一种水钻检查设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水晶材料加工领域，尤其是水钻加工领域，特别是涉及一种用于检测水钻加工质量和剔除废钻的水钻检查设备。
【背景技术】
[0002]水钻，是用许多化工原料熔制成高铅晶质玻璃圆坯型后，再经过磨削抛光生产成的一种仿钻型产品，是目前最普遍、最普通的饰品原材料。水钻根据底部的形状可以分为尖底钻和平底钻两大类，按照台面形状分类可分为:普通钻、异形钻。异形钻的外形又可以分为菱形钻(马眼石)、梯形钻、卫星石、水滴形钻、椭圆形钻、八角形钻等。传统的尖底水钻生产工艺如下:
[0003](1)先用专业熔炉对原坯料进行熔炼，再用一种专业模具进行玻璃液成型，必须经过严格退火，以确保其质量与机械性能。
[0004](2)用专业磨抛设备对水钻坯件进行磨抛加工，包括:上料(包括空夹具的夹具针预热一沾粉一上珠一粘接)一上半球磨削加工一上半球抛光加工一对接(包括空夹具的夹具针预热一沾粉一夹具对抵一对空夹具的夹具针加热熔胶粘接上水钻坯件一对另一夹具的夹具针加热去胶一冷却夹具针使粘接固定)一下半球磨削加工一下半球抛光加工一下料(包括对夹具加热去胶一下珠及清洁夹具针)，必要时还包括端面磨抛加工。
[0005](3)把抛光好的水钻坯件清洗干净，把清洗好的水钻坯件放在灯下进行人工检验，栋出不良品。
[0006](4)在水钻坯件底面镀上一层银和保护膜，银作为反射层可以增加其反光度，即折射亮度。保护膜层用于保护银层，避免银层接触大气时变黄等，目的是确保水钻的亮度与使用时间。
[0007]上述生产过程中，采用人工对磨抛加工好或者镀覆好的水钻坯件一颗颗放至灯下检验并剔除废钻，劳动强度大、生产效率低、误检和漏检较多。
[0008]公开号为CN100484711A的专利文献公开了一种水钻端面磨抛加工方法，加工步骤如下:1)布料；2)吸塑成型，在工装盘盘面上吸塑成型吸塑盘，吸塑盘凹面向上，水钻竖直吸附固定在吸塑盘底部凸面上；3)端面磨抛，吸塑盘凹面向上套装在磨抛机上，吸塑盘底部的水钻尖端向下在平盘磨具上进行磨抛加工；4)拆封。该方案通过将数量较多的水钻坯件吸塑成型为吸塑盘，从而实现一次性对较多数量的水钻坯件进行端面磨抛加工的目的，具有单次加工数量大、加工效率高、良品率高、材料无浪费、设备工装使用寿命长、操作简便等优点。
[0009]公开号为CN101569447B的专利文献公开了一种水钻表面镀覆方法，步骤如下:将多个水钻方向一致排布并经吸塑成型为吸塑盘，吸塑盘的一个面上形成有多个吸附孔，水钻的面部嵌入吸附孔内并固定；对吸塑盘镶嵌水钻的一面镀覆反光层，反光层为银层、铝层或者铬层；对吸塑盘镀覆反光层的一面涂覆保护层，保护层为抗变色油漆层、铜层或者铜锌合金层；将水钻从吸塑盘上分离取出。该方案将完成磨抛加工的水钻通过吸塑成型的方式制成一个吸塑盘，水钻固定在吸塑盘上，从而可对整盘水钻进行镀覆处理，以提高加工效率、保证加工品质、减少人工操作工序、降低车间管理难度。
【发明内容】
[0010]为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种水钻检查设备，采用检测装置对较多的水钻产品进行自动检查，采用剔除装置自动剔除品质不良的水钻产品。
[0011 ] 为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案:
[0012]一种水钻检查方法，包括如下步骤:
[0013]1)吸塑；将多个待检水钻方向一致排布并经吸塑成型为吸塑盘，吸塑盘的一个面上形成有多个吸附孔，待检水钻的面部或底部嵌入吸附孔内并固定；
[0014]2)安装；将吸塑盘固定在工装盘上；
[0015]3)检查；检测装置对吸塑盘上的待检水钻进行外观检查，找出存在缺陷需要剔除的水钻，并且获得这些需要剔除的水钻在工装盘上的相对位置信息；
[0016]4)剔除；剔除装置从检测装置获取所述需要剔除的水钻的相对位置信息，并将这些需要剔除的水钻从吸塑盘上剔除；
[0017]5)拆卸；将吸塑盘从工装盘上取下。
[0018]本发明创新地采用吸塑盘式外观检查，可以将大批量的待检水钻经吸塑成型为一个吸塑盘，以吸塑盘为外观检查的载体和检查单位，避免了现有技术由人工进行一粒粒检验存在的人工劳动强度大、效率低和误检率高等问题，通过检测装置对吸塑盘上的大量水钻进行同步检查，大大提高了检查效率，并通过剔除装置对吸塑盘上废钻(有缺陷的水钻坯件)进行剔除，保证加工品质、减少人工操作、降低车间管理难度、提高生产效率。
[0019]本发明吸塑盘式检查方法中，吸塑成型步骤可以延用现有技术中的吸塑成型设备和工装，如公开号为CN100484711A和CN101569447B的专利文献中所公开的。所述的吸塑盘可以是直接从吸塑成型设备中成型的具有凹凸形盘边的吸塑盘，也可以是将盘边修剪掉的不具有凹凸形盘边的吸塑盘。
[0020]本发明吸塑盘式检查方法中，检测装置优选采用机器视觉检测技术，机器视觉检测就是用机器代替人眼来做测量和判断，通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。这样，不仅能够同时对整个吸塑盘上的水钻坯件进行外观检查，而且识别准确率和效率都比较高，制造成本也合理。检测装置还可以采用激光扫描技术，如激光三维扫描，以获得质量更高的图像甚至三维模型，这样可以获得非常高的检验准确率，当然制造成本和使用成本也会更高，检验效率也会受到影响。
[0021]本发明吸塑盘式检查方法中，工装盘为一平板状盘体，工装盘用于固定吸塑盘，工装盘可以是圆形也可以是矩形、方形、多边形等其他各种形状(只要能与水钻吸塑盘相匹配固定连接即可)，工装盘可以是一个独立的部件也可以是其他部件上的一部分结构，工装盘上设有与吸塑盘上的水钻坯件及吸附孔相对应的凹孔，该凹孔可以是能够容纳吸塑盘上全部水钻或局部区域内多个水钻的大孔或较大孔，但是优选该凹孔是与吸塑盘上的水钻一一对应设置的小孔(即一个小孔对应一颗水钻)，这样使得吸塑盘的盘面能够与工装盘贴合，避免吸塑盘对水钻坯件外观图像的准确识别产生干扰，同时也方便剔钻。吸塑盘与工装盘之间的固定方式，可以采用多个定位柱固定，也可以采用紧密套合固定，还可以是真空吸附固定等，或者这些固定方式的组合等。
[0022]所述凹孔可以是盲孔，但是优选为通孔；进一步优选，该凹孔底部设置有光源，这样可以用作机器视觉检测的光源，使得水钻坯件的轮廓在图像中更加清晰准确；该光源可以是一个凹孔(通孔)对应一个LED芯片的LED光源，也可以是整体或者部分工装盘共用一个平面光源。
[0023]此外，机器视觉检测的光源除了可以设置在上述工装盘的下方或者侧下方，也可以设置在工装盘的上方或者侧上方，光线可以通过折射或者反射的方式经由水钻坯件后到达位于工装盘的上方的工业相机。当然，工业相机和光源的设置位置也可以进行上下对调。
[0024]为了进一步避免工装盘和吸塑盘的干扰，工装盘和吸塑盘优选有颜色的材料制作或者表面具有颜色，颜色优选是黑色、蓝色、红色等能够与水钻坯件显著区分的颜色。同样为了避免外界环境的干扰，可以将工装盘和工业相机设置在暗箱中，或者说在工装盘和工业相机之间设置阻挡外界光线干扰的遮光筒。
[0025]由上可知，所述检测装置优选:包括一工业相机和一光源，工业相机和光源之间设置工装盘，工业相机和工装盘通过遮光筒连接。当吸塑盘固定在工装盘上，光源发出的光线经水钻坯件后到达工业相机，工业相机拍下图像，通过对图像上的水钻坯件的明亮程度和外形形状进行辨别和比较，进而得出该水钻坯件的外形是否合格的信息。作为优选，将工装盘上的凹孔(通孔)作为遮光筒的全部或者部分，即吸塑盘和工业相机分别设置在工装盘相对的两侧，工装盘一侧的工业相机透过工装盘上的凹孔(通孔)来拍摄工装盘另一侧固定的吸塑盘上的水钻坯件，这样结构合理、制造简单、方便检测辨别。而为了剔除不合格的水钻坯件，还需要对不合格的水钻坯件在吸塑盘或工装盘上的位置信息进行明确定位，优选在吸塑盘或工装盘上设置相应的基准标记点或基准标记线，基准标记点或基准标记线优选是在工业相机拍摄的图像中能够与工装盘、吸塑盘和水钻坯件进行显著区分的颜色或材质，这样检测装置通过这些基准标记点或基准标记线建立起平面直角坐标系或者角坐标系，对每个水钻坯件进行位置标记，这样就能够获得不合格的水钻坯件(需要剔除的水钻坯件)相对于工装盘或吸塑盘的相对位置信息。
[0026]本发明吸塑盘式检查方法中，剔除装置包括若干个剔除动作机构，每个剔除动作机构均与工装盘上的凹孔相对应定位设置从而能够将固定在工装盘上的吸塑盘的特定位置上的水钻坯件从吸塑盘上剔除出去。剔除装置的工装盘优选采用上述检查步骤中使用的工装盘，这样，工装盘中的凹孔不仅能够容纳水钻坯件，而且在必要时可以作为水钻坯件的排出通道。
[0027]上述剔除动作机构可以采用将水钻坯件从吸塑盘上顶出的方式，例如:一种剔除装置，包括若干个剔除动作机构，每个剔除动作机构均与工装盘上的凹孔相对应定位设置从而能够将固定在工装盘上的吸塑盘的特定位置上的水钻坯件从吸塑盘上剔除出去，该工装盘上设有用于容纳吸塑盘上的水钻坯件的凹孔，该凹孔为通孔，该剔除动作机构包括用于顶推吸塑盘包裹水钻坯件的部位从而使得该水钻坯件从吸塑盘上的吸附孔中脱出的顶推头，顶推头由气缸或电机驱动移动靠近或远离吸塑盘，顶推头与工装盘上的凹孔相对应设置；其中，吸塑盘吸附固定有水钻坯件的一面贴近工装盘，吸塑盘的另一面朝向顶推头。作为优选，该工装盘上的凹孔(通孔)与吸气机构连通，这样，剔除的废钻经凹孔(通孔)后被吸气机构吸走，排钻便捷。进一步优选，在该工装盘上的多个凹孔的底部或顶部通过一个共通空间共同连通，该共通空间与吸气机构连通，这样结构更加简单，更有利于排出废钻。作为优选，顶推头外径小于工装盘上凹孔的孔径。
[0028]上述剔除动作机构也可以采用将水钻坯件从吸塑盘上冲裁排出的方式，例如:一种剔除装置，包括若干个剔除动作机构，每个剔除动作机构均与工装盘上的凹孔相对应定位设置从而能够将固定在工装盘上的吸塑盘的特定位置上的水钻坯件从吸塑盘上剔除出去，该工装盘上设有用于容纳吸塑盘上的水钻坯件的凹孔，该凹孔为通孔，该剔除动作机构包括用于冲裁吸塑盘包裹水钻坯件的部位从而使得该水钻坯件与吸塑盘分离的冲裁头，冲裁头由气缸或电机驱动移动靠近或远离吸塑盘，冲裁头与工装盘上的凹孔相对应设置，冲裁头的切刀外径小于工装盘上凹孔的孔径，冲裁头的切刀内径大于吸塑盘上水钻坯件的外径。作为优选，该工装盘上的凹孔(通孔)与吸气机构连通，这样，剔除的废钻经凹孔(通孔)后被吸气机构吸走，排钻便捷。进一步优选，在该工装盘上的多个凹孔的底部或顶部通过一个共通空间共同连通，该共通空间与吸气机构连通，这样结构更加简单，更有利于排出废钻。
[0029]上述剔除动作机构还可以采用将水钻坯件从吸塑盘上吸走的方式，例如:一种剔除装置，包括若干个剔除动作机构，每个剔除动作机构均与工装盘上的凹孔相对应定位设置从而能够将固定在工装盘上的吸塑盘的特定位置上的水钻坯件从吸塑盘上剔除出去，该工装盘上设有用于容纳吸塑盘上的水钻坯件的凹孔(该凹孔为通孔或盲孔均可)，该剔除动作机构包括真空吸管，真空吸管由气缸或电机驱动移动靠近或远离吸塑盘，真空吸管与工装盘上的凹孔相对应设置，真空吸管与吸气机构连通；其中，吸塑盘吸附固定有水钻坯件的一面朝向真空吸管，吸塑盘的另一面贴近工装盘，真空吸管的外径大于工装盘上凹孔的孔径，真空吸管的孔径大于吸塑盘上水钻坯件的外径。这样，当真空吸管压附在吸塑盘上时，真空吸管的管壁与工装盘配合固定需要剔除的水钻坯件周边的吸塑盘部分，吸气机构经由真空吸管对需要剔除的水钻坯件产生吸力从而使得该水钻坯件从吸塑盘上的吸附孔中脱出并经真空吸管排出。
[0030]此外，上述剔除动作机构还可以采用将水钻坯件从吸塑盘上吸取下来再移走的方式，例如:一种剔除装置，包括若干个剔除动作机构，每个剔除动作机构均与工装盘上的凹孔相对应定位设置从而能够将固定在工装盘上的吸塑盘的特定位置上的水钻坯件从吸塑盘上剔除出去，该工装盘上设有用于容纳吸塑盘上的水钻坯件的凹孔，该剔除动作机构包括真空吸头，真空吸头外面套设有套管，真空吸头上设有通气孔，该通气孔与吸气机构连通，真空吸头和套管分别由气缸或电机驱动移动靠近或远离吸塑盘，真空吸头及其套管与工装盘上的凹孔相对应设置，真空吸管与吸气机构连通；其中，吸塑盘吸附固定有水钻坯件的一面朝向真空吸头，吸塑盘的另一面贴近工装盘，套管的外径大于工装盘上凹孔的孔径，真空吸头的通气孔孔径小于吸塑盘上水钻坯件的外径。这样，当套管压附在吸塑盘上时，套管的管壁与工装盘配合固定需要剔除的水钻坯件周边的吸塑盘部分，真空吸头通过吸气产生的吸附力将需要剔除的水钻坯件吸附固定，套管将该需要剔除的水钻坯件周边的吸塑盘部分固定，真空吸头向远离吸塑盘方向移动从而将需要剔除的水钻坯件从吸塑盘上的吸附孔中拉出，真空吸头再通过泄气或吹气的方式将吸取的水钻坯件排出至废料收集盒。
[0031]本发明吸塑盘式检查方法中，拆卸吸塑盘的步骤可以延用现有技术中的吸塑盘拆封设备和工装，如公开号为CN100484711A和CN101569447B的专利文献中所公开的。
[0032]本发明吸塑盘式检查方法中，上述待检水钻可以是斜面磨抛加工之后、端面磨抛加工之前(或者不需进行端面磨抛加工)的水钻坯件，例如公开号为CN100484711A的专利文献中所公开的吸塑成型后但未进行端面磨抛的吸塑盘。此外，上述待检水钻也可以是端面磨抛加工之后、镀覆处理之前的水钻坯件，例如公开号为CN100484711A的专利文献中所公