[发明专利]精密数控多工位宝石磨削机

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及宝石、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)发明内容：

本发明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。

本发明的工作原理：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。

本发明的优点：

1、本发明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、本发明的磨削、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、本发明的工作效率是普通机器的20～30倍左右。

(四)附图说明：