17下移对下夹具的夹具针进行加热使其上胶粉融化粘接水晶坯件，加热管17上移对上夹具的夹具针加热使其上粘接胶融化，同时吹气管对下夹具的夹具针吹气冷却保证水晶坯件粘接牢固，最后，第二夹具座308上移复位，水晶坯件粘接在下夹具41上，钢丝刷辊和废料盘移入刷去上夹具42的夹具针上的残胶，对接完成。对接完成后，安装板转动至倾斜状态以供两侧的机械手进行下一步操作。

实施例2：

一种水晶坯件自动磨抛系统和对接机构，与实施例1的不同仅在于：安装板307具有两个转动停止位置：当安装板307转动到第一个转动停止位置时，安装板307呈竖直状态，第二夹具座308位于第一夹具座303的上方；如图7所示，当安装板307转动到第二个转动停止位置时，安装板307呈水平状态，第一夹具座303和第二夹具座308均在安装板307上面。

实施例3：

一种水晶坯件自动磨抛系统，包括：第一旋转架，环绕第一旋转架设置有至少一个对水晶坯件的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位，第一旋转架能够转动和定位并设置有至少两个能够安装夹具的机头；第二旋转架，环绕第二旋转架设置有至少一个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位，第二旋转架能够转动和定位并设置有至少两个能够安装夹具的机头；上料工位，设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；对接工位，设有如实施例1或2所述的对接机构；下料工位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；以及，至少一个能够拾取和放下夹具并能够将其在上料工位、对接工位以及第一旋转架上的机头之间进行转移的第一转移机构；至少一个能够拾取和放下夹具并能够将其在对接工位、下料工位以及第二旋转架上的机头之间进行转移的第二转移机构；其中，所述上半球磨削工位和下半球磨削工位上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位和下半球抛光工位上均设有抛光机构。

本实施例中，上料机构、下料机构、磨削机构、抛光机构和转移机构均为现有技术，结构和动作过程可参考本发明人公开号为CN102430967A的专利文献。其他同实施例1。

Claims (10)

1.一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，其特征在于，包括对接机架（301），对接机架（301）上设有能够在竖直面内转动的安装板（307），安装板（307）上安装有第一夹具座（303）和第二夹具座（308），第一夹具座（303）与安装板（307）固定连接，第二夹具座（308）与安装板（307）滑动连接并通过滑动驱动装置驱动其靠近或远离第一夹具座（303），所述第一夹具座（303）和第二夹具座（308）上均设置有用于夹具定位对准的夹具定位装置和用于锁紧固定夹具的夹具锁紧装置，所述安装板（307）的转动轴水平设置并位于第一夹具座（303）和第二夹具座（308）之间，所述安装板（307）由安装在对接机架（301）上的转动驱动装置驱动转动，安装板（307）具有两个转动停止位置：当安装板（307）转动到第一个转动停止位置时，安装板（307）呈竖直状态，第二夹具座（308）位于第一夹具座（303）的上方；当安装板（307）转动到第二个转动停止位置时，安装板（307）与竖直面呈30°～90°夹角，第一夹具座（303）和第二夹具座（308）均在安装板（307）上面。

2.根据权利要求1所述的一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，其特征在于，所述第二夹具座（308）的滑动驱动装置为安装在安装板（307）上的第一气缸（310），第一气缸（310）的移动端与第二夹具座（308）连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，其特征在于，所述夹具定位装置包括定位件和能够将夹具推抵至定位件的推抵气缸（306、313），定位件和推抵气缸（306、313）相对安装在第一夹具座（303）和第二夹具座（308）的左右两端。

4.根据权利要求1所述的一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，其特征在于，所述夹具锁紧装置包括扣槽和锁紧气缸（302、309），扣槽和锁紧气缸（302、309）相对设置在第一夹具座（303）和第二夹具座（308）的上下两侧，锁紧气缸（302、309）的移动端安装能够将夹具扣紧在扣槽上的扣爪。

5.根据权利要求1所述的一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，其特征在于，所述安装板（307）的转动驱动装置为第二气缸（314），第二气缸（314）一端与对接机架（301）活动连接，第二气缸（314）另一端与安装板（307）活动连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，其特征在于，所述第一夹具座（303）和第二夹具座（308）之间设有加热管（304），加热管（304）由安装在安装板（307）上的加热管气缸（305）驱动移动，加热管（304）的移动方向与第二夹具座（308）的滑动方向平行。

7.根据权利要求1所述的一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构，其特征在于，所述对接机架（301）上设有废料盘（311），该废料盘（311）由废料盘气缸（316）驱动滑动，所述安装板（307）上设有开口（312），从而废料盘（311）能够穿过该开口（312）进入到所述第一夹具座（303）和第二夹具座（308）之间，所述废料盘（311）上安装有钢丝刷辊（315），该钢丝刷辊（315）由刷辊电机（317）驱动旋转。

8.一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的对接机构。

9.一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，包括：

第一旋转架（11），环绕第一旋转架（11）设置有上料工位（12）、至少一个对水晶坯件的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位（13、14）、至少一个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位（15、16）和对接工位（3），第一旋转架（11）能够转动和定位并设置有至少四个能够拾取和放下夹具的机械手；

第二旋转架（21），环绕第二旋转架（21）设置有所述对接工位（3）、至少一个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位（22、23）、至少一个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位（24、25）和下料工位（26），第二旋转架（21）能够转动和定位并设置有至少四个能够拾取和放下夹具的机械手；

其中，所述上料工位（12）上设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；所述对接工位（3）上设有如权利要求1至7中任一项所述的对接机构；所述下料工位（26）上设有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；所述上半球磨削工位（13、14）和下半球磨削工位（22、23）上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位（15、16）和下半球抛光工位（24、25）上均设有抛光机构。

10.一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，包括：

第一旋转架，环绕第一旋转架设置有至少一个对水晶坯件的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位，第一旋转架能够转动和定位并设置有至少两个能够安装夹具的机头；

第二旋转架，环绕第二旋转架设置有至少一个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位，第二旋转架能够转动和定位并设置有至少两个能够安装夹具的机头；

上料工位，设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；

对接工位，设有如权利要求1至7中任一项所述的对接机构；

下料工位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；

以及，至少一个能够拾取和放下夹具并能够将其在上料工位、对接工位以及第一旋转架上的机头之间进行转移的第一转移机构；

至少一个能够拾取和放下夹具并能够将其在对接工位、下料工位以及第二旋转架上的机头之间进行转移的第二转移机构；

其中，所述上半球磨削工位和下半球磨削工位上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位和下半球抛光工位上均设有抛光机构。