一种自动化点钻设备的制作方法
【专利摘要】一种自动化点钻设备，包括横梁，所述横梁上连接有取钻装置，所述取钻装置包括转盘，所述转盘上设有多根取钻杆，所述转盘与带动其旋转的旋转轴连接，所述旋转轴通过齿轮传动机构与驱动其间歇旋转的电机连接，所述旋转轴上连接有由其带动旋转的凸轮，所述旋转轴外套装有立柱，所述立柱与凸轮之间设有滚轮，所述立柱的下端设有横杆，所述横杆与转盘连接，所述横杆与转盘之间安装有支撑弹簧；所述取钻装置的下方安装有均可沿XY方向移动的用于放置装有钻石的塑料工位盘的取钻工作台和置钻工作台，所述置钻工作台上安装有一可作上下移动和旋转运动的圆形工作台，所述圆形工作台上设有装夹饰品金属底座的装夹机构。
【专利说明】一种自动化点钻设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动化点钻设备。
【背景技术】
[0002]各种饰品行业中，钻石的点钻工作主要由人工完成，点钻过程是一项需要极大细心、耐心，极其复杂繁琐的生产过程。在此过程中，工人需要先在首饰底座的已经加工好的空台中放入分量合适的胶水，再根据首饰底座的形状大小以及钻石镶嵌位置的不同把不同大小的钻石颗粒放入其中(点钻过程)。由于首饰的生命周期短，更新速度较快，产品没有固定的形状和尺寸。所以点钻的整个过程并无利于自动化设备加工的固定的加工运动轨迹，再加上钻石颗粒的大小、形状不一，孔的位置及深浅不确定，使得自动化的进程实现更加复杂艰难。而人工点钻需要大量的劳动力，生产效率低，生产成本高，劳动强度大。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种自动化程度高、可靠度高、生产效率高的自动化点钻设备。
[0004]本实用新型采用的技术方案是:
[0005]一种自动化点钻设备，其特征在于:包括横梁，所述横梁上连接有取钻装置，所述取钻装置包括转盘，所述转盘上设有多根取钻杆，所述转盘与带动其旋转的旋转轴连接，所述旋转轴通过齿轮传动机构与驱动其间歇旋转的电机连接，所述旋转轴上连接有由其带动旋转的凸轮，所述旋转轴外套装有立柱，所述立柱与凸轮之间设有滚轮，所述立柱的下端设有横杆，所述横杆与转盘连接，所述横杆与转盘之间安装有支撑弹簧；所述取钻装置的下方安装有均可沿XY方向移动的用于放置装有钻石的塑料工位盘的取钻工作台和置钻工作台，所述置钻工作台上安装有一可作上下移动和旋转运动的圆形工作台，所述圆形工作台上设有装夹饰品金属底座的装夹机构。
[0006]进一步，所述圆形工作台与一带有丝杆副的T杆连接，所述T杆的下端通过连接管与旋转台的下端丝杆连接，所述连接管内设有供T杆和下端丝杆运动的导轨，所述旋转台上设有导向杆，所述导向杆与虎克铰链U的外圈固接形成移动副，所述虎克铰链U的内圈与丝杆螺母固接，所述丝杆螺母连接在丝杆副上。
[0007]进一步，所述齿轮传动机构包括一与电机连接的槽轮主动轮，所述槽轮主动轮上连接有第一槽轮从动轮和第二槽轮从动轮，所述一槽轮从动轮和第二槽轮从动轮均与带动旋转轴旋转的传动齿轮连接。
[0008]进一步，所述取钻杆分布在所述转盘的外圆周上，所述取钻杆的下端安装有可更换的真空吸笔，所述真空吸笔与真空泵通过导气管连接，所述导气管内设有由电磁铁的通断电控制开闭的连接孔。
[0009]进一步，所述电机与齿轮传动机构安装在横梁的凸台内。
[0010]本实用新型通过凸台内部的电机带动槽轮主动轮运动，通过槽轮主动轮带动槽轮从动轮，再通过带动传动齿轮将运动传递给旋转轴，实现横梁下面的转盘间歇转动，同时旋转轴带动凸轮旋转，凸轮压下与其紧密接触的滚轮使得立柱下移，立柱下移带动与其刚接的横杆的下移，凸轮继续转动，当凸轮与滚轮不接触时，立柱和横杆在支撑弹簧作用下上移，继而实现转盘上下移动，带动取钻杆上下移动，使得横梁下面的执行部分能够实现相应功能。取钻工作台可以沿XY方向移动，把塑料工位盘中特定的水钻送至气动吸嘴位置。置钻工作台能够让装夹在圆形工作台上的饰品金属底座沿着任意的方向进行旋转，并且能够实现沿着XY两坐标轴方向上的直线运动。
[0011]本实用新型的有益效果:自动化程度高、可靠度高、生产效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构立体示意图。
[0013]图2是本实用新型的传动机构示意图。
[0014]图3是本实用新型配套的机器视觉系统框图。
[0015]图4是本实用新型的工作过程示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些【具体实施方式】。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0017]参照图1、图2，一种自动化点钻设备，包括横梁2，所述横梁2上连接有取钻装置，所述取钻装置包括转盘6，所述转盘6上设有多根取钻杆7，所述转盘6与带动其旋转的旋转轴12连接，所述旋转轴12通过齿轮传动机构与驱动其间歇旋转的电机I连接，所述旋转轴12上连接有由其带动旋转的凸轮14，所述旋转轴12外套装有立柱3，所述立柱3与凸轮14之间设有滚轮13，所述立柱3的下端设有横杆4，所述横杆4与转盘6连接，所述横杆4与转盘6之间安装有支撑弹簧10 ;所述取钻装置的下方安装有均可沿XY方向移动的用于放置装有钻石的塑料工位盘的取钻工作台8和置钻工作台9，所述置钻工作台9上安装有一可作上下移动和旋转运动的圆形工作台91，所述圆形工作台91上设有装夹饰品金属底座的装夹机构。
[0018]所述圆形工作台91与一带有丝杆副的T杆92连接，所述T杆92的下端通过连接管95与旋转台97的下端丝杆连接，所述连接管95内设有供T杆92和下端丝杆运动的导轨，所述旋转台97上设有导向杆96，所述导向杆96与虎克铰链U94的外圈固接形成移动畐0，所述虎克铰链U94的内圈与丝杆螺母93固接，所述丝杆螺母93连接在丝杆副上。
[0019]所述齿轮传动机构包括一与电机I连接的槽轮主动轮16，所述槽轮主动轮16上连接有第一槽轮从动轮15和第二槽轮从动轮5，所述一槽轮从动轮15和第二槽轮从动轮5均与带动旋转轴12旋转的传动齿轮17连接。
[0020]所述取钻杆7分布在所述转盘6的外圆周上，所述取钻杆7的下端安装有可更换的真空吸笔，所述真空吸笔与真空泵通过导气管连接，所述导气管内设有由电磁铁的通断电控制开闭的连接孔。
[0021]所述电机I与齿轮传动机构安装在横梁2的凸台内。
[0022]本实用新型通过凸台内部的电机I带动槽轮主动轮16运动，通过槽轮主动轮16带动槽轮从动轮15、5，再通过带动传动齿轮17将运动传递给旋转轴12，实现横梁4下面的转盘6间歇转动，同时旋转轴12带动凸轮14旋转，凸轮14压下与其紧密接触的滚轮13使得立柱3下移，立柱3下移带动与其刚接的横杆4的下移，凸轮14继续转动，当凸轮14与滚轮3不接触时，立柱3和横杆4在支撑弹簧10作用下上移，继而实现转盘6上下移动，带动取钻杆7上下移动，使得横梁4下面的执行部分能够实现相应功能。取钻工作台8可以沿XY方向移动，把塑料工位盘中特定的水钻送至气动吸嘴位置。置钻工作台9能够让装夹在圆形工作台91上的饰品金属底座沿着任意的方向进行旋转，并且能够实现沿着XY两坐标轴方向上的直线运动。
[0023]参照图3，本实用新型配套的机器视觉系统将摄像设备、计算机和软件的功能结合在一起，用来捕获和分析移动的图像，包括PC机、处理软件、像帧抓取卡，输入/输出卡、光源、摄像设备、镜头和内部检测设置。机器视觉系统可以自动识别生产线或工作台上的水钻，能够自动拍摄水钻的图像，对采集到的图像首先进行目标定位，然后通过特征匹配和插值运算等计算出水钻的颜色、形状、大小、数目。计算结果可以输出到控制系统，也可以传输给下位机。
[0024]参照图4，本实用新型工作时，利用人工将需要点钻的饰品金属底座装夹在圆形工作台上。送至第2工位，等待打胶。在第2工位，利用自动点胶装置完成饰品金属底座的打胶，之后将其送至第5工位，等待置钻。在第3工位，按照手工点钻的同样方法，人工做好作业前的准备。人工将水钻分颜色、规格分别倒在塑料工位盘上，搓平，摊开，使水钻正面朝上，无重叠。工位盘装在取钻工作台8上。完成排钻后，送至第4工位，供机器取钻。凸台内的电机1，通过槽轮主动轮16带动第一槽轮从动轮15及第二槽轮从动轮5，再通过带动传动齿轮17将运动传递给旋转轴12，实现横梁下面的转盘间歇转动，同时旋转轴带动凸轮14旋转，凸轮压下与其紧密接触的滚轮13使得立柱3下移，立柱3下移带动与其刚接的横杆4的下移，继而带动转盘6下移，随着凸轮14继续转动，凸轮14与滚轮13分开，立柱3和横杆4在支撑弹簧10作用下上移，继而带动转盘6上移，以此来实现取钻杆7上下移动，使得横梁下面的执行部分能够实现相应功能。
[0025]转盘6的外圆周分布有六个孔，孔腔内部用于安装取钻杆7。取钻杆7下端装有真空吸笔，当真空吸笔和真空泵之间的连接孔接通时，能够在吸笔的最下端部产生吸力，并吸取下方水钻，从而达到取钻的目的。
[0026]接收指令后机器视觉系统开始运行，先摄取工位盘水钻图像，再识别出各颗水钻的颜色、形状、规格、以及位置，计算各类型水钻的数目。
[0027]根据机器视觉的识别结果，沿XY方向移动取钻工作台8，自动把塑料工位盘中特定的水钻送至真空吸笔的气动吸嘴位置。取钻工作台8在XY方向做二轴联动，由数字控制器控制，运动参数从机器视觉系统传送过来。取钻工作台8运动到位后，吸嘴下降至接触到水钻，然后触动气阀开关，吸嘴将水钻自动吸住，完成取钻动作。带有水钻的吸嘴向置钻工作台9的上方运动。
[0028]置钻工作台9的最上端是圆形工作台91，包含有装夹机构，提供点钻时的底座安装空间，工作台下面是带有丝杠副的T杆92，丝杠副与丝杠螺母93连接，丝杠螺母外面是虎克铰链U94，丝杠螺母93与虎克铰链U94内圈刚接。虎克铰链U94实际上是两个旋转轴线正交的转动副的合并，所以它能够在伺服电机的带动下沿两个轴线方向旋转。虎克铰链U94外圈与导向杆96固接，并于导向杆96形成移动副。T杆92最下端用一连接管95把T杆92和旋转台97下端丝杠连接，连接管95中间有导轨，可供T杆92和下端丝杠沿之运动。从而实现圆形工作台91的旋转半径在改变时，它的高度并不发生改变。并且连接管95可以拆除，当圆形工作台91在工作过程中可以沿着虎克铰链轴线和Z轴方向自由旋转。
[0029]装夹有饰品金属底座的置钻工作台9的进给动作从取钻杆7的上一次水钻镶嵌动作完成并回到最高点处后开始。由于横杆4推动，使得取钻和送钻动作得以同时进行，当一根取钻杆7在塑料工位盘上取钻的同时，另一根取钻杆7也正在圆形工作台91上进行置钻的动作。取钻动作完成后，置钻动作也完成，两根取钻杆7同时上升。这时，置钻工作台9开始进给动作，把下一待点钻的空台送到取钻杆7的正下方。当下一取钻杆7间歇转动到空台上方时，置钻工作台9动作停止，等待点钻。置钻工作台9的进给运动，以及取钻杆7的间歇旋转和上下移动，由控制系统协同控制。
[0030]由于水钻大小形状不一，取钻杆7必须具有一定的灵活性，以确保成功取钻。为此取钻杆7末端的真空吸笔设计成可以更换的，以适应不同规格的水钻。取钻杆7中部套有两块电磁铁，上端电磁铁与杆固定连接，下端磁铁通过弹簧连接。当取钻杆7上的电磁铁通电后，打开连接孔后导气管连通真空泵和真空吸笔，实现吸取水钻的目的。当取钻杆7上的电磁铁断电后，连接孔关闭，吸力消失，水钻被放下。
[0031]水钻被吸取后，凸轮14继续转动，横杆4在支撑弹簧10的作用下上升，取钻杆7也在弹簧的作用下上升，当横杆4上升到原位时，第一槽轮从动轮15达到停止状态。此时，第二槽轮从动轮5又开始旋转，并带动取钻后的取钻杆7向置钻工作台上方旋转。经过一定时间间隔后，取钻杆7到达置钻空台上方。这时第二槽轮从动轮5达到停止状态，第一槽轮从动轮15开始旋转，并带动传动齿轮17，将运动传递给旋转轴12，而旋转轴12又带动凸轮14转动，凸轮14压下与其紧密接触的滚轮13使立柱3下移，立柱3带动与其刚接的横杆4，横杆4推动取钻杆7下移。取钻杆7下端真空吸笔处的水钻到达空台后停止运动，取钻杆7上与真空泵相连的气路关闭，真空泵与吸笔隔离，水钻失去吸力镶嵌在有胶水的空台中。置钻工作台9连同完成置钻的产品，运动到第6工位，等待人工取出产品。然后取钻杆7上升，经过旋转后再次回到排有水钻的塑料工位盘上方，准备再次取钻。
【权利要求】
1.一种自动化点钻设备，其特征在于:包括横梁，所述横梁上连接有取钻装置，所述取钻装置包括转盘，所述转盘上设有多根取钻杆，所述转盘与带动其旋转的旋转轴连接，所述旋转轴通过齿轮传动机构与驱动其间歇旋转的电机连接，所述旋转轴上连接有由其带动旋转的凸轮，所述旋转轴外套装有立柱，所述立柱与凸轮之间设有滚轮，所述立柱的下端设有横杆，所述横杆与转盘连接，所述横杆与转盘之间安装有支撑弹簧；所述取钻装置的下方安装有均可沿XY方向移动的用于放置装有钻石的塑料工位盘的取钻工作台和置钻工作台，所述置钻工作台上安装有一可作上下移动和旋转运动的圆形工作台，所述圆形工作台上设有装夹饰品金属底座的装夹机构。
2.根据权利要求1所述的一种自动化点钻设备，其特征在于:所述圆形工作台与一带有丝杆副的T杆连接，所述T杆的下端通过连接管与旋转台的下端丝杆连接，所述连接管内设有供T杆和下端丝杆运动的导轨，所述旋转台上设有导向杆，所述导向杆与虎克铰链U的外圈固接形成移动副，所述虎克铰链U的内圈与丝杆螺母固接，所述丝杆螺母连接在丝杆副上。
3.根据权利要求1或2所述的一种自动化点钻设备，其特征在于:所述齿轮传动机构包括一与电机连接的槽轮主动轮，所述槽轮主动轮上连接有第一槽轮从动轮和第二槽轮从动轮，所述一槽轮从动轮和第二槽轮从动轮均与带动旋转轴旋转的传动齿轮连接。
4.根据权利要求3所述的一种自动化点钻设备，其特征在于:所述取钻杆分布在所述转盘的外圆周上，所述取钻杆的下端安装有可更换的真空吸笔，所述真空吸笔与真空泵通过导气管连接，所述导气管内设有由电磁铁的通断电控制开闭的连接孔。
5.根据权利要求4所述的一种自动化点钻设备,其特征在于:所述电机与齿轮传动机构安装在横梁的凸台内。
【文档编号】A44C27/00GK203662140SQ201320657634
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】朱信忠, 赵建民, 徐慧英 申请人:浙江师范大学