CN105458888B - 一种组合式双工位水晶磨抛一体机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一组合式双工位水晶磨抛一体机及其使用方法，包括一水平机架、左右设置于所述水平机架上表面的第一数控工作台和第二数控工作台，第一、第二数控工作台分别经一设置于水平机架上表面的纵向导轨机构驱动沿水平机架纵向滑动，第一数控工作台和第二数控工作台上还分别设置有夹持机构；水平机架的上表面前后依次开设有横向的第一、第二槽口，第一槽、第二槽口内分别设置有磨削机构和抛光机构，磨削机构和抛光机构设置于第一、第二数控工作台的下方且分别经一设置于第一、第二槽口的横向导轨机构驱动横向滑动。本发明的有益效果在于：通过一次装夹，完成磨削和抛光同时进行，加工效率和产品质量高，节省能源。

Description

一种组合式双工位水晶磨抛一体机及其使用方法

技术领域

本发明涉及水晶加工领域，尤其涉及一种组合式双工位水晶磨抛一体机及其使用方法。

背景技术

水晶是广受人们喜爱的饰品，其光亮和晶莹剔透程度与其磨抛质量直接相关，水晶磨抛加工主要有两种方法，一是以传统的制作方式，即采用单工位水晶磨抛机先进行磨削加工后再更换抛光盘进行抛光加工；另一种方法是使用近年来开发的三工位磨抛机加工，该磨抛机的三工位呈直线布置，工件在左侧磨削工位粗磨后移至中间盘进行精磨加工，再移至右侧抛光工位进行抛光加工。

传统加工方法加工需手工更换磨抛盘，磨抛盘更换时需停机操作，反复停机费时费电，反复手工更换磨抛盘使操作者劳动强度大，两次定位精度低；三工位加工方法中同一时间只有一个工位加工，各工位磨抛盘需反复启停，机床加工效率低，电力浪费大，因此，现有加工方法存在生产成本高、电力浪费大、生产效率与产品质量难以综合保证等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种组合式双工位水晶磨抛一体机及其使用方法，实现磨削和抛光同时进行，加工效率和产品质量高，节省能源。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种组合式双工位水晶磨抛一体机，包括一水平机架、 左右设置于所述水平机架上表面的第一数控工作台和第二数控工作台，所述第一数控工作台和第二数控工作台分别经一设置于水平机架上表面的纵向导轨机构驱动沿水平机架纵向滑动，所述第一数控工作台和第二数控工作台上还分别设置有用于夹持水晶坯件的夹持机构；所述水平机架的上表面前后依次开设有横向的第一槽口和第二槽口，所述第一槽口和第二槽口内分别设置有磨削机构和抛光机构，所述磨削机构和抛光机构设置于第一数控工作台和第二数控工作台的下方且分别经一设置于第一槽口和第二槽口的横向导轨机构驱动横向滑动。

进一步的，所述第一数控工作台和第二数控工作台均包括一底板，所述底板中部开设有一横向的凹槽，所述凹槽的底部中间设有一开口，所述开口上架设有一用于夹持水晶坯件的夹持机构，所述凹槽的底部两侧还分别沿横向设有一导轨机构，所述夹持机构经一支撑板沿导轨机构滑动，所述支撑板固定于导轨机构的滑块上；所述支撑板还经一摆动机构驱动左右往复摆动；所述底板的两侧还分别向外延伸有一固定板，位于底板两侧的固定板分别固定于纵向导轨机构上。

进一步的，所述摆动机构包括一固定于底板上的电机和与所述电机连接的涡轮蜗杆机构，所述支撑板与所述涡轮蜗杆机构的蜗杆的一端固定连接。

进一步的，所述夹持机构包括两并列设置的铝排，所述铝排的两端分别转动设置于一挡板上，所述挡板设置于所述支撑板上，所述铝排分别经一第一转动机构驱动铝排回转，所述挡板分别经第二转动机构驱动铝排摆动。

进一步的，所述第一转动机构和第二转动机构均包括一伺服电机和与经伺服电机驱动的涡轮蜗杆机构，所述第一转动机构的涡轮蜗杆机构的蜗杆一端与铝排的一端部固定连接，所述第二转动机构的涡轮蜗杆机构的蜗杆的一端与所述挡板固定连接。

进一步的，所述磨削机构和抛光机构分别包括一设置于第一数控工作台和第二数控工作台下方的磨盘和抛光盘，磨盘和抛光盘分别经一主轴机构驱动，所述主轴机构分别转动设置一主轴底板上，所述主轴底板分别设置于所述横向导轨机构上。

进一步的，所述主轴机构包括一竖向穿设于所述主轴底板的主轴，所述主轴一端分别经位于该主轴端部的法兰与所述磨盘和抛光盘固定连接，所述主轴底板上设有一轴承座，所述主轴穿设于所述轴承座经一带传送机构驱动旋转；所述轴承座内和主轴之间还套设有轴套，所述轴套的一端与所述磨盘或抛光盘固定连接，另一端经一竖向进给机构驱动；所述竖向进给机构和带传动机构均经一连接板设置于所述主轴底板下方。

进一步的，所述竖向进给机构包括一与所述轴套另一端相连的轴套连接法兰，所述轴套连接法兰左右两侧对称连接的一对销轴，所述销轴分别经一连接轴与一竖向设置的丝杆机构的螺母座固定连接，所述丝杆机构经一电机驱动；所述丝杆机构外还沿竖向套设有一圆柱直线导轨，所述螺母座沿圆柱直线导轨滑动。

本发明还公开一种如上述所述的组合式双工位水晶磨抛一体机的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1：通过驱动纵向导轨机构将第一数控工作台和第二工作台分别移动至水平机架的左前侧和右前侧，同时通过驱动横向导轨机构分别将磨削机构和抛光机构移动至水平机架的左前侧和左后侧；

步骤S2：取水晶坯件装夹于第一数控工作台的夹持机构上，并且通过驱动夹持机构调整水晶坯件的位置，开始进行磨削；

步骤S3：取另一水晶坯件夹持于第二数控工作台的夹持机构上；

步骤S4：若位于第一数控工作台的水晶坯件磨削完成，则驱动纵向导轨机构将第一数控工作台与抛光机构配合进行抛光，同时将磨削机构与第二数控工作台配合进行磨削，转至步骤S5；否则继续磨削，转至步骤S4；

步骤S5：同时进行磨削和抛光，且此时抛光机构和磨削机构处于水平机架上对角位置；抛光完成后，取下第一数控工作台上抛光后的水晶；

步骤S6：取另一水晶坯件装夹于第一数控工作台上；

步骤S7：若第二数控工作台上的水晶坯件磨削完成，移动第一数控工作台和磨削机构配合进行磨削，同时移动第二数控工作台和抛光机构移配合进行抛光，否则继续磨削；

步骤S8：同时进行磨削和抛光，此时抛光机构和磨削机构处于水平机架上另一对角位置；抛光完成后，取下第二数控工作台上抛光后的水晶；

步骤S9：转至步骤S3。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明通过将第一数控工作台和第二数控工作台左右设置于所述水平机架的上表面，并且分别经一纵向导轨机构驱动第一数控工作台和第二数控工作台在左侧和右侧沿纵向滑动，通过将磨削机构和抛光机构设置于第一数控工作台和第二数控工作台的下方，且将磨削机构和抛光机构分别设置于水平机架上表面的前后且分别经一横向导轨机构驱动，使得磨削机构和抛光机构分别沿水平机架前后横向移动，从而通过将第一数控工作台和第二数控工作台的纵向移动和磨削机构和抛光机构的横向移动配合可以进行同时的磨削和抛光，而且可以在第一数控工作台或第二数控工作台装夹水晶坯件后，不需重复装夹，完成磨削和抛光工序，不仅提高加工效率，而且可以保证加工精度，保证加工质量。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为本发明实施例的磨抛一体机的结构示意图。

图2为本发明实施例的第一数控工作台的结构示意图。

图3为本发明实施例的磨削机构的结构示意图。

图4为本发明实施例的竖向进给机构的结构示意图。

图中：1-水平机架；10-第一槽口；11-第二槽口；2- 第一数控工作台；20-底板；200-固定板；21-凹槽；22-开口；23-导轨机构；24-支撑板；25-摆动机构；3-第二数控工作台；4-纵向导轨机构；5-磨削机构；50-磨盘；51-主轴底板；52-主轴；53-轴承座；54-轴套；55-竖向进给机构；550-轴套连接法兰；551-销轴；552-连接轴；553-丝杆机构；5530-螺母座；554-圆柱直线导轨；555-电机；56-连接板；57-带传送机构；6-抛光机构；7-横向导轨机构；8-夹持机构；80-铝排；81-挡板；82-第一转动机构；83-第二转动机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～4所示， 本发明实施例提供一种组合式双工位水晶磨抛一体机，包括一水平机架1、 左右设置于所述水平机架1上表面的第一数控工作台2和第二数控工作台3，所述第一数控工作台2和第二数控工作台3分别经一设置于水平机架1上表面的纵向导轨机构4驱动沿水平机架1纵向滑动，所述第一数控工作台2和第二数控工作台3上还分别设置有用于夹持水晶坯件的夹持机构8；所述水平机架1的上表面前后依次开设有横向的第一槽口10和第二槽口11，所述第一槽口10和第二槽口11内分别设置有磨削机构5和抛光机构6，所述磨削机构5和抛光机构6设置于第一数控工作台2和第二数控工作台3的下方且分别经一设置于第一槽口10和第二槽口11的横向导轨机构7驱动横向滑动。

从上述可知，本发明的有益效果在于：通过将第一数控工作台2和第二数控工作台3的纵向移动和磨削机构5和抛光机构6的横向移动配合可以进行同时的磨削和抛光，动态组合形成磨削或抛光作业工位，同一时刻为一个磨削工位和一个抛光工位，两个工位呈对角线布置。工件一次装夹后即可完成磨削加工和抛光加工，无须重复装夹，这不仅提升了工作效率，也有助于降低装夹工序造成的定位误差。

工作过程中，通过将第一数控工作台2和第二数控工作台3先后与磨削机构5和抛光机构6组成磨削和抛光工位，实现水晶先磨后抛光，达到工件一次装夹，磨削和抛光加工自动完成及磨抛一体化。

如图1所示，所述纵向导轨机构4为在纵向设置于所述水平机架1上左侧的两导轨副或设置于所述水平机架1右侧的两导轨副，分别用于驱动第一数控工作台2和第二数控工作台3在水平机架1左侧和右侧纵向滑动。同样的，所述横向导轨机构7包括横向设置于第一槽口10和第二槽口11的两导轨副，分别用于驱动磨削机构5和抛光机构6在水平机架1前后横向移动。每个导轨副分别经一气缸驱动。

在本实施例中，所述第一数控工作台2和第二数控工作台3均包括一底板20，所述底板20中部开设有一横向的凹槽21，所述凹槽21的底部中间设有一开口22，所述开口22上架设有一用于夹持水晶坯件的夹持机构8，所述凹槽21的底部两侧还分别沿横向设有一导轨机构23，所述夹持机构8经一支撑板24沿导轨机构23滑动，所述支撑板24固定于导轨机构23的滑块上；所述支撑板24还经一摆动机构25驱动左右往复摆动；所述底板20的两侧还分别向外延伸有一固定板200，位于底板20两侧的固定板200分别固定于导轨机构23上。如图2所述，所述第一数控工作台2和第二数控工作台3的结构一致，用于固定夹持机构8。

在本实施例中，所述摆动机构25包括一固定于底板20上的电机和与所述电机连接的涡轮蜗杆机构，所述支撑板24与所述涡轮蜗杆机构的蜗杆的一端固定连接。通过所述摆动机构25驱动所述支撑板24往复横向运动，实现水晶坯件磨削或抛光充分。

在本实施例中，所述夹持机构8包括两并列设置的铝排80，所述铝排80的两端分别转动设置于一挡板81上，所述挡板81设置于所述支撑板24上，所述铝排80分别经一第一转动机构82驱动铝排80回转，所述挡板81分别经第二转动机构83驱动铝排80摆动。

在本实施例中，所述第一转动机构82和第二转动机构83均包括一伺服电机和与经伺服电机驱动的涡轮蜗杆机构，所述第一转动机构82的涡轮蜗杆机构的蜗杆一端与铝排80的一端部固定连接，所述第二转动机构83的涡轮蜗杆机构的蜗杆的一端与所述挡板81固定连接。第一转动机构82通过伺服电机经铝排80内部的蜗轮蜗杆机构带动水晶坯件作回转运动，第二转动机构83由伺服电机经外部蜗轮蜗杆机构带动水晶坯件作摆动运动，铝排80两端分别通过轴承与挡板81连接，挡板81与支撑板24连接，支撑板24通过导轨机构23连接底板20；通过第一转动机构82和第二转动机构83驱动铝排80相对于底板20往复运动，以增大磨抛盘工作面并保持磨抛盘磨损的均匀性

在本实施例中，所述磨削机构5和抛光机构6分别包括一设置于第一数控工作台2和第二数控工作台3下方的磨盘50和抛光盘，磨盘50和抛光盘分别经一主轴52机构驱动，所述主轴52机构分别转动设置一主轴底板51上，所述主轴底板51分别设置于所述横向导轨机构7上。所述磨削机构5和抛光机构6的结构均如图3所示，所述磨盘50和抛光盘分别用于磨削和抛光水晶加工面。所述磨盘50为回转式圆形平面磨盘50，抛光盘为回转式圆形平面盘抛光盘，定位时只需以磨削和抛光平盘上表面互相为定位参照面保证其平行度，易于实现且容易保证磨抛盘的平行度，提高价格质量和价格效率。

在本实施例中，所述主轴机构包括一竖向穿设于所述主轴底板51的主轴52，所述主轴52一端分别经位于该主轴52端部的法兰与所述磨盘50和抛光盘固定连接，所述主轴底板51上设有一轴承座53，所述主轴52穿设于所述轴承座53经一带传送机构57驱动；所述轴承座53与主轴52之间还套设有轴套54，所述轴套54的一端与所述磨盘50或抛光盘固定连接，另一端经一竖向进给机构55驱动；所述竖向进给机构55和带传动机构均经一连接板56设置于所述主轴底板51下方。

在本实施例中，所述竖向进给机构55包括一与所述轴套54另一端相连的轴套连接法兰550，所述轴套连接法兰550左右两侧对称连接的一对销轴551，所述销轴551分别经一连接轴552与一竖向设置的丝杆机构553的螺母座5530固定连接，所述丝杆机构553经一电机555驱动；所述丝杆机构553外还沿竖向套设有一圆柱直线导轨554，所述螺母座5530沿圆柱直线导轨554滑动。

电机555通过驱动丝杆机构553的螺母副带动螺母座5530沿圆柱直线导轨554作竖直方向运动，连接轴552下端与螺母座5530相连，上端通过一对销轴551与轴套连接法兰550相连，螺母座5530通过连接轴552、销轴551和轴套连接法兰550带动轴套54作竖直方向运动，进而带动主轴52和磨盘50（或抛光盘）作竖向运动。

本发明还公开一种如上述所述的组合式双工位水晶磨抛一体机的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1：通过驱动纵向导轨机构4将第一数控工作台2和第二工作台分别移动至水平机架1的左前侧和右前侧，同时通过驱动横向导轨机构7分别将磨削机构5和抛光机构6移动至水平机架1的左前侧和左后侧；

步骤S2：取水晶坯件装夹于第一数控工作台2的夹持机构8上，并且通过驱动夹持机构8调整水晶坯件的位置，开始进行磨削；

步骤S3：取另一水晶坯件夹持于第二数控工作台3的夹持机构8上；

步骤S4：若位于第一数控工作台2的水晶坯件磨削完成，则驱动纵向导轨机构4将第一数控工作台2与抛光机构6配合进行抛光，同时将磨削机构5与第二数控工作台3配合进行磨削，转至步骤S5；否则继续磨削，转至步骤S4；

步骤S5：同时进行磨削和抛光，且此时抛光机构6和磨削机构5处于水平机架1上对角位置；抛光完成后，取下第一数控工作台2上抛光后的水晶；

步骤S6：取另一水晶坯件装夹于第一数控工作台2上；

步骤S7：若第二数控工作台3上的水晶坯件磨削完成，移动第一数控工作台2和磨削机构5配合进行磨削，同时移动第二数控工作台3和抛光机构6移配合进行抛光，否则继续磨削；

步骤S8：同时进行磨削和抛光，此时抛光机构6和磨削机构5处于水平机架1上另一对角位置；抛光完成后，取下第二数控工作台3上抛光后的水晶；

步骤S9：转至步骤S3。

下面通过本实施例的具体实施过程对本发明做进一步的解释说明。

作业人员首先通过辅助工具将水晶坯件依次装夹第一数控工作台2和第二数控工作台3的夹持机构8上，再将第一数控工作台2和第二数控工作台3安装在水平机架1左右两纵向导轨机构4上，驱动第一数控工作台2和磨削机构5移动至左前方构成磨削工位，进行磨削。此时，第二数控工作台3移至水平机架1的右前方，作业人员将装夹水晶坯件的夹持机构8安装于第二数控工作台3，待第一数控工作台2上的水晶各面磨削完成后，第一数控工作台2和抛光机构6均移至水平机架1左后方组成抛光工位，移动第二数控工作台3和磨削机构5在右前方组成磨削工位，两个工位同时执行程序，磨削抛光同时进行；抛光加工完成后第一数控工作台2移至水平机架1的左前方，停止往复电机，作业人员从夹持机构8上取下抛光完成的水晶，再取另一水晶坯件装夹在第一数控工作台2上，磨削机构5左移，再次与第一数控工作台2组合成磨削工位，重新开始下一循环作业；同时抛光机构6向右移，与第二数控工作台3右后方组合成抛光工位，而如此不断循环，实现水晶磨抛加工工位动态组合，一磨一抛同时加工，磨、抛加工工时重合，水晶加工按磨削工位、抛光工位次序依次进行，达到工件一次装夹磨削和抛光自动加工完成。组合工位的形态为左前磨削与右后抛光、左后抛光与右前磨削对角线成对组合。

在磨抛加工过程中，作业人员在空载的夹持机构8上装夹好水晶坯件，为下次坯件加工做准备。通过合理安排磨削、抛光和水晶坯件更换时间，实现工时重合，提高加工效率，避免能量浪费。该动态组合工位方式，也可用于其它复合加工机械中。

综上所述，本发明提供的一种组合式双工位水晶磨削一体机及其使用方法，实现水晶先磨后抛光，达到工件一次装夹，磨削和抛光加工自动完成及磨抛一体化，提高了加工效率，保证加工精度。

本发明提供的上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种组合式双工位水晶磨抛一体机，其特征在于：包括一水平机架、 左右设置于所述水平机架上表面的第一数控工作台和第二数控工作台，所述第一数控工作台和第二数控工作台分别经一设置于水平机架上表面的纵向导轨机构驱动纵向滑动，所述第一数控工作台和第二数控工作台上还分别设置有用于夹持水晶坯件的夹持机构；所述水平机架的上表面前后依次开设有横向的第一槽口和第二槽口，所述第一槽口和第二槽口内分别设置有磨削机构和抛光机构，所述磨削机构和抛光机构设置于第一数控工作台和第二数控工作台的下方且分别经一设置于第一槽口和第二槽口的横向导轨机构驱动横向滑动；所述第一数控工作台和第二数控工作台均包括一底板，所述底板中部开设有一横向的凹槽，所述凹槽的底部中间设有一开口，所述开口上架设有一用于夹持水晶坯件的夹持机构，所述凹槽的底部两侧还分别沿横向设有一导轨机构，所述夹持机构经一支撑板沿导轨机构滑动，所述支撑板固定于导轨机构的滑块上；所述支撑板还经一摆动机构驱动左右往复摆动；所述底板的两侧还分别向外延伸有一固定板，位于底板两侧的固定板分别固定于导轨机构上。

2.根据权利要求1所述的一种组合式双工位水晶磨抛一体机，其特征在于：所述摆动机构包括一固定于底板上的电机和与所述电机连接的涡轮蜗杆机构，所述支撑板与所述涡轮蜗杆机构的蜗杆的一端固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种组合式双工位水晶磨抛一体机，其特征在于：所述夹持机构包括两并列设置的铝排，所述铝排的两端分别转动设置于一挡板上，所述挡板设置于所述支撑板上，所述铝排分别经一第一转动机构驱动铝排回转，所述挡板分别经第二转动机构驱动铝排摆动。

4.根据权利要求3所述的一种组合式双工位水晶磨抛一体机，其特征在于：所述第一转动机构和第二转动机构均包括一伺服电机和与经伺服电机驱动的涡轮蜗杆机构，所述第一转动机构的涡轮蜗杆机构的蜗杆一端与铝排的一端部固定连接，所述第二转动机构的涡轮蜗杆机构的蜗杆的一端与所述挡板固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种组合式双工位水晶磨抛一体机，其特征在于：所述磨削机构和抛光机构分别包括一设置于第一数控工作台和第二数控工作台下方的磨盘和抛光盘，磨盘和抛光盘分别经一主轴机构驱动，所述主轴机构分别转动设置一主轴底板上，所述主轴底板分别设置于所述横向导轨机构上。

6.根据权利要求5所述的一种组合式双工位水晶磨抛一体机，其特征在于：所述主轴机构包括一竖向穿设于所述主轴底板的主轴，所述主轴一端分别经位于该主轴端部的法兰与所述磨盘和抛光盘固定连接，所述主轴底板上设有一轴承座，所述主轴穿设于所述轴承座经一带传送机构驱动旋转；所述轴承座内和主轴之间还套设有轴套，所述轴套的一端与所述磨盘或抛光盘固定连接，另一端经一竖向进给机构驱动；所述竖向进给机构和带传动机构均经一连接板设置于所述主轴底板下方。

7.根据权利要求6所述的一种组合式双工位水晶磨抛一体机，其特征在于：所述竖向进给机构包括一与所述轴套另一端相连的轴套连接法兰，所述轴套连接法兰左右两侧对称连接的一对销轴，所述销轴分别经一连接轴与一竖向设置的丝杆机构的螺母座固定连接，所述丝杆机构经一电机驱动；所述丝杆机构外还沿竖向套设有一圆柱直线导轨，所述螺母座沿圆柱直线导轨滑动。

8.一种如权利要求1所述的组合式双工位水晶磨抛一体机的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：通过驱动纵向导轨机构将第一数控工作台和第二工作台分别移动至水平机架的左前侧和右前侧，同时通过驱动横向导轨机构分别将磨削机构和抛光机构移动至水平机架的左前侧和左后侧；

步骤S2：取水晶坯件装夹于第一数控工作台的夹持机构上，并且通过驱动夹持机构调整水晶坯件的位置，开始进行磨削；

步骤S3：取另一水晶坯件夹持于第二数控工作台的夹持机构上；

步骤S4：若位于第一数控工作台的水晶坯件磨削完成，则驱动纵向导轨机构将第一数控工作台与抛光机构配合进行抛光，同时将磨削机构与第二数控工作台配合进行磨削，转至步骤S5；否则继续磨削，转至步骤S4；

步骤S5：同时进行磨削和抛光，且此时抛光机构和磨削机构处于水平机架上对角位置；抛光完成后，取下第一数控工作台上抛光后的水晶；

步骤S6：取另一水晶坯件装夹于第一数控工作台上；

步骤S7：若第二数控工作台上的水晶坯件磨削完成，移动第一数控工作台和磨削机构配合进行磨削，同时移动第二数控工作台和抛光机构移配合进行抛光，否则继续磨削；

步骤S8：同时进行磨削和抛光，此时抛光机构和磨削机构处于水平机架上另一对角位置；抛光完成后，取下第二数控工作台上抛光后的水晶；

步骤S9：转至步骤S3。