CN105563269A - 水晶坯件自动磨抛系统及其对接机械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水晶坯件自动磨抛系统及其对接机械，该对接机械中竖直转动架的上下两个对接夹具座之间设有用于对对接的上下两个夹具的夹具针进行加热的高频加热管，高频加热管安装在竖直转动架上，高频加热管为空心铜管，所述转轴的一端套设有旋转接头，旋转接头的一端安装在机架上并与外部水源连接，旋转接头的另一端安装在竖直转动架上并通过连接管与高频加热管的管孔连接，位于竖直转动架一侧的机架上安装有导电接头，导电接头通过驱动机构驱动与高频加热管接触或分离从而实现通电和断电。本方案高频加热管的位置固定与夹具配合准确，不需要大范围移动的支架和管线，机台更加整洁，方便安装维护。
Description
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及其对接机械。
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、机械手旋转架形式和机械手轨道形式。
水晶坯件(尤指标准水钻类产品)的磨抛加工流程如下：
上料(包括空夹具的夹具针预热→沾粉→上珠→粘接)→上半球磨削加工→上半球抛光加工→对接(包括空夹具的夹具针预热→沾粉→夹具对抵→对空夹具的夹具针加热熔胶粘接上水晶坯件→对另一夹具的夹具针加热去胶→冷却夹具针使粘接固定)→下半球磨削加工→下半球抛光加工→下料(包括对夹具加热去胶→下珠及清洁夹具针)。
公开号为CN104669088A的专利文献中公开了一种水晶坯件自动磨抛系统及其对接机械，该对接机械，包括：一前对接序列，包括左右排列的第一对接上夹具座和第三夹具座，第一对接上夹具座的下方设置一相配合实施对接的第一对接下夹具座；一后对接序列，包括左右排列的第二对接上夹具座和第四夹具座，第二对接上夹具座的下方设置一相配合实施对接的第二对接下夹具座；前对接序列和后对接序列之间设置一能够在竖直面内转动和定位的竖直转动架和一能够在水平面内转动和定位的第二水平转动架，第一对接上夹具座和第一对接下夹具座安装在竖直转动架的前侧，第二对接上夹具座和第二对接下夹具座安装在竖直转动架的后侧，第一对接上夹具座、第一对接下夹具座、第二对接上夹具座和第二对接下夹具座通过竖直转动架的转动同时实现前后上下位置对调，第三夹具座和第四夹具座分别固定在第二水平转动架的前后两侧并通过第二水平转动架的转动实现前后位置对调；前对接序列中的第一对接上夹具座和第三夹具座之间以及前对接序列和磨抛机械的上半球加工序列之间均通过第一左右转移机构实现夹具的流转，后对接序列中的第二对接上夹具座和第四夹具座之间以及后对接序列和磨抛机械的下半球加工序列之间均通过第二左右转移机构实现夹具的流转。其中，对接底座上设有一对接位置、一清理位置、一对接沾粉位置和一等待位置，清理位置和对接沾粉位置前后呈一列设置，对接位置和等待位置前后呈一列设置，竖直转动架安装在对接位置和等待位置之间，对接位置上安装有用于对对接的两个夹具的夹具针进行加热的加热装置，第二水平转动架安装在清理位置和对接沾粉位置之间，清理位置上设有清理组件，对接沾粉位置上设有沾粉组件。所述加热装置为高频加热管，高频加热管通过移动机构进出对接的上下两个夹具中间。
高频加热管为感应加热原理，感应加热是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗、以及导体内磁场的作用磁滞损耗引起导体自身发热而进行加热的。感应加热系统的构成感应加热系统由高频电源(高频发生器)、导线、变压器、感应器组成。感应器(即高频加热管)一般是输入中频或高频交流电(300-300000Hz或更高)的空心铜管，感应器产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800-1000℃，而心部温度升高很小。
现有技术中，高频加热管不仅需要与高频发生器连接以输入高频交流电，而且需要通冷却水以避免铜管过热。上述对接机械中，上下两个对接夹具座是安装在一个能够在竖直面内转动和定位的竖直转动架上，高频加热管通过移动机构进出对接的上下两个夹具中间对夹具针进行加热。为了避让竖直转动架的转动范围，高频加热管需要很长的运动行程，这样不仅导致高频加热管移动定位精度低易与夹具针碰撞，而且也增加了水电管线的连接难度，使得设备结构复杂和管线布置混乱。
发明内容
本发明的目的是提供一种水晶坯件自动磨抛系统及其对接机械，该对接机械，将高频加热管安装在竖直转动架上，高频加热管通过导电接头与高频发生器实现可间断的通电，并通过旋转接头与外部水源连接，这样高频加热管的位置固定与夹具配合准确，不需要大范围移动的支架和管线，机台更加整洁，方便安装维护。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
对接机械，包括一个能够在竖直面内转动和定位的竖直转动架(1)，竖直转动架(1)通过转轴(6)安装在机架(2)上，竖直转动架(1)上安装有上下两个对接夹具座(3)，上下两个对接夹具座(3)之间设有用于对对接的上下两个夹具的夹具针进行加热的高频加热管(4)，高频加热管(4)安装在竖直转动架(1)上，其特征在于，所述高频加热管(4)为空心铜管，所述转轴(6)的一端套设有旋转接头(7)，旋转接头(7)的一端安装在机架(2)上并与外部水源连接，旋转接头(7)的另一端安装在竖直转动架(1)上并通过连接管(9)与高频加热管(4)的管孔(41)连接，位于竖直转动架(1)一侧的机架(2)上安装有导电接头(5)，导电接头(5)通过驱动机构驱动与高频加热管(4)接触或分离从而实现通电和断电。
作为优选，所述导电接头(5)的驱动机构包括安装在机架(2)上的滑块(51)和气缸(52)，滑块(51)与机架(2)滑动连接并与气缸(52)的活塞杆连接，用于连接高频加热管(4)的两个导电接头(5)固定在滑块(51)上。
作为优选，所述高频加热管(4)与导电接头(5)连接配合的一端(42)设有插槽(43)。
作为优选，所述旋转接头(7)包括环状的第一盖板(71)和第二盖板(73)，第一盖板(71)固定在竖直转动架(1)上，第一盖板(71)上安装有多个与高频加热管(4)的管孔(41)连接的水管分接头(712)，第二盖板(73)安装在机架(2)上，第二盖板(73)上安装有多个与外部水源连接的水管总接头(732)，第一盖板(71)和第二盖板(73)套合装配并在两者之间形成有用于连通水管总接头(732)和水管分接头(712)的通道(711)，第一盖板(71)和第二盖板(73)之间通过密封圈(72)密封。
作为优选，所述第二盖板(73)和机架(2)之间通过定位块(731)、定位套(22)配合实现能轴向移动不能周向转动的连接，并且通过弹性装置赋予第二盖板(73)贴近第一盖板(71)的趋势。进一步优选，所述弹性装置为设置在定位块(731)和定位套(22)之间的弹簧(74)。
作为优选，所述竖直转动架(1)上设有用于对夹具的夹具针进行吹气冷却的吹气管，吹气管与设置在转轴(6)上的气路连接，转轴(6)的一端安装有连接外部气源的气管总接头(8)。
对接机械，包括：
一前对接序列，包括左右排列的第一对接上夹具座和第三夹具座，第一对接上夹具座的下方设置一相配合实施对接的第一对接下夹具座；
一后对接序列，包括左右排列的第二对接上夹具座和第四夹具座，第二对接上夹具座的下方设置一相配合实施对接的第二对接下夹具座；
前对接序列和后对接序列之间设置一能够在竖直面内转动和定位的竖直转动架和一能够在水平面内转动和定位的第二水平转动架，第一对接上夹具座和第一对接下夹具座安装在竖直转动架的前侧，第二对接上夹具座和第二对接下夹具座安装在竖直转动架的后侧，第一对接上夹具座、第一对接下夹具座、第二对接上夹具座和第二对接下夹具座通过竖直转动架的转动同时实现前后上下位置对调，第三夹具座和第四夹具座分别固定在第二水平转动架的前后两侧并通过第二水平转动架的转动实现前后位置对调；
前对接序列中的第一对接上夹具座和第三夹具座之间以及前对接序列和磨抛机械的上半球加工序列之间均通过第一左右转移机构实现夹具的流转，后对接序列中的第二对接上夹具座和第四夹具座之间以及后对接序列和磨抛机械的下半球加工序列之间均通过第二左右转移机构实现夹具的流转；
其中，竖直转动架(1)通过转轴(6)安装在机架(2)上，竖直转动架(1)上安装有上下两个对接夹具座(3)，上下两个对接夹具座(3)之间设有用于对对接的上下两个夹具的夹具针进行加热的高频加热管(4)，高频加热管(4)安装在竖直转动架(1)上，其特征在于，所述高频加热管(4)为空心铜管，所述转轴(6)的一端套设有旋转接头(7)，旋转接头(7)的一端安装在机架(2)上并与外部水源连接，旋转接头(7)的另一端安装在竖直转动架(1)上并通过连接管(9)与高频加热管(4)的管孔(41)连接，位于竖直转动架(1)一侧的机架(2)上安装有导电接头(5)，导电接头(5)通过驱动机构驱动与高频加热管(4)接触或分离从而实现通电和断电。
作为优选，机架上设有一对接位置、一清理位置、一对接沾粉位置和一等待位置，清理位置和对接沾粉位置前后呈一列设置，对接位置和等待位置前后呈一列设置，竖直转动架安装在对接位置和等待位置之间，对接位置上安装有用于对对接的两个夹具的夹具针进行加热的加热装置，第二水平转动架安装在清理位置和对接沾粉位置之间，清理位置上设有清理组件，对接沾粉位置上设有沾粉组件。
一种水晶坯件自动磨抛系统，包括如上所述的对接机械。
本发明由于采用了以上的技术方案，将高频加热管安装在竖直转动架上，高频加热管通过导电接头与高频发生器实现可间断的通电，并通过旋转接头与外部水源连接，这样高频加热管的位置固定与夹具配合准确，不需要大范围移动的支架和管线，机台更加整洁，方便安装维护。
附图说明
图1是本发明竖直转动架的立体图之一；
图2是本发明竖直转动架的立体图之二(省略夹具座)；
图3是本发明旋转接头的爆炸图；
图4是本发明高频加热管的通水通电结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
一种用于水晶自动磨抛系统的对接机械，包括：
一前对接序列，包括左右排列的第一对接上夹具座和第三夹具座，第一对接上夹具座的下方设置一相配合实施对接的第一对接下夹具座；
一后对接序列，包括左右排列的第二对接上夹具座和第四夹具座，第二对接上夹具座的下方设置一相配合实施对接的第二对接下夹具座；
前对接序列和后对接序列之间设置一能够在竖直面内转动和定位的竖直转动架和一能够在水平面内转动和定位的第二水平转动架，第一对接上夹具座和第一对接下夹具座安装在竖直转动架的前侧，第二对接上夹具座和第二对接下夹具座安装在竖直转动架的后侧，第一对接上夹具座、第一对接下夹具座、第二对接上夹具座和第二对接下夹具座通过竖直转动架的转动同时实现前后上下位置对调，第三夹具座和第四夹具座分别固定在第二水平转动架的前后两侧并通过第二水平转动架的转动实现前后位置对调；
前对接序列中的第一对接上夹具座和第三夹具座之间以及前对接序列和磨抛机械的上半球加工序列之间均通过第一左右转移机构实现夹具的流转，后对接序列中的第二对接上夹具座和第四夹具座之间以及后对接序列和磨抛机械的下半球加工序列之间均通过第二左右转移机构实现夹具的流转；
机架上设有一对接位置、一清理位置、一对接沾粉位置和一等待位置，清理位置和对接沾粉位置前后呈一列设置，对接位置和等待位置前后呈一列设置，竖直转动架安装在对接位置和等待位置之间，对接位置上安装有用于对对接的两个夹具的夹具针进行加热的加热装置，第二水平转动架安装在清理位置和对接沾粉位置之间，清理位置上设有清理组件，对接沾粉位置上设有沾粉组件。
如图1、图2所示的对接机械中，上述竖直转动架1通过转轴6安装在机架2上，转轴6通过轴承21安装在机架上，竖直转动架1上安装有上下两个对接夹具座3，上下两个对接夹具座3之间设有用于对对接的上下两个夹具的夹具针进行加热的高频加热管4，高频加热管4安装在竖直转动架1上，所述高频加热管4为空心铜管，所述转轴6的一端套设有旋转接头7，旋转接头7的一端安装在机架2上并与外部水源连接，旋转接头7的另一端安装在竖直转动架1上并通过连接管9与高频加热管4的管孔41连接，位于竖直转动架1一侧的机架2上安装有导电接头5，导电接头5通过驱动机构驱动与高频加热管4接触或分离从而实现通电和断电。
本实施例中，所述导电接头5的驱动机构包括安装在机架2上的滑块51和气缸52，滑块51与机架2滑动连接并与气缸52的活塞杆连接，用于连接高频加热管4的两个导电接头5固定在滑块51上。如图4所示，所述高频加热管4与导电接头5连接配合的一端42设有插槽43，高频加热管4的管孔41连接水管连接管9。如图3所示，所述旋转接头7包括环状的第一盖板71和第二盖板73，第一盖板71固定在竖直转动架1上，第一盖板71上安装有多个与高频加热管4的管孔41连接的水管分接头712，第二盖板73安装在机架2上，第二盖板73上安装有多个与外部水源连接的水管总接头732，第一盖板71和第二盖板73套合装配并在两者之间形成有用于连通水管总接头732和水管分接头712的通道711，第一盖板71和第二盖板73之间通过密封圈72密封。所述第二盖板73和机架2之间通过定位块731、定位套22配合实现能轴向移动不能周向转动的连接，并且通过弹性装置赋予第二盖板73贴近第一盖板71的趋势。所述弹性装置为设置在定位块731和定位套22之间的弹簧74。所述竖直转动架1上设有用于对夹具的夹具针进行吹气冷却的吹气管，吹气管与设置在转轴6上的气路连接，转轴6的一端安装有连接外部气源的气管总接头8。夹具座3上安装有锁紧夹具的锁紧气缸31。
本实施例中，采用一端连接的两根高频加热管(或者一根高频加热管对折弯曲)分别对对接的夹具的夹具针的两侧进行加热：外部水源→一个水管总接头(进水)→旋转接头上的一个通道(进水)→一个水管分接头(进水)→一根连接管(进水)→两根高频加热管→另一根连接管(回水)→另一个水管分接头(回水)→旋转接头上的另一个通道(回水)→另一个水管总接头(回水)→外部水源，构成冷却水流循环；高频发生器→一个导电接头→两根高频加热管→另一个导电接头→高频发生器，构成感应加热电流循环。
一种水晶坯件自动磨抛系统，包括如上所述的对接机械。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.对接机械，包括一个能够在竖直面内转动和定位的竖直转动架(1)，竖直转动架(1)通过转轴(6)安装在机架(2)上，竖直转动架(1)上安装有上下两个对接夹具座(3)，上下两个对接夹具座(3)之间设有用于对对接的上下两个夹具的夹具针进行加热的高频加热管(4)，高频加热管(4)安装在竖直转动架(1)上，其特征在于，所述高频加热管(4)为空心铜管，所述转轴(6)的一端套设有旋转接头(7)，旋转接头(7)的一端安装在机架(2)上并与外部水源连接，旋转接头(7)的另一端安装在竖直转动架(1)上并通过连接管(9)与高频加热管(4)的管孔(41)连接，位于竖直转动架(1)一侧的机架(2)上安装有导电接头(5)，导电接头(5)通过驱动机构驱动与高频加热管(4)接触或分离从而实现通电和断电。
2.根据权利要求1所述的对接机械，其特征在于，所述导电接头(5)的驱动机构包括安装在机架(2)上的滑块(51)和气缸(52)，滑块(51)与机架(2)滑动连接并与气缸(52)的活塞杆连接，用于连接高频加热管(4)的两个导电接头(5)固定在滑块(51)上。
3.根据权利要求1所述的对接机械，其特征在于，所述高频加热管(4)与导电接头(5)连接配合的一端(42)设有插槽(43)。
4.根据权利要求1所述的对接机械，其特征在于，所述旋转接头(7)包括环状的第一盖板(71)和第二盖板(73)，第一盖板(71)固定在竖直转动架(1)上，第一盖板(71)上安装有多个与高频加热管(4)的管孔(41)连接的水管分接头(712)，第二盖板(73)安装在机架(2)上，第二盖板(73)上安装有多个与外部水源连接的水管总接头(732)，第一盖板(71)和第二盖板(73)套合装配并在两者之间形成有用于连通水管总接头(732)和水管分接头(712)的通道(711)，第一盖板(71)和第二盖板(73)之间通过密封圈(72)密封。
5.根据权利要求4所述的对接机械，其特征在于，所述第二盖板(73)和机架(2)之间通过定位块(731)、定位套(22)配合实现能轴向移动不能周向转动的连接，并且通过弹性装置赋予第二盖板(73)贴近第一盖板(71)的趋势。
6.根据权利要求5所述的对接机械，其特征在于，所述弹性装置为设置在定位块(731)和定位套(22)之间的弹簧(74)。
7.根据权利要求1所述的对接机械，其特征在于，所述竖直转动架(1)上设有用于对夹具的夹具针进行吹气冷却的吹气管，吹气管与设置在转轴(6)上的气路连接，转轴(6)的一端安装有连接外部气源的气管总接头(8)。
8.对接机械，包括：
一前对接序列，包括左右排列的第一对接上夹具座和第三夹具座，第一对接上夹具座的下方设置一相配合实施对接的第一对接下夹具座；
一后对接序列，包括左右排列的第二对接上夹具座和第四夹具座，第二对接上夹具座的下方设置一相配合实施对接的第二对接下夹具座；
前对接序列和后对接序列之间设置一能够在竖直面内转动和定位的竖直转动架和一能够在水平面内转动和定位的第二水平转动架，第一对接上夹具座和第一对接下夹具座安装在竖直转动架的前侧，第二对接上夹具座和第二对接下夹具座安装在竖直转动架的后侧，第一对接上夹具座、第一对接下夹具座、第二对接上夹具座和第二对接下夹具座通过竖直转动架的转动同时实现前后上下位置对调，第三夹具座和第四夹具座分别固定在第二水平转动架的前后两侧并通过第二水平转动架的转动实现前后位置对调；
前对接序列中的第一对接上夹具座和第三夹具座之间以及前对接序列和磨抛机械的上半球加工序列之间均通过第一左右转移机构实现夹具的流转，后对接序列中的第二对接上夹具座和第四夹具座之间以及后对接序列和磨抛机械的下半球加工序列之间均通过第二左右转移机构实现夹具的流转；
其中，竖直转动架(1)通过转轴(6)安装在机架(2)上，竖直转动架(1)上安装有上下两个对接夹具座(3)，上下两个对接夹具座(3)之间设有用于对对接的上下两个夹具的夹具针进行加热的高频加热管(4)，高频加热管(4)安装在竖直转动架(1)上，其特征在于，所述高频加热管(4)为空心铜管，所述转轴(6)的一端套设有旋转接头(7)，旋转接头(7)的一端安装在机架(2)上并与外部水源连接，旋转接头(7)的另一端安装在竖直转动架(1)上并通过连接管(9)与高频加热管(4)的管孔(41)连接，位于竖直转动架(1)一侧的机架(2)上安装有导电接头(5)，导电接头(5)通过驱动机构驱动与高频加热管(4)接触或分离从而实现通电和断电。
9.根据权利要求8所述的对接机械，其特征在于，机架上设有一对接位置、一清理位置、一对接沾粉位置和一等待位置，清理位置和对接沾粉位置前后呈一列设置，对接位置和等待位置前后呈一列设置，竖直转动架安装在对接位置和等待位置之间，对接位置上安装有用于对对接的两个夹具的夹具针进行加热的加热装置，第二水平转动架安装在清理位置和对接沾粉位置之间，清理位置上设有清理组件，对接沾粉位置上设有沾粉组件。
10.一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9中任一项所述的对接机械。
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