CN202062281U - 精密数控多工位宝石磨削机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种精密数控多工位宝石磨削机，包括可编程控制的换层、换面宝石夹头及宝石夹头升降机构，所述宝石夹头按装卸、磨削和抛光三工位在圆周上互成120度布置，各工位宝石夹头通过各自的升降机构安装于按编程程序转换工位、加工时左右摆动的旋转基座上，所述旋转基座设于工作台面上，对应于各工位于工作台面上设置装卸区、编程控制的磨削盘和抛光盘。本实用新型采用三工位结构，并设有主控制系统和三个工位控制系统，每一工位都设有换层、换面；快进、快退、工进、工退；磨削、抛光速度无极变速；所有程序、动作均采用可编程PLC控制，自动完成程序转换、自动完成对宝石坯料的换层、换面磨削和抛光，使整机运行程序自动化。

Description

精密数控多工位宝石磨削机

(一)技术领域：

本实用新型涉及宝石、珠宝、玻璃饰品加工设备，具体说是一种精密数控多工位宝石磨削机。

(二)背景技术：

珠宝饰品加工是指将人工切割、定型后的宝石原坯(如各种钻石、天然石及水晶、锆石等)按特定工艺打磨抛光后制成各种形状的成品，如圆形钻石、仿钻、心形、蛋形、棱形等各种形状。这些成品经手工镶嵌而制成各种宝石饰品。

宝石加工已从手工操作发展到机械化作业，比较有代表性的如专利申请号为200910114571.7《数控宝石加工机》发明专利，主要构成是立柱和平台，宝石坯料粘接在夹头上，夹头通过滑块和摆座可沿立柱上下移动或前、后、左、右摆动而实现四轴联动加工，磨削盘安装在平台上。工作时，电机驱动磨削盘转动，装在夹头上的宝石坯料下移并按需要前后转动角度和左右摆动，通过控制宝石的加工层和面，在磨削盘作用下将宝石坯料打磨出不同的几何形状。

宝石坯料磨削完工后，操作人员须从磨削设备上将其取下，然后安装到抛光设备上进行抛光(抛光原理、动作与磨削加工相同)。由于磨削和抛光是在两台机器上完成，不可避免地存在二次安装误差。一有误差，宝石的几何形状就得不到可靠保证，还由于多了一道安装工序，生产速度也会受到很大影响。

因此，目前的宝石加工行业普遍存在着生产效率低、品质不高的问题，属于典型的劳动密集型行业。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的是提供了一种集装卸、磨削和抛光工序的精密数控多工位宝石磨削机。

能够实现上述目的的精密数控多工位宝石磨削机，包括可编程控制的换层、换面宝石夹头及宝石夹头升降机构，所不同的是所述宝石夹头按装卸、磨削和抛光三工位在圆周上互成120度布置，各工位宝石夹头通过各自的升降机构安装于按编程程序转换工位、加工时左右摆动的旋转基座上，所述旋转基座设于工作台面上，对应于各工位于工作台面上设置装卸区、编程控制的磨削盘和抛光盘。

本实用新型的工作原理：当粘装有宝石坯料的夹具在装卸区(I工位)装夹完毕，转到磨削区(II工位)待磨；在装卸区(I工位)再将一付粘接有宝石坯料的夹具上机装夹好，编程设置参数后即可进行磨削。在磨削区(II工位)磨削完工的坯料转到抛光区(III工位)、与此同时装卸区(I工位)的坯料转到磨削区(II工位)，此时，在装卸区(I工位)再将一付粘接有宝石坯料的夹具上机装夹好，然后磨削区(II工位)、抛光区(III工位)两个工位同时分别进行磨削和抛光加工；磨削区(II工位)的磨削和抛光区(III工位)的抛光同时完工后，抛光区(III工位)抛光好的宝石产品转到装卸区(I工位)卸料(卸料后再装料)，装卸区(I工位)的坯料转到磨削区(II工位)，磨削区(II工位)磨削完工的宝石转到抛光区(III工位)，这样周而复始即可进行连续循环磨削和抛光加工。

所述宝石夹头升降机构的一种结构形式为升降步进电机驱动的丝杆、螺母传动副，丝杆设于旋转基座上，螺母连接升降拖板，升降拖板通过导轨与旋转基座连接，所述宝石夹头安装于升降拖板上。

为提高加工精度，所述丝杆采用滚珠丝杆。

所述宝石夹头的一种结构形式包括摆座、夹具、面控步进电机及层控步进电机，摆座平行于升降拖板水平设置，摆座两侧的转动轴支撑于升降拖板两侧的侧板上，摆座的转动轴之一通过变速器连接安装于升降拖板侧板上的层控步进电机的输出轴；夹具平行于升降拖板水平设于摆座内并由摆座上的锁紧机构夹紧，夹具外伸的内转轴连接安装于摆座上的面控步进电机的输出轴；从夹具底部伸出一排垂直于内转轴且随内转轴同步转动的粘接柱。

层控步进电机转动摆座，摆座带动夹具实现宝石加工的换层操作，面控步进电机带动内转轴、内转轴带动粘接柱同步转动实现宝石加工的换面操作。

粘接柱的数量决定一次装夹加工宝石的数量。

本实用新型的优点：

1、本实用新型精密数控多工位宝石磨削机由于采用三工位结构，并设有主控制系统和三个工位控制系统，每一工位都设有换层、换面；快进、快退、工进、工退；磨削、抛光速度无极变速；所有程序、动作均采用可编程PLC控制，自动完成程序转换、自动完成对宝石坯料的换层、换面磨削和抛光，使整机运行自动化。

2、本实用新型的磨削、抛光宝石坯料范围宽：可磨削抛光宝石坯料直径为￠2mm～￠8mm；磨削、抛光宝石坯料的层、面多，五层五十七个面；磨削、抛光宝石坯料效率高，220颗(大颗)～660颗(小颗)/小时；质量水平≥95％(A品)，其余为AB品或B品。

3、本实用新型的工作效率是普通机器的20～30倍左右。

(四)附图说明：

图1为本实用新型一种实施方式的立体结构示意图。

图2为图1实施方式的传动原理示意图。

图3为图1实施方式中夹具及粘接柱的结构示意图。

图号标识：1、旋转基座；2、工作台面；3、磨削盘；4、抛光盘；5、升降步进电机；6、升降拖板；7、夹具；8、面控步进电机；9、层控步进电机；10、磨削步进电机；11、抛光步进电机；12、摆座；13、粘接柱；14、锁紧机构。15、换工位步进电机

(五)具体实施方式：

本实用新型精密数控多工位宝石磨削机在水平工作台面2上按圆周120°等分设置装卸、磨削和抛光三工位，具体为装卸区、磨削区和抛光区，磨削区和抛光区的磨削盘3和抛光盘4分别由置于工作台面2下的磨削步进电机10和抛光步进电机11通过传动机构驱动；对应于各工位设置三套宝石夹头，三套宝石夹头分别通过各自的宝石夹头升降机构安装于工作台面2上方及各工位中心的旋转基座1上，如图1、图2所示。

所述旋转基座1为一等边六面体，旋转基座1的转轴于工作台面2下方通过传动机构连接换工位步进电机15，旋转基座1相间隔的侧面为各宝石夹头升降机构的安装面。宝石夹头升降机构包括升降拖板6与滚珠丝杆、螺母传动副，滚珠丝杆竖直于旋转基座1侧面内设置，滚珠丝杆的顶端连接旋转基座1顶部的升降步进电机5，螺母连接升降拖板6，升降拖板6通过直线导轨与旋转基座1侧面连接，如图1、图2所示。

所述各宝石夹头包括摆座12、夹具7、面控步进电机8及层控步进电机9。摆座12平行于升降拖板6水平设置，摆座12的两侧板处有外伸的转动轴，转动轴分别置于摆座12两侧板的内孔中，摆座12连接在升降拖板6两侧，一侧面的外侧安装层控步进电机9，层控步进电机9的输出轴通过变速器连接该侧摆座12的转动轴；夹具7平行于升降拖板6水平设置于摆座12内，并由摆座12面板上的锁紧机构14锁紧定位，夹具7内部设有一向外伸出的内转轴，内转轴与摆座12另一侧面的外侧安装的面控步进电机8的输出轴连接，夹具7底部设有一排垂直于内转轴的粘接柱13，各粘接柱13伸入夹具7内部通过传动机构连接内转轴，如图1、图3所示。

所述升降步进电机5、面控步进电机8、层控步进电机9，磨削步进电机10、抛光步进电机11和换工位步进电机均通过线路连接数控系统，工位之间的转换、宝石磨削抛光时旋转基座1的左右摆动；每一工位的换层、换面；快进、快退、工进、工退；磨削、抛光速度无极变速等所有程序、动作均采用可编程PLC控制，自动完成设定程序，实现整机运行的自动化。

三个工位可各设置显示器，整机设置总显示器。

Claims (4)

1.精密数控多工位宝石磨削机，包括换层、换面可编程控制的宝石夹头及宝石夹头升降机构，其特征在于：所述宝石夹头按装卸、磨削和抛光三工位在圆周上互成120度布置，各工位宝石夹头通过各自的升降机构安装于按编程程序转换工位、加工时左右摆动的旋转基座(1)上，所述旋转基座(1)设于工作台面(2)上，对应于各工位于工作台面(2)上设置装卸区、编程控制的磨削盘(3)和抛光盘(4)。

2.根据权利要求1所述的精密数控多工位宝石磨削机，其特征在于：所述宝石夹头升降机构为升降步进电机(5)驱动的丝杆、螺母传动副，丝杆设于旋转基座(1)上，螺母连接升降拖板(6)，升降拖板(6)通过导轨与旋转基座(1)连接，所述宝石夹头安装于升降拖板(6)上。

3.根据权利要求2所述的精密数控多工位宝石磨削机，其特征在于：所述宝石夹头包括摆座(12)、夹具(7)、面控步进电机(8)及层控步进电机(9)，摆座(12)平行于升降拖板(6)水平设置，摆座(12)两侧的转动轴支撑于升降拖板(6)两侧的侧板上，摆座(12)的转动轴之一通过变速器连接安装于升降拖板(6)上的层控步进电机(9)的输出轴；夹具(7)平行于升降拖板(6)水平设于摆座(12)内并由摆座(12)上的锁紧机构(14)夹紧，夹具(7)外伸的内转轴连接安装于摆座(12)上的面控步进电机(8)的输出轴；从夹具(7)底部伸出一排垂直于内转轴且随内转轴同步转动的粘接柱(13)。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的精密数控多工位宝石磨削机，其特征在于：所述丝杆为滚珠丝杆。

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