CN204843779U - 一种宝石自动抛磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种宝石自动抛磨机，包括机架、安装在机架上的抛磨机构、用于固定宝石坯料的铝排、铝排夹紧模块、旋转机构、上下料模块、进给模块和控制机构，由上位机控制上述组件协调运行，上下料模块实现铝排的上料和位置调整，使铝排完成90°翻转，呈竖直状态，抛磨机构采用砂带轮，设置电动推拉杆实现抛磨功能切换，摇摆模块实现宝石坯料与砂带之间的相对移动；本实用新型提供的宝石自动抛磨机改变现有宝石抛磨机加工工位的布置，采用竖向布置的多工位结构，装置整体尺寸小，结构简单、紧凑，加工效率高，并且磨削与抛光加工转换方便。

Description

一种宝石自动抛磨机

技术领域

本实用新型涉及一种宝石抛磨机，属于宝石、玉石、人造宝玉石及饰品加工器械技术领域。

背景技术

宝石磨削是通过对宝石材料进行造型加工的基本方法，指利用一定的技术，在宝石毛坯基础上通过磨料的作用将所有加工余料除掉，刻磨出各种不同的面型；后期经过抛光作用，可用于佩戴、装饰和观赏。

就目前而言，刻面宝石主要加工方法为手工单粒加工，工人利用八角手或者机械手在金刚石磨盘上进行抛磨作用，这样的加工不仅耗费大量的人力和物力，对人身健康危害大，而且加工效率低下，产品质量难以保证，不能满足越来越大的市场需求。虽然现在宝石加工行业已开始半自动化生产，一定程度上提高了生产率，但一方面，在加工过程上仍需投入人力；另一方面，加工工位的设计上也仍有较大的优化空间。此外，现在的抛磨装备都较大，不能满足小型作坊的加工需求。

现有的多工位宝石抛磨装置中，抛磨机构为水平设置的两个转盘(磨盘和抛光盘)，实际用于宝石胚料加工的部分仅为转盘的1/3，因此抛磨机构的尺寸较大并且利用率低，转盘水平放置易积灰，灰尘等细颗粒污染物严重影响加工质量。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种结构紧凑、加工高效，并且磨削与抛光加工转换方便的宝石自动抛磨机。

实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种宝石自动抛磨机，至少包括机架、安装在机架上的抛磨机构、用于固定宝石坯料的铝排和铝排夹紧模块，铝排沿竖直方向固定于铝排夹紧模块中，抛磨机构与铝排的宝石固定端位置相对，所述抛磨机构包括摇摆模块、抛磨切换模块和砂带组，摇摆模块安装于机架顶部，包括电动机E、连杆和由电动机E驱动的凸轮机构，连杆的一端套设于凸轮机构的导杆中部并且与导杆间隙配合，另一端与砂带组固连；抛磨切换模块为电动推拉杆，电动推拉杆固定于导杆端部并且与连杆固连；所述砂带组包括电动机F、砂带轮组和砂带，砂带轮组由电动机F驱动，砂带由磨带和抛光带构成，磨带和抛光带分部套设于砂带轮组的两端；装置中设有与各电动机电性连接的上位机。

装置中设有用于固定砂带组的砂带组支架，所述砂带组支架包括导板、滑台、3个支撑件和2个L型板，所述滑台呈方形、位于砂带组支架底部，3个支撑件分别竖直固定于滑台的3个侧面上构成开口槽，砂带轮组和砂带位于开口槽中，电动机F位于开口槽外，导板与其中一个支撑件通过2个L型板连接固定，砂带工作部分的内侧面与导板紧密贴合。

机架底部设有导轨滑块副C，砂带组支架固定于导轨滑块副C的滑块C上。

机架底部设有底部支撑罩A和底部支撑罩B，导轨滑块副C水平安装于底部支撑罩B的上表面，底部支撑罩A上设有上下料支撑罩。

装置中设有旋转机构，旋转机构安装于底部支撑罩B上，所述旋转机构包括电动机A、由电动机驱动的电控旋转台和固定在电控旋转台上的支撑组件，支撑组件位于摇摆模块正下方。

铝排和铝排夹紧模块构成加工工位，装置中设有2个以上加工工位，各加工工位分别竖直安装于支撑组件的各侧面上，摇摆模块中连杆和导杆的数量均与加工工位的数量相同。

装置中设有进给模块，所述进给模块包括电动机B、由电动机B驱动的齿轮，以及与加工工位数量相同的齿条和导轨滑块副A，电动机B固定于电控旋转台上并且与齿轮键连接，各导轨滑块副A沿水平方向均匀固定于支撑组件的外表面，铝排夹紧模块固定于对应的导轨滑块副A的滑块A上，各齿条平行于导轨滑块副A的导轨A并且与滑块A固连。

装置中设有上下料模块，上下料模块安装于上下料支撑罩上，所述上下料模块包括电动机C、旋转座、导轨滑块副B、气缸、承接块、电动机D、转动块和用于吸附铝排的电磁铁，旋转座由电动机C驱动、安装于机架底部，气缸和导轨滑块副B均水平安装于旋转座上，气缸的活塞与滑块B固连，承接块竖直固定于滑块B上，电动机D安装于承接块上并且驱动转动块旋转，电磁铁固定于转动块上，电动机C封装于上下料支撑罩中。

上下料模块中的气缸为双作用双活塞气缸，导轨滑块副B、承接块、电动机D、转动块和用于吸附铝排的电磁铁均设有两个并且对称分布于双作用双活塞气缸的两端。

所述铝排夹紧模块包括铝排固定板以及固定于铝排固定板上的接近开关B和回转夹紧气缸，接近开关B和回转夹紧气缸均与上位机电性连接，接近开关B位于铝排固定板的铝排安装位上；铝排固定板上设有由电动机G和蜗轮蜗杆机构构成的分度模块，蜗轮蜗杆机构包括由电动机G驱动的蜗杆和与铝排中粘杆数量相同的蜗轮，电动机G竖直安装于铝排固定板的下部，其输出轴通过联轴器与蜗杆连接，蜗轮与铝排的粘杆过盈配合。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的宝石自动抛磨机，抛磨机构与铝排的宝石固定端位置相对，用于宝石胚料的磨削与抛光加工；采用砂带组实现宝石胚料的抛磨加工，砂带组中的磨带和抛光带均竖向布置并且与铝排相互平行，可一次加工铝排上粘固的所有宝石胚料，砂带组支撑架中的导板与砂带的工作部分的内侧面紧密贴合，对砂带起支撑作用，避免砂带因为磨削过程中宝石胚料对砂带的压力而产生弯曲影响磨削效果，从而保证宝石加工质量；位于机架顶部的摇摆模块实现抛磨加工中砂带(磨带和抛光带)与宝石胚料的相对移动，提高加工效率；磨削与抛光工艺的转换通过位于机架顶部的抛磨切换模块实现，抛磨切换模块采用固定于导杆端部的电动推拉杆，电动推拉杆向前推进时，实现磨带和抛光带之间的切换；该宝石自动抛磨机设置与各电动机电性连接的上位机，为宝石胚料上料、倾角调整、进给以及抛磨加工等系列工艺的自动进行提供硬件平台。

铝排固定板的分度模块实现各宝石坯料的分度，宝石坯料与砂带产生相对运动时自身旋转，提高加工效率，蜗轮蜗杆机构包括由电动机G驱动的蜗杆和与铝排中粘杆数量相同的蜗轮，一根蜗杆同时驱动多个蜗轮，保证同一批宝石加工质量的一致性。

本实用新型提供的宝石自动抛磨机，铝排和铝排夹紧模块构成加工工位，装置中设置多个加工工位，铝排沿竖直方向分别固定于各铝排夹紧模块中，因此宝石胚料的加工工位为竖向布置，相比于现有的周向布置的多工位宝石抛磨装置，本实用新型提供的宝石自动抛磨机整体尺寸小，并且装置结构更紧凑。

设计上下料模块完成带宝石胚料的铝排的自动上料，上下料模块中的气缸采用双作用双活塞气缸，一次装填即可完成两个铝排的上料，可明显提高加工效率，接近开关A可用于控制铝排的自动吸合，电磁铁得电后吸附铝排，同时电动机D驱动，驱动转动块和电磁铁同时旋转，使得铝排由水平位置转向竖直位置，气缸用于铝排的推进，将带宝石胚料的铝排推入铝排夹紧模块中固定；与铝排夹紧模块连接的旋转机构用于宝石胚料的倾角调节，一次装夹即可实现宝石坯料的全角度加工。

进给模块中，电动机B、齿轮和导轨A为固定件，齿条和滑块A为移动件，导轨滑块副A水平安装于支撑组件外表面上，连接为一体的齿条、滑块A和铝排夹紧模块沿导轨A水平方向移动，实现铝排的进给以及进给量的调节。

本实用新型提供的宝石自动抛磨机，整体呈立方体，由机架、支撑组件、底部支撑罩A、底部支撑罩B和上下料支撑罩构成装置的支撑结构，进给模块中的电动机B和齿轮封装于支撑组件中，旋转机构的电动机A封装于底部支撑罩B中，上下料模块的电动机C封装于上下料支撑罩中，合理的空间分配大大缩小了该宝石自动抛磨机的整体尺寸，并且各支撑罩为电动机等组件提供有效保护，避免灰尘和油污的污染，提高封装的电动机等组件的使用寿命。

本实用新型提供的宝石自动抛磨机具有以下优点：

(1)本实用新型提供的宝石自动抛磨机改变现有宝石抛磨机加工工位的布置，采用加工工位竖向布置的结构，装置整体尺寸小，结构简单、紧凑，可满足小作坊的加工需求；

(2)本实用新型提供的宝石自动抛磨机实现了宝石坯料在多个加工工位的同时加工，大大节约了加工时间，提高了加工效率；多轴联动可保证同一批宝石加工质量的一致性；

(3)本实用新型提供的宝石自动抛磨机中设计的摇摆机构可增加宝石坯料与砂带(包括磨带与抛光带)的相对运动，更有效地提高磨削速率；

(4)本实用新型提供的宝石自动抛磨机设计了电动推拉杆，可实现宝石在砂带与抛光带之间的切换，一次装夹后可完成所有抛磨加工，节约加工时间。

附图说明

图1为本实用新型提供的宝石自动抛磨机的结构示意图。

图2为图1拆除上下料模块后的主视图。

图3为图1的俯视图。

图4为本实用新型提供的摇摆模块的结构示意图。

图5为砂带组的安装示意图。

图6为砂带组支架的结构示意图。

其中，1-气缸，2-导轨滑块副B，3-承接块，4-电磁铁，5-电动机D，6-转动块，7-旋转座，8-机架，9-上下料支撑罩，10-底部支撑罩A，11-铝排，12-铝排固定板，13-夹紧气缸，14-支撑组件，15-电动机G，16-联轴器，17-宝石坯料，18-粘杆，19-电动机E，20-凸轮机构，21-导杆，22-连杆，23-砂带，231-磨带，232-抛光带，24-导轨滑块副C，25-底部支撑罩B，26-滑台，27-电动机F，28-支撑板，29-支撑杆，30-导板，31-砂带轮，32-抛磨切换模块，33-L型板，34-凸轮盘，35-椭圆槽，36-转轴，37-耳板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细具体说明，本实用新型的内容不局限于以下实施例。

本实用新型提供的宝石自动抛磨机，其结构如图1、图2和图3所示，包括机架8、安装在机架上的抛磨机构、用于固定宝石坯料的铝排11、铝排夹紧模块、旋转机构、上下料模块、进给模块和控制机构，铝排和铝排夹紧模块构成加工工位，宝石自动抛磨机整体呈立方体，由机架8、支撑组件14、底部支撑罩A10、底部支撑罩B25和上下料支撑罩9构成装置的支撑结构，机架8为框架结构，顶部设置板状支撑件，支撑组件14为四边形的中部支撑罩，其侧面即为加工工位安装位，即本实施例提供的宝石自动抛磨机为4工位；控制机构包括上位机，上位机控制上述模块/机构协调运行，实现多轴联动；下面对上述各模块/机构进行详细描述：

所述抛磨机构用于进行宝石坯料的抛磨加工，包括摇摆模块、抛磨切换模块32和砂带组，摇摆模块安装于机架顶部的板状支撑件上并且位于支撑组件14正上方，其结构如图4所示，摇摆模块包括电动机E19、4根连杆22和由电动机E驱动的凸轮机构20，凸轮机构20由凸轮盘34和4根导杆21构成，电动机E驱动凸轮盘34旋转，凸轮盘34中开设椭圆槽35，导杆的一端连接有转轴36，转轴36位于椭圆槽35中并且可沿椭圆槽35移动，连杆22的一端套设于导杆21中部并且与导杆间隙配合，另一端与砂带组固连，砂带组竖向布置并且与铝排的宝石固定端位置相对；抛磨切换模块32选用电动推拉杆，电动推拉杆固定于导杆端部并且与连杆固连；所述砂带组包括电动机F27、砂带轮组和砂带23，砂带轮组包括上、下两个砂带轮31，位于下方的砂带轮31为主动轮、由电动机F驱动，砂带23由磨带231和抛光带232构成，磨带231优选金刚石镀层磨带，磨带和抛光带分部套设于砂带轮组的两端，电动推拉杆通过推拉作用实现砂带组的移动，完成宝石坯料17在磨带231和抛光带232之间转换；

砂带组通过砂带组支架固定，如图5和图6所示，砂带组支架包括导板30、滑台26、3个支撑件和2个L型板33，所述滑台呈方形、位于砂带组支架底部，3个支撑件具体为支撑板28和2个支撑杆29，支撑板28和2个支撑杆29分别竖直固定于滑台的3个侧面上构成开口槽，砂带轮组和砂带位于开口槽中，支撑杆与砂带轮组的中心旋转轴连接支撑砂带轮组，电动机F位于开口槽外，其输出轴与位于下方砂带轮的心旋转轴连接，为保证电动机F的稳定性，支撑杆29与滑台26之间设置竖直安装的耳板37，耳板37与滑台26通过螺钉固定，导板与支撑板28通过2个L型板33连接固定，砂带的工作部分的内侧面与导板紧密贴合，防止砂带因为磨削过程中宝石胚料对砂带的压力而产生弯曲影响磨削效果，底部支撑罩B的上表面上安装有四组与各加工工位相对应的导轨滑块副C24，砂带组支架固定于导轨滑块副C的滑块C上；

所述铝排夹紧模块用于铝排11的加紧固定，包括铝排固定板12以及固定于铝排固定板上的接近开关B和回转夹紧气缸13，接近开关B和回转夹紧气缸均与上位机电性连接，接近开关B位于铝排固定板的铝排安装位上，图中未示出，各铝排11沿竖直方向分别固定于各铝排夹紧模块中；

铝排固定板上设有用于实现宝石坯料分度的分度模块，分度模块由电动机G15和蜗轮蜗杆机构(图中未示出)构成，蜗轮蜗杆机构包括由电动机G驱动的蜗杆和与铝排中粘杆数量相同的蜗轮，电动机G竖直安装于铝排固定板的下部，其输出轴通过联轴器16与蜗杆连接，蜗轮与铝排11的粘杆18一端过盈配合，粘杆18的另一端为固定宝石坯料17的宝石固定端。

所述旋转机构用于实现铝排(宝石坯料)的倾角和倾角调节，包括电动机A、由电动机驱动的电控旋转台和固定在电控旋转台上的支撑组件14，电动机A封装于底部支撑罩B25中，图中未示出；

所述上下料模块用于实现铝排的上料和位置调整，使铝排完成90°翻转，呈竖直状态，上下料模块安装于底部支撑罩A10上，包括电动机C、旋转座7、导轨滑块副B2、接近开关A、气缸1、承接块3、电动机D5、转动块6和用于吸附铝排11的电磁铁4，底部支撑罩A10上设有用于固定上下料模块的上下料支撑罩9，电动机C封装于上下料支撑罩中，图中未示出，旋转座7由电动机C驱动、安装于机架底部并且位于支撑组件外，气缸和导轨滑块副B均水平安装于旋转座上，所述气缸优选双作用双活塞气缸，对应的导轨滑块副B2、承接块3、电动机D5、转动块6和电磁铁4均设有两个并且对称分布于双作用双活塞气缸的两端，气缸1的活塞与导轨滑块副B2的滑块B固连，承接块竖直固定于滑块B上，电动机D安装于承接块上并且与转动块键连接进而驱动转动块旋转，电磁铁固定于转动块上并且与接近开关A电性连接，接近开关A安装于导轨滑块副B中导轨B的端部，图中未示出；

所述进给模块用于铝排的进给以及进给量的调节，包括电动机B、由电动机B驱动的齿轮、4个齿条和4个导轨滑块副A，电动机B固定于电控旋转台上并且与齿轮键连接，电动机B与齿轮均封装于支撑组件14中，图中未示出，各导轨滑块副A通过螺栓沿水平方向均匀固定于支撑组件的外表面，铝排夹紧模块的铝排固定板12固定于对应的导轨滑块副A的滑块A上，各齿条平行于导轨滑块副A的导轨A并且与滑块A固连，导轨滑块副A与齿条位于铝排固定板12与支撑组件14之间，图中未示出。

在上位机中写入运行程序，本实用新型提供的宝石自动抛磨机可实现从上料到加工过程的无人化，实现宝石加工的全自动化，其工作过程如下：

(1)首先在上位机中写入对应的运行程序，在上位机中设置成型宝石的各种参数，上位机将参数转化生成加工G代码，自动计算分配抛磨过程中每个电机所需执行的动作；

(2)双作用双活塞气缸1动作，活塞伸出，推动承接块沿导轨滑块副B移动，承接块移动至极位时触碰接近开关A，电磁铁得电完成铝排11的吸附工作，此时铝排呈水平状态；活塞缩回部分行程，电动机D动作使铝排11呈竖直状态，电动机C控制旋转座进行180°旋转，活塞伸出完成上料动作；

(3)铝排11触碰到固定于铝排固定板12上的接近开关B，回转夹紧气缸13动作实现对铝排的夹紧；

(4)电动机F27启动，驱动砂带轮转动，电动机B启动实现铝排进给，当宝石坯料端面与砂带23表面刚刚接触即达到指定位置，完成初始对刀过程；

(5)先对宝石坯料端面进行磨削加工，磨削完成之后启动抛磨切换模块32(电动推拉杆)推动砂带组整体移动，切换到抛光带232，完成对宝石坯料端面的抛光；

(6)电动机B作用使铝排11后退，电动推拉杆回位，启动电动机G15和电动机A完成对宝石的分度和倾角调整，同时开启摇摆模块的电动机E19，铝排进给实现宝石一层第一个刻面的摆动抛磨加工；磨削到位之后铝排后退，电动机G15控制粘杆转动一定的角度，铝排进给完成此层第二个刻面的摆动抛磨加工；

(7)重复步骤(6)，直至宝石坯料此层所有刻面磨削完成，随后驱动电动推拉杆，完成此层刻面的抛光加工；

(8)接下来通过电动机A调整宝石的倾角，重复步骤(6)和步骤(7)，完成宝石坯料下一层所有刻面的抛磨；

(9)等程序设定的加工工序全部完成之后，各电动机带动各自执行元件回到初始设定的位置，进行下料动作，等待下一组铝排的上料和加工。

Claims (10)

1.一种宝石自动抛磨机，至少包括机架、安装在机架上的抛磨机构、用于固定宝石坯料的铝排和铝排夹紧模块，其特征在于：铝排沿竖直方向固定于铝排夹紧模块中，抛磨机构与铝排的宝石固定端位置相对，所述抛磨机构包括摇摆模块、抛磨切换模块和砂带组，摇摆模块安装于机架顶部，包括电动机E、连杆和由电动机E驱动的凸轮机构，连杆的一端套设于凸轮机构的导杆中部并且与导杆间隙配合，另一端与砂带组固连；抛磨切换模块为电动推拉杆，电动推拉杆固定于导杆端部并且与连杆固连；所述砂带组包括电动机F、砂带轮组和砂带，砂带轮组由电动机F驱动，砂带由磨带和抛光带构成，磨带和抛光带分部套设于砂带轮组的两端；装置中设有与各电动机电性连接的上位机。

2.根据权利要求1所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：装置中设有用于固定砂带组的砂带组支架，所述砂带组支架包括导板、滑台、3个支撑件和2个L型板，所述滑台呈方形、位于砂带组支架底部，3个支撑件分别竖直固定于滑台的3个侧面上构成开口槽，砂带轮组和砂带位于开口槽中，电动机F位于开口槽外，导板与其中一个支撑件通过2个L型板连接固定，砂带工作部分的内侧面与导板紧密贴合。

3.根据权利要求2所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：机架底部设有导轨滑块副C，砂带组支架固定于导轨滑块副C的滑块C上。

4.根据权利要求3所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：机架底部设有底部支撑罩A和底部支撑罩B，导轨滑块副C水平安装于底部支撑罩B的上表面，底部支撑罩A上设有上下料支撑罩。

5.根据权利要求4所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：装置中设有旋转机构，旋转机构安装于底部支撑罩B上，所述旋转机构包括电动机A、由电动机驱动的电控旋转台和固定在电控旋转台上的支撑组件，支撑组件位于摇摆模块正下方。

6.根据权利要求5所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：铝排和铝排夹紧模块构成加工工位，装置中设有2个以上加工工位，各加工工位分别竖直安装于支撑组件的各侧面上，摇摆模块中连杆和导杆的数量均与加工工位的数量相同。

7.根据权利要求6所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：装置中设有进给模块，所述进给模块包括电动机B、由电动机B驱动的齿轮，以及与加工工位数量相同的齿条和导轨滑块副A，电动机B固定于电控旋转台上并且与齿轮键连接，各导轨滑块副A沿水平方向均匀固定于支撑组件的外表面，铝排夹紧模块固定于对应的导轨滑块副A的滑块A上，各齿条平行于导轨滑块副A的导轨A并且与滑块A固连。

8.根据权利要求4所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：装置中设有上下料模块，上下料模块安装于上下料支撑罩上，所述上下料模块包括电动机C、旋转座、导轨滑块副B、气缸、承接块、电动机D、转动块和用于吸附铝排的电磁铁，旋转座由电动机C驱动、安装于机架底部，气缸和导轨滑块副B均水平安装于旋转座上，气缸的活塞与滑块B固连，承接块竖直固定于滑块B上，电动机D安装于承接块上并且驱动转动块旋转，电磁铁固定于转动块上，电动机C封装于上下料支撑罩中。

9.根据权利要求8所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：上下料模块中的气缸为双作用双活塞气缸，导轨滑块副B、承接块、电动机D、转动块和用于吸附铝排的电磁铁均设有两个并且对称分布于双作用双活塞气缸的两端。

10.根据权利要求1所述的宝石自动抛磨机，其特征在于：所述铝排夹紧模块包括铝排固定板以及固定于铝排固定板上的接近开关B和回转夹紧气缸，接近开关B和回转夹紧气缸均与上位机电性连接，接近开关B位于铝排固定板的铝排安装位上；铝排固定板上设有由电动机G和蜗轮蜗杆机构构成的分度模块，蜗轮蜗杆机构包括由电动机G驱动的蜗杆和与铝排中粘杆数量相同的蜗轮，电动机G竖直安装于铝排固定板的下部，其输出轴通过联轴器与蜗杆连接，蜗轮与铝排的粘杆过盈配合。