专利名称：水晶坯件自动磨抛系统及其辅助机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及水晶制品磨抛加工领域，尤其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，以及该系统涉及的辅助机械。
背景技术：
现有的多工位水晶斜面磨抛机都是采用多个固定有水钻夹具的机头旋转进行多工位加工的，例如公开号为CN201179615Y的专利文献公开了一种自动上下料水钻斜面磨抛机，包括机架，机架上并排设有两个旋转架，旋转架四面各设一机头，构成七个工位，分别为上料工位、前半球粗磨工位、前半球抛光工位、对接工位、后半球粗磨工位、后半球抛光工位、下料工位，上料工位设有与机头相对应的水钻坯料上料机构，粗磨工位上设有与机头相对应的磨盘机构，抛光工位上设有与机头相对应的抛盘机构，下料工位上设有与机头相对应的水钻半成品下料机构，对接工位上设有与分别设在两个旋转架上的两个水钻夹具相对应的对接机构。该技术方案在整个水钻斜面磨抛加工工程中不需要人工介入，实现了水钻斜面磨抛加工的全自动化，提高了加工效率，降低了人工和工装成本，可以有效控制产品质量。该技术方案在实际实施过程中，发明人发现具有以下问题一是在对接工位上，对接的两个夹具是分别位于两个旋转架上的，这样对机器制造精度要求很高并且也难于保证对接精度；再是机台体积较大，难于制造和运输；三是对接工位、上料工位、下料工位的空间有限，结构设计复杂动作繁琐影响加工效率。公开号为101758431A的专利文献公开了一种全自动水钻磨抛机，其采用机械手自动运送夹具，夹具座设置在各加工工位上，水钻夹具由机械手运送到加工工位上，并由机械手将水钻夹具与夹具座进行定位，定位后由夹具座上的锁紧气缸锁紧夹具并固定，这样每个工位上夹具座和相应的磨抛加工机构是相互独立的，因而可以降低对机台整体制造精度的要求并同时保证水钻夹具相对于磨具的精确定位，避免了各工位上的加工机构之间的相互影响和干扰。但是，因为夹具是在各加工工位的夹具座上进行流转的，对于一个特定夹具上的水晶坯件来说，为了保证其在各工位的加工一致性就必须要保证夹具与每个工位上夹具座的配合一致性(包括磨抛角度、转面角度等的一致性)，而一旦存在误差就会出现误差累加放大效果，这一点对于磨削和抛光工位来说尤为重要，如果出现前后配合定位的不一致，就会出现后道抛光工序不是对前道磨削工序加工的斜面进行抛光加工，导致抛光效果大打折扣，所以，该技术方案中流转的夹具在每个工位夹具座上的准确定位是至关重要的，而对于现有技术和机构来说要实现夹具与各工位夹具座配合的一致性和机械自动准确定位还是相当困难的，并且存在机构动作复杂繁琐、易出故障、维护成本高等问题。同样，采用完整机台结构同样存在体积大、运输制造困难等问题。并且，上述专利文献均是涉及水晶坯件上半球斜面和下半球斜面的全自动磨抛加工，而对于部分水晶坯件来说，是仅需要加工一个半球斜面(上半球斜面或者下半球斜面) 即可，现有技术中还未见这方面的全自动化操作的磨抛器械。
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水晶坯件自动磨抛系统，不仅可以实现水晶坯件一个半球斜面的全自动磨抛加工，保证磨抛加工质量，而且可以充分利用现有机型优点，简化机构动作复杂程度，易于制造及维护。本发明的目的之二是提供一种用于上述水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械。为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案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进行磨削加工的磨削工位和至少一个对水晶坯件进行抛光加工的抛光工位，第一旋转架能够转动和定位并设置有至少两个机头；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；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、下料工位以及第一旋转架上的机头之间进行转移的转移机构；其中，所述磨削工位上设有磨削机构，所述抛光工位上设有抛光机构。对于水晶坯件的一个半球斜面磨抛加工主要涉及上料、磨削、抛光、下料。本技术方案中采用旋转架和机头形式实现磨削工序和抛光工序之间的转换，因为这一过程中夹具与夹具座是配合一体的，不存在夹具的流转，所以可以保证前道磨削工序和后道抛光工序的加工一致性，然而磨抛加工的整体精度则可以由旋转架、机头与相关磨抛工位机构的制造精度来保证；采用机械手式转移机构实现磨抛工序与上料工序、下料工序之间的转换， 因为这一过程中夹具是流转的，夹具轮流与上料工位或者下料工位上的夹具座配合固定， 所以可以依靠各工位上夹具座与相关机构的自身配合精度保证上料、下料得以实施，当然这些工序对配合精度的要求相对于磨抛工序来说可以略低些，完全可以取代现有的人工操作，实现全自动化。对于采用旋转架和机头形式实现多工位磨抛加工的机械，可以采用现有设备，例如本发明人的公开号为CN101269472A的专利文献公开的一种四工位水钻斜面磨抛机以及后续的改进专利文献公开的机构，再例如公开号为CN2715913Y的专利文献公开的一种多盘位多粒宝石研磨装置、公开号为C拟825203Y的专利文献公开的一种水钻研磨抛光机。需要说明的是，上述旋转架可以是转盘形式，也可以支架形式；上述机头上可以安装一个夹具也可以安装多个夹具；上述水晶坯件可以为水晶球坯件，也可以是水钻坯件或者异形水晶坯件；上述磨削机构为平盘磨削机构或者辊式磨削机构，上述抛光机构为平盘抛光机构或者辊式抛光机构，各机构的具体结构可见于上述专利文献。从上述专利文献中，可以知道它们的夹具是安装在夹具固定板下面的，机械手式转移机构要从夹具固定板下方拾取和放下夹具虽然也能够实现，但是所需要的机构动作会比较复杂，因此，作为优选，所述第一旋转架上的机头和第二旋转架上的机头均包括夹具固定板，夹具放置在夹具固定板上面并通过夹具锁紧机构固定，这样保证了机械手式转移机构的机构动作简单可靠。对于夹具固定板是如何设置于机头上、机头可以采用何种具体结构以及还具有哪些辅助机构，可见于上述专利文献。作为优选，所述夹具锁紧机构包括设置在夹具固定板的上部、与夹具底部燕尾相匹配的单燕尾槽，夹具固定板底部铰接有锁紧块，锁紧块的上端固定锁紧气缸，锁紧气缸的活动端与夹具固定板活动连接，锁紧块的下端伸出夹具固定板的下部并设有与所述单燕尾槽相配合锁紧夹具底部燕尾的燕尾钩。因为夹具一般是向下进给进行磨抛加工，所以加工时夹具会承受较大的向上的作用力，所以，采用上单燕尾槽定位基准、下燕尾钩锁紧固定夹具，可以保证夹具牢固固定，避免夹具在磨抛加工时与夹具固定板脱离固定，减小对锁紧气缸的压力规格要求。作为优选，环绕第一旋转架设置有至少一个磨削工位、至少一个抛光工位和至少一个等待工位，第一旋转架上设置有至少三个机头。等待工位为空位，不实施磨抛加工，设置等待工位可以避免机械手式转移机构转移夹具时占用机台的磨抛加工时间，从而提高加
工效率。上述技术方案中的各工位和旋转架及转移机构是可以设置在一个机台机架上的， 但是这样会机台体积较大、不利于制造运输，因此，作为优选，所述第一旋转架及其磨削工位、抛光工位和等待工位设置在同一个机架上，所述上料工位、下料工位和转移机构设置在同一个机架上。分成两个机台机架利于制造运输，当然还可以进一步拆分，即将上料工位、 下料工位和转移机构都做成一个相对独立的机台机架。此外，还可以将上料工位、下料工位做成一体机结构，两个机械手在该一体机和磨抛机之间实现转移夹具。上述转移机构的具体结构有多种，可以是轨道和机械手形式，即所述转移机构包括跨设在上料工位、下料工位以及第一旋转架上的机头上方的轨道，该轨道上滑动设置有若干个能够拾取和放下夹具的机械手；机械手用于拾取和放下夹具，机械手沿固定的轨道从一个工位移动至另一个工位，但是，这样的机构如果采用单个机械手沿单轨道在各工位之间循环移动，就存在效率低下的问题，如果采用多个机械手分别沿其独立轨道在两个工位之间实现转移，就存在驱动机构多而动作复杂的问题。因此，作为优选，所述转移机构包括能够转动和定位的第二旋转架，第二旋转架上圆周设置有至少两个能够拾取和放下夹具的机械手。采用旋转架和机械手形式的转移机构，具有结构动作简单、运行可靠效率高等优点，对于多个机械手沿圆环轨道转移的结构，其实质上与旋转架和机械手形式相同。至于机械手的具体结构可见于公开号为CN101758433A、CN201863078U、CN201702632U的专利文献。至于上述第一、第二旋转架的转动和定位机构均可采用现有技术，即可采用电机经齿轮或者带传动驱动旋转架转动(包括环形旋转或角度推进往复运动)，在旋转架上固定设置定位转盘，定位转盘上设置销孔，机架上设置由定位气缸驱动的定位销，当旋转架转动到位时有定位销插入该销孔实现定位。至于上述上料机构和下料机构可见于公开号为 CN101758433A、CN201863078U、CN201833251U 的专利文献。一种用于水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，包括机架，机架上设置有能够转动和定位的旋转架，环绕该旋转架分别设置有等待工位、下料工位和上料工位，旋转架上设有至少两个能够拾取和放下夹具的机械手，其中，所述上料工位设有上料机构，所述下料工位设有下料机构。本发明由于采用了以上的技术方案，不仅可以实现水晶坯件一个半球斜面的全自动磨抛加工，保证磨抛加工质量，而且可以充分利用现有机型优点，简化机构动作复杂程度，易于制造及维护。具有全自动化加工、磨抛质量好、加工效率高、程序控制简单、故障率低易于维护、制造成本低、方便运输等优点。
图1是实施例1的结构示意图；图2是实施例1的夹具安装结构示意图；图3是图2的局部剖视图。
具体实施例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，包括第一旋转架2，环绕第一旋转架2 设置有两个对水晶坯件进行磨削加工的磨削工位11、12、一个对水晶坯件进行抛光加工的抛光工位13和一个等待工位14，第一旋转架2能够转动和定位并设置有四个机头21 ；上料工位41，设置有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；下料工位42，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，一个能够拾取和放下夹具并能够将其在上料工位41、下料工位42以及第一旋转架2上的机头21之间进行转移的转移机构；其中，所述磨削工位11、12上设有磨削机构，所述抛光工位13上设有抛光机构。本实施例中，如图2、图3所示，所述第一旋转架2上的机头21包括夹具固定板 101，夹具8放置在夹具固定板101上面并通过夹具锁紧机构固定。所述夹具锁紧机构包括设置在夹具固定板101的上部、与夹具8底部燕尾相匹配的单燕尾槽，夹具固定板101底部铰接有锁紧块102，锁紧块102的上端固定锁紧气缸103，锁紧气缸103的活动端与夹具固定板101活动连接，锁紧块102的下端伸出夹具固定板101的下部并设有与所述单燕尾槽相配合锁紧夹具8底部燕尾的燕尾钩。所述第一旋转架2及其磨削工位11、12、抛光工位 13和等待工位14设置在同一个机架上，所述上料工位41、下料工位42和转移机构设置在同一个机架上。所述转移机构包括能够转动和定位的第二旋转架3，第二旋转架3上圆周设置有三个能够拾取和放下夹具8的机械手31。所述磨削机构为辊式磨削机构，所述抛光机构为辊式抛光机构。所述水晶坯件为水钻坯件。一种用于水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，包括机架，机架上设置有能够转动和定位的旋转架3，环绕该旋转架3分别设置有等待工位14、下料工位42和上料工位41，旋转架3上设有三个能够拾取和放下夹具的机械手31，其中，所述上料工位设有上料机构，所述下料工位设有下料机构。实施例2 一种水晶坯件自动磨抛系统，与实施例1不同仅在于所述转移机构包括三个能够拾取和放下夹具的机械手，这三个机械手分别沿跨设在第一旋转架的机头上方(等待工位14)至下料工位上方、下料工位上方至上料工位上方、上料工位上方至第一旋转架的机头(等待工位14)上方的三个固定轨道往返运行。其他与实施例1相同。
权利要求
1.一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，包括第一旋转架O)，环绕第一旋转架( 设置有至少一个对水晶坯件进行磨削加工的磨削工位(11、1幻和至少一个对水晶坯件进行抛光加工的抛光工位(13)，第一旋转架O)能够转动和定位并设置有至少两个机头；上料工位(41)，设置有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；下料工位(42)，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(41)、下料工位0 以及第一旋转架( 上的机头之间进行转移的转移机构；其中，所述磨削工位(11、12)上设有磨削机构，所述抛光工位(13)上设有抛光机构。
2.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述第一旋转架 (2)上的机头包括夹具固定板(101)，夹具(8)放置在夹具固定板(101)上面并通过夹具锁紧机构固定。
3.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述夹具锁紧机构包括设置在夹具固定板(101)的上部、与夹具(8)底部燕尾相匹配的单燕尾槽，夹具固定板(101)底部铰接有锁紧块(102)，锁紧块(10 的上端固定锁紧气缸(103)，锁紧气缸 (103)的活动端与夹具固定板(101)活动连接，锁紧块(10 的下端伸出夹具固定板(101) 的下部并设有与所述单燕尾槽相配合锁紧夹具(8)底部燕尾的燕尾钩。
4.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，环绕第一旋转架 (2)设置有至少一个磨削工位(11、12)、至少一个抛光工位(13)和至少一个等待工位(14)， 第一旋转架( 上设置有至少三个机头01)。
5.根据权利要求4所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述第一旋转架 (2)及其磨削工位(11、12)、抛光工位(1 和等待工位(14)设置在同一个机架上，所述上料工位(41)、下料工位0 和转移机构设置在同一个机架上。
6.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述转移机构包括能够转动和定位的第二旋转架(3)，第二旋转架C3)上圆周设置有至少两个能够拾取和放下夹具(8)的机械手(31)。
7.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述转移机构包括跨设在上料工位(41)、下料工位0 以及第一旋转架( 上的机头上方的轨道，该轨道上滑动设置有若干个能够拾取和放下夹具的机械手。
8.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述水晶坯件为水晶球坯件或者水钻坯件或者异形水晶坯件。
9.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述磨削机构为平盘磨削机构或者辊式磨削机构，所述抛光机构为平盘抛光机构或者辊式抛光机构。
10.一种用于水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，包括机架，机架上设置有能够转动和定位的旋转架，其特征在于，环绕该旋转架分别设置有等待工位、下料工位和上料工位，旋转架上设有至少两个能够拾取和放下夹具的机械手，其中，所述上料工位设有上料机构，所述下料工位设有下料机构。
全文摘要
本发明涉及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磨削工位和抛光工位，第一旋转架能够转动和定位并设置有至少两个机头；上料工位；下料工位；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、下料工位以及第一旋转架上的机头之间进行转移的转移机构；其中，磨削工位上设有磨削机构，抛光工位上设有抛光机构。还公开了上述系统使用的辅助机械。本技术方案不仅可以实现水晶坯件一个半球斜面的全自动磨抛加工，保证磨抛加工质量，而且可以充分利用现有机型优点，简化机构动作复杂程度，易于制造及维护。
文档编号B24B9/16GK102240943SQ20111018878
公开日2011年11月16日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者虞卫东 申请人:浙江名媛工艺饰品有限公司