全自动水钻磨抛机.pdf

本发明公开了一种全自动水钻磨抛机，包括夹具、夹具座和机械手，其特征在于：所述全自动水钻磨抛机具有左右两组磨抛部分，所述右磨抛部分包括上珠工位、右磨削工位、右抛光工位和右对接工位，所述左磨抛部分包括左对接工位、左磨削工位、左抛光工位和下珠工位，其中左右对接工位对应设置；所述夹具和夹具座独立设置，夹具可随机械手动作，夹具座与上珠机构、磨削机构、抛光机构、左右对接机构和下珠机构对应设置。本发明能够实现水钻的全自动磨抛加工，夹具定位准确、磨抛加工精度高，并能自动修整由于磨轮磨损带来的加工尺寸误差。

权利要求书
1.  全自动水钻磨抛机，包括夹具(17)、夹具座(16)和机械手(15)，其特征在于：所述全自动水钻磨抛机具有左右两组磨抛部分，所述右磨抛部分包括上珠工位(1)、右磨削工位(2)、右抛光工位(3)和右对接工位(4)，所述左磨抛部分包括左对接工位(5)、左磨削工位(6)、左抛光工位(7)和下珠工位(8)，其中左右对接工位对应设置，所述上珠工位、左右磨削工位、左右抛光工位、左右对接工位和下珠工位分别对应设置有上珠机构(9)、磨削机构(10)、抛光机构(11)、左右对接机构(13、12)和下珠机构(14)。

2.  如权利要求1所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：所述夹具(17)和夹具座(16)独立设置，夹具(17)可随机械手(15)动作，夹具座(16)与所述上珠机构、磨削机构、抛光机构、左右对接机构和下珠机构对应设置。

3.  如权利要求2所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：所述机械手(15)包括旋转架(19)、固定板(21)、导柱(25)、导板(23)、推动导板(23)上下移动的垂直气缸(20)、工作头(24)、推动工作头(24)水平移动的水平气缸(22)和设在工作头(24)上的夹持气缸(26)和夹持块(27)，固定板(21)安装在所述旋转架(19)上，垂直气缸(20)安装在固定板(21)上，水平气缸(22)固定在导板(23)上，导板(23)和固定板(21)之间滑动连接，所述夹持气缸(26)设有两个并相对设置，所述夹持块(27)设在夹持气缸(26)的活塞杆上，所述夹具(16)上固定设有用于夹持块(27)夹持的吊耳(28)。

4.  如权利要求3所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：所述夹具(17)具有燕尾导轨，所述夹具座(16)上设有对应的燕尾槽，所述夹具座(16)还固定设有对所述夹具(17)进行夹紧的夹紧气缸(30)。

5.  如权利要求1所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：所述磨削机构(10)或抛光机构(11)包括磨轮(54)、托架(40)和升降平台(41)，磨轮(54)与托架(40)可转动连接，磨轮(54)的轴端连接有磨削电机(44)，托架(40)设在升降平台(41)上，托架(40)上连接有驱动其在升降平台(41)上沿磨轮轴线方向作往复平动的平动机构，升降平台(41)上连接有驱动其作上下移动的上下调节装置。

6.  如权利要求2所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：与所述磨削机构(10)或抛光机构(11)对应设置的夹具座(16)连接有驱动其沿所述磨轮径向方向作进给运动的进给气缸(34)，夹具座(16)可滑动连接在夹具台(32)上，夹具台(32)连接在移动支架(31)上，移动支架(31)和夹具台(32)上下滑动连接，移动支架(31)上连接有驱动其沿所述磨轮径向方向移动的径向微调装置。

7.  如权利要求5或6所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：所述上下调节装置或径向微调装置包括蜗轮蜗杆传动副，蜗杆(37)与调节电机传动连接，蜗轮(35)轴内孔设有调节螺杆(36)，调节螺杆(36)和蜗轮(35)轴内孔之间具有螺纹传动副，调节螺杆(36)与所述升降平台(41)或移动支架(31)连接，所述调节电机与设在所述磨轮(54)外圆表面的探头电连接。

8.  如权利要求2所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：所述左右对接机构(13、12)包括夹具台(55)和移动支架(56)，所述夹具座(16)铰接在夹具台(55)上并连接有转动气缸(61、62)，夹具台(55)上连接有驱动其在移动支架(56)上作上下滑动的垂直汽缸(59、60)，所述移动支架(56)上连接有驱动其作往复平动的水平气缸(63)。

9.  如权利要求2所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：所述上珠机构(9)包括夹具台(65)、料斗(70)、胶盘(68)和上料推针(67)，所述夹具座(16)铰接在夹具台(65)上并连接有转动气缸(66)，所述胶盘(68)设在料斗(70)上方可移动，所述上料推针(67)活动设在料斗(70)内可上下移动，所述上料推针(67)的顶尖部具有容纳水钻的凹部。

10.  如权利要求2所述的全自动水钻磨抛机，其特征在于：所述下珠机构(14)包括夹具台(72)、下料斗(77)、胶盘(74)和滚刷(76)，所述夹具座(16)铰接在夹具台(72)上并连接有转动气缸(73)，所述胶盘(74)设在下料斗(77)上方可移动，所述滚刷(76)设在下料斗(77)内。

说明书全自动水钻磨抛机
【技术领域】
本发明涉及一种对水钻坯料进行磨抛加工的全自动水钻磨抛机。
【背景技术】
水钻磨抛机是一种对水钻坯料进行磨抛加工的设备，经过磨抛加工的水钻表面具有钻石般的规整多面体，十分漂亮。现有的水钻磨抛机，一般采用人工上料和下料，其工作过程是这样的：首先将水钻坯料人工粘接在夹具的一排顶针上，然后将夹具放在夹具座上，夹具和夹具座随旋转架转动，在磨削工位和抛光工位进行磨削和抛光，同时在上述工位，连接在夹具上的水钻转面电机间歇转动，带动夹具内的蜗杆传动蜗轮，使连接在蜗轮轴上的顶针转动，从而带动粘接在顶针顶端的水钻坯料转动，以完成水钻多面体的磨抛加工；当水钻的半个表面加工完后人工取出，将水钻坯料已加工的一面粘接在另一夹具的顶针上，重新放回水钻磨抛机进行水钻坯料另一半表面的磨抛加工，其存在以下缺点：1、工作效率低，2、由于夹具和夹具座随旋转架转动，夹具的定位误差大，加工精度低，不能很好体现水钻成品的规整多面体，产品档次低，3、在加工过程中磨轮会磨损，不能及时控制加工尺寸，加工尺寸误差大、尺寸精度低。
【发明内容】
鉴于目前公知技术存在的问题，本发明要解决的技术问题是在于提供一种全自动水钻磨抛机，该全自动水钻磨抛机能实现水钻的全自动磨抛加工，夹具定位准确、磨抛加工精度高，并能自动修整由于磨轮磨损带来的加工尺寸误差。
为解决上述技术问题，本发明是采取如下技术方案来完成的：
全自动水钻磨抛机，包括夹具、夹具座和机械手，其特征在于：所述全自动水钻磨抛机具有左右两组磨抛部分，所述右磨抛部分包括上珠工位、右磨削工位、右抛光工位和右对接工位，所述左磨抛部分包括左对接工位、左磨削工位、左抛光工位和下珠工位，其中左右对接工位对应设置，所述上珠工位、左右磨削工位、左右抛光工位、左右对接工位和下珠工位分别对应设置有上珠机构、磨削机构、抛光机构、左右对接机构和下珠机构。
采用上述技术方案后，实现了水钻的自动上下料，同时水钻的上下表面在磨抛加工过程中能够自动对接切换，完全实现了水钻的自动化加工，大大提高了工作效率。
所述夹具和夹具座独立设置，夹具可随机械手动作，夹具座与所述上珠机构、磨削机构、抛光机构、左右对接机构和下珠机构对应设置。
由于夹具和夹具座分开独立设置，这样就能保证夹具在动作后到达工作工位时，能在相对工作工位固定设置的夹具座上得到很好的定位和夹紧，夹具定位准确，确保磨、抛光时的加工精度，所以说，上述技术方案解决了现有技术夹具和夹具座同时随旋转架转动带来的夹具定位误差大、水钻加工精度低的缺点，实现了夹具在夹具座上的精确定位，从而保证水钻多面体的加工精度。
作为优选，所述机械手包括旋转架、固定板、导柱、导板、推动导板上下移动的垂直气缸、工作头、推动工作头水平移动的水平气缸和设在工作头上的夹持气缸和夹持块，固定板安装在所述旋转架上，垂直气缸安装在固定板上，水平气缸固定在导板上，导板和固定板之间滑动连接，所述夹持气缸设有两个并相对设置，所述夹持块设在夹持气缸的活塞杆上，所述夹具上固定设有用于夹持块夹持的吊耳。这样机械手不仅可以转动，机械手的夹持块在垂直气缸、水平气缸和夹持气缸的共同作用下还能实现对夹具的抓、放、推等动作，满足工作需要。
作为优选，所述夹具具有燕尾导轨，所述夹具座上设有对应的燕尾槽，所述夹具座还固定设有对所述夹具进行夹紧的夹紧气缸。
作为优选，所述磨削机构或抛光机构包括磨轮、托架和升降平台，磨轮与托架可转动连接，磨轮的轴端连接有磨削电机，托架设在升降平台上，托架上连接有驱动其在升降平台上沿磨轮轴线方向作往复平动的平动机构，升降平台上连接有驱动其作上下移动的上下调节装置。通过上述技术方案实现了磨轮的转动、上下自动调节和左右轴线移动。
作为优选，与所述磨削机构或抛光机构对应设置的夹具座连接有驱动其沿所述磨轮径向方向作进给运动的进给气缸，夹具座可滑动连接在夹具台上，夹具台连接在移动支架上，移动支架和夹具台上下滑动连接，移动支架上连接有驱动其沿所述磨轮径向方向移动的径向微调装置。采用进给气缸实现了磨削或抛光过程中工件的自动往复进给，同时径向微调装置用以自动修整由于磨轮磨损带来的加工尺寸误差。
作为优选，所述上下调节装置或径向微调装置包括蜗轮蜗杆传动副，蜗杆与调节电机传动连接，蜗轮轴内孔设有调节螺杆，调节螺杆和蜗轮轴内孔之间具有螺纹传动副，调节螺杆与所述升降平台或移动支架连接，所述调节电机与设在所述磨轮外圆表面的探头电连接。上述技术方案采用了蜗轮蜗杆传动和螺纹传动，这样当调节电机转动，调节螺杆的行程很小，完全能够实现升降平台或移动支架的微量调整，该微量调整的数据依靠磨轮外圆磨损的程度来取得，两者之间匹配，消除了由于磨轮磨损带来的水钻加工尺寸误差。
作为优选，所述左右对接机构包括夹具台和移动支架，所述夹具座铰接在夹具台上并连接有转动气缸，夹具台上连接有驱动其在移动支架上作上下滑动的垂直汽缸，所述移动支架上连接有驱动其作往复平动的水平气缸。该技术方案实现了水钻已加工的半个表面和未加工的半个表面的自动对接切换，是本发明实现全自动化的关键。
作为优选，所述上珠机构包括夹具台、料斗、胶盘和上料推针，所述夹具座铰接在夹具台上并连接有转动气缸，所述胶盘设在料斗上方可移动，所述上料推针活动设在料斗内可上下移动，所述上料推针的顶尖部具有容纳水钻的凹部。通过上述机构，可以使水钻坯料自动粘接在夹具的顶针上。
作为优选，所述下珠机构包括夹具台、下料斗、胶盘和滚刷，所述夹具座铰接在夹具台上并连接有转动气缸，所述胶盘设在下料斗上方可移动，所述滚刷设在下料斗内。通过上述机构，可以使加工完毕的水钻成品自动下料，同时在卸料后的夹具顶针顶端涂上胶料，用于在对接工位对接时将已完成半个表面加工的水钻粘接切换过来。
综上所述，本发明能够实现水钻的全自动磨抛加工，夹具定位准确、磨抛加工精度高，并能自动修整由于磨轮磨损带来的加工尺寸误差，与现有技术相比，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
【附图说明】
本发明有如下附图：
图1为本发明的结构示意图
图2为图1的A-A剖视图
图3为本发明机械手的结构示意图
图4为本发明磨削机构或抛光机构的结构示意图
图5为图4中磨削机构或抛光机构的轴向剖视图
图6为本发明左右对接机构的结构示意图
图7为本发明左右对接机构对接状态时的结构示意图
图8为本发明上珠机构的的结构示意图
图9为本发明下珠机构的的结构示意图
附图中：1、上珠工位；2、右磨削工位；3、右抛光工位；4、右对接工位；5、左对接工位；6、左磨削工位；7、左抛光工位；8、下珠工位；9、上珠机构；10、磨削机构；11、抛光机构；12、右对接机构；13、左对接机构；14、下珠机构；15、机械手；16、夹具座；17、夹具；18、机架；19、旋转架；20、垂直气缸；21、固定板；22、水平气缸；23、导板；24、工作头；25、导柱；26、夹持气缸；27、夹持块；28、吊耳；29、转面电机；30、夹紧气缸；31、移动支架；32、夹具台；33、滑板；34、进给气缸；35、蜗轮；36、调节螺杆；37、蜗杆；38、直线轴承；39、导轨；40、托架；41、升降平台；42、直线轴承；43、导轨；44、磨削电机；45、导柱；46、导套；47、摆杆；48、连杆；49、凸轮；50、平动电机；51、蜗杆；52、调节螺杆；53、蜗轮；54、磨轮；55、夹具台；56、移动支架；57、直线轴承；58、导轨；59、垂直汽缸；60、垂直汽缸；61、转动气缸；62、转动气缸；63、水平气缸；64、导柱；65、夹具台；66、转动气缸；67、上料推针；68、胶盘；69、水平气缸；70、料斗；71、上料气缸；72、夹具台；73、转动气缸；74、胶盘；75、水平气缸；76、滚刷；77、下料斗。
【具体实施方式】
附图表示了本发明的技术方案及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的各有关细节及其工作原理。
参照附图1、2，该全自动水钻磨抛机，包括机架18、夹具17、夹具座16、机械手15和左右两组磨抛部分，左右两组磨抛部分对称设置在机架18上，每组磨抛部分具有四个工位(右磨抛部分的四个工位为上珠工位1、右磨削工位2、右抛光工位3和右对接工位4，左磨抛部分的四个工位为左对接工位5、左磨削工位6、左抛光工位7和下珠工位8，其中左、右对接工位对应设置)，四个工位沿圆周方向均布设置，所述上珠工位、左右磨削工位、左右抛光工位、左右对接工位和下珠工位分别对应设置有上珠机构9、磨削机构10、抛光机构11、左右对接机构13、12和下珠机构14，所述机械手15可转动设在左右磨抛部分的上方。所述夹具17和夹具座16独立设置，夹具17可随机械手15转动，夹具座16与所述上珠机构9、磨削机构10、抛光机构11、左右对接机构13、12和下珠机构14对应设置。
参照附图2、3、4，所述机械手15包括旋转架19、固定板21、导柱25、导板23、推动导板23上下移动的垂直气缸20、工作头24、推动工作头24水平移动的水平气缸22和设在工作头24上的夹持气缸26和夹持块27，固定板21安装在所述旋转架19上，垂直气缸20安装在固定板21上，水平气缸22固定在导板23上，导板23和固定板21之间通过导柱25滑动连接，所述夹持气缸26设有两个并相对设置，所述夹持块27亦设有两个并分别与不同夹持气缸26的活塞杆连接，所述夹具17上固定设有用于夹持块27夹持的吊耳28。所述夹具17为长条形状(夹具内设传动连接的蜗杆和多个蜗轮，每条蜗轮轴上连接有一条顶针，为现有技术)，夹具上外露一排顶针，顶针顶尖部分涂上胶粉用于粘接水钻坯料，所述夹具17具有燕尾导轨，所述夹具座16为扁条形结构，所述夹具座16上设有与燕尾导轨对应的燕尾槽，所述夹具座16还固定设有对所述夹具17进行夹紧的夹紧气缸30。上述机构的动作关系是这样的，机械手15夹着所述夹具17在磨抛部分的四个工位上方转动，当到达某一工位上方时，垂直气缸20首先向下动作，使夹具17落在夹具座16上，这时水平气缸22动作将夹具17的燕尾导轨顶推到夹具座16的燕尾槽内，然后夹持气缸26动作将夹具17在夹具座16上定位后松开，夹紧气缸30对夹具17进行夹紧，定位准确，接下来在该工位，夹具座16作相应的动作，完成在该工位应该完成的任务；当完成任务后，夹紧气缸30松开，机械手上的夹持气缸26、水平气缸22、垂直气缸20分别动作，使夹具17脱离该工位，然后随着旋转架19转到下一个工位，重复上述动作。
参照附图4、5，所述磨削机构10或抛光机构11包括磨轮54、托架40和升降平台41，磨轮54与托架40可转动连接，磨轮54的轴端连接有磨削电机44，托架40通过直线轴承42和导轨43可滑动设在升降平台41上，托架40连接有平动机构(平动机构包括摆杆47、连杆48、凸轮49和平动电机50)，平动电机50转动，摆杆47可带动托架40在升降平台41上沿所述磨轮轴线方向作往复平动，从而使磨轮54达到均匀磨抛的目的，升降平台41与所述机架18通过导柱45和导套46上下滑动连接，升降平台41上连接有驱动其作上下移动的上下调节装置，所述上下调节装置包括蜗轮蜗杆传动副，蜗杆51与调节电机(图中未画出)传动连接，蜗轮53轴内孔设有调节螺杆52，调节螺杆52和蜗轮53轴内孔之间具有螺纹传动副，调节螺杆52顶端顶靠在所述升降平台41底部，所述调节电机与设在所述磨辊54外圆表面的探头电连接，这样当调节电机接收信号转动，会带动调节螺杆52作相应的上下直线伸缩运动，推动升降平台41上下移动，从而调节磨轮54的高低。
参照附图4，所述磨削机构10或抛光机构11还包括夹具台32、进给气缸34和移动支架31，所述夹具座16固定在滑板33上，滑板33与所述夹具台32水平滑动连接，所述进给气缸34的活塞杆固定连接在夹具台32上，进给气缸34的缸体连接在滑板33上，这样进给气缸34动作就可带动滑板33和夹具座16相对夹具台32沿所述磨轮54径向方向作进给运动；所述夹具台32和移动支架31通过导柱导套上下滑动连接，所述移动支架31底部通过直线轴承38和导轨39与所述机架18滑动连接，移动支架31上连接有径向微调装置，所述径向微调装置包括蜗轮蜗杆传动副，蜗杆37与调节电机(图中未画出)传动连接，蜗轮35轴内孔设有调节螺杆36，调节螺杆36和蜗轮35轴内孔之间具有螺纹传动副，调节螺杆36一端与所述移动支架31连接，所述调节电机与设在所述磨轮54外圆表面的探头电连接，这样当调节电机接收信号转动，会带动调节螺杆36作相应的水平伸缩运动，使移动支架31沿所述磨轮54径向方向移动，起到微调作用，径向微调装置和上下调节装置一起，可以自动修整由于磨轮磨损带来的加工尺寸误差。参照附图3，所述夹具座16上还设有转面电机29，当转面电机29与所述夹具17连接，转面电机29转动时会带动所述夹具17的蜗杆使夹具顶针转动，使粘接在夹具顶针顶尖的水钻坯料转换磨面，以完成水钻多面体的磨抛加工。
参照附图6、7，所述左、右对接机构13、12包括夹具台55和移动支架56，所述夹具座16铰接在夹具台55上并连接有转动气缸61、62，夹具台55通过导柱64和导套与所述移动支架56上下滑动连接，所述移动支架56上连接有驱动夹具台55上下滑动的垂直汽缸59、60，所述移动支架56底部通过直线轴承57和导轨58与所述机架18滑动连接，所述移动支架56上还连接有水平气缸63，水平气缸63动作可带动移动支架56在所述机架18上作往复水平运动，在所述夹具17顶针上下对齐时夹具顶针尖部位置处设有胶料加热口(图中未画出)。对接工作是这样完成的：在左、右对接工位，转动气缸61、62动作，分别带动夹具座16向上和向下翻转90度，然后垂直汽缸59、60分别推动夹具台55向下和向上移动，水平气缸63推动移动支架56分别向右和向左移动，最后使安装在左、右对接机构的夹具17顶针上下对齐，此时，已磨好下半个表面的水钻坯料粘接在上方的夹具顶针顶端，接下来，胶料加热口加热，使上下夹具顶针顶端的胶料软化，这样，已磨好下半个表面的水钻坯料从上方的夹具顶针掉下落在下方的夹具顶针上，水钻坯料的已加工面粘接在下方夹具顶针的顶端上，而未加工的半个表面向外，随后安装在左、右对接机构上的夹具顶针复位，夹具顶针水平向外。
参照附图8，所述上珠机构9包括夹具台65、料斗70、胶盘68和上料推针67，所述夹具座16铰接在夹具台65上并连接有转动气缸66，所述胶盘68设在料斗70上方并连接水平气缸69，水平气缸69可推动胶盘68水平移动，所述上料推针67活动设在料斗70内可上下移动，上料推针67的底部连接有上料气缸71，所述上料推针67的顶尖部具有容纳水钻的凹部，所述夹具17顶针和上料推针67对齐时的夹具顶针尖部位置处还设有胶料加热口(图中未画出)。当上珠时，转动气缸66动作推动夹具座16向下翻转90度，使所述夹具17顶针与所述上料推针67对齐，这时胶料加热口加热夹具顶针尖部，同时胶盘68进到夹具顶针下方，夹具顶针粘上胶料，然后胶盘移开，上料推针67上移，将料斗70内的水钻坯料顶在夹具17顶针上，使水钻坯料粘接在夹具顶针上，随后转动气缸66复位，夹具顶针水平向外。
参照附图9，所述下珠机构14包括夹具台72、下料斗77、胶盘74和滚刷76，所述夹具座16铰接在夹具台72上并连接有转动气缸73，所述胶盘74设在下料斗77上方并连接水平气缸75，水平气缸75可推动胶盘74水平移动，所述滚刷76设在下料斗77内并连接滚刷电机，在所述夹具17顶针朝下时的夹具顶针尖部位置处设有胶料加热口(图中未画出)。当下珠时，转动气缸73动作推动夹具座16向下翻转90度，使所述夹具顶针朝下，这时胶料加热口加热夹具顶针尖部，使粘接水钻的胶料软化，同时滚刷76滚动将水钻刷下进入下料斗77收集，随后胶盘74移到夹具顶针下方，使夹具顶针重新粘上胶料，用于对接工位的水钻切换粘接，随后转动气缸73复位，夹具顶针水平向外。
本发明是这样工作的，首先在上珠工位1的上珠机构9，夹具顶针上珠，上珠后的水钻坯料待加工的半个表面水平朝外，然后夹具17随机械手15移动到右磨削工位2进行磨削加工，在右抛光工位3进行抛光加工，到达右对接工位4，此时水钻坯料的半个表面加工完成，接着在右对接工位4，夹具顶针上的水钻坯料切换到左对接工位5的夹具顶针上，水钻坯料已加工面粘接在夹具顶针上，未加工的半个表面水平向外，随后机械手15带着夹具17在左磨抛部分的左磨削工位6和左抛光工位7，水钻坯料的未加工面得到磨抛加工，最后在下珠工位8，通过下珠机构14下珠，依此循环，实现水钻磨抛加工的全自动化。