专利名称：一种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：
本发明属于水晶制品磨抛加工领域，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，以及用于水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械。
背景技术：
发明人在专利申请号为CN2012100824727的专利申请中提出了一种水晶坯件自动磨抛系统，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，采用机械手式转移机构实现磨抛工序与上料工序、对接工序、下料工序之间的转换。并且，采用了能够将对接的两个夹具的位置对换的对接机构，这样在对接工位上每次流通仅为一个夹具，这样一个转移机构就能够实现对接工位、上下料工位之间的夹具流通循环，这样不仅实现了水晶坯件上、下半球斜面的全自动磨抛加工，保证了磨抛加工质量，而且各工位布置更加合理简洁，工位机构设置空间更加宽裕，减小了机台整体体积，为多机台串联(或者采用拼装式机台)实现全自动加工提供了可行性，极大的降低了制造、运输、安装调试及维护的难度和成本，简化了夹具转移流通方式，降低了机台能耗和材料制造成本。其中，说明了对接机构的具体结构可见于公开号CN102152190A、CN102152188A、CN202162662U的专利文献，也说明了上下料机构的具体结构可见于公开号CN102211305A的专利文献。但是，发明人认为上述专利文献所公开的各机构仍有待进一步完善。
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，机构布置合理、结构稳定可靠、加工效率高、制造成本低。本发明的目的之二是提供一种用于上述自动磨抛系统的辅助助机械。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的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位，第一旋转架能够转动和定位并设置有至少两个机头；第二旋转架，环绕第二旋转架设置有至少一个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位和至少一个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位，第二旋转架能够转动和定位并设置有至少两个机头；上下料工位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来并能够将另一批水晶坯件固定在该夹具上的上下料机构；对接工位，设置有能够将水晶坯件从一个夹具转接固定到另一个夹具上并能够将两个夹具进行位置对换的对接机构；以及，能够拾取和放下夹具并能够将其在上下料工位、第一旋转架上的机头、对接工位以及第二旋转架上的机头之间进行依次转移的转移机构；其中，所述上半球磨削工位和下半球磨削工位上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位和下半球抛光工位上均设有抛光机构。
对于水晶坯件的斜面磨抛加工主要涉及上料、上半球磨削、上半球抛光、对接、下半球磨削、下半球抛光、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下料工序、对接工序之间的转换，因为这一过程中夹具是流转的，夹具轮流与上下料工位、对接工位上的夹具座(夹具固定板)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下料、对接得以实施，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。并且，上述技术方案中采用了能够将对接的两个夹具的位置对换的对接机构，这样在对接工位上每次流通仅为一个夹具，这样一个转移机构就能够实现对接工位、上下料工位之间的夹具流通循环，这样不仅实现了水晶坯件上、下半球斜面的全自动磨抛加工，保证了磨抛加工质量，而且各工位布置更加合理简洁，工位机构设置空间更加宽裕，减小了机台整体体积，为多机台串联(或者采用拼装式机台)实现全自动加工提供了可行性，极大的降低了制造、运输、安装调试及维护的难度和成本，简化了夹具转移流通方式，降低了机台能耗和材料制造成本。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CN2825203Y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其他异形水晶坯件；上述磨削机构为平盘磨削机构或者辊式磨削机构(滚筒磨轮机构)，上述抛光机构为平盘抛光机构或者辊式抛光机构(滚筒磨轮机构)；磨削机构、抛光机构的具体结构可见于上述专利文献，对于对接机构的具体结构可见于公开号CN102152190A、CN102152188A、CN202162662U的专利文献，对于上料机构、下料机构或者上下料机构的具体结构可见于公开号为 CN102152190A、CN102240941A、CN102211305A 的专利文献。从上述专利文献中，可以知道它们的夹具是安装在机头的夹具固定板下面的，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，环绕第一旋转架设置有至少一个上半球磨削工位、至少一个上半球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；环绕第二旋转架设置有至少一个下半球磨削工位、至少一个下半球抛光工位和至少一个等待工位，第二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机构、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上半球磨削工位、上半球抛光工位和等待工位设置在同一个机架上，所述第二旋转架及其下半球磨削工位、下半球抛光工位和等待工位设置在同一个机架上。而所述上下料工位、对接工位和转移机构可以设置在同一个机架上，也可以将上下料工位、对接工位和转移机构都做成一个相对独立的机台机架，还可以是其他多种形式。上述多个机构可以在运输时拆开包装运输，可以在使用时组合在一起(或者通过连接件拼装在一起)安装使用。一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，包括能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来并能够将另一批水晶坯件固定在该夹具上的上下料机构；能够将水晶坯件从一个夹具转接固定到另一个夹具上并能够将两个夹具进行位置对换的对接机构；以及，能够拾取和放下夹具并能够将其在至少四个工位之间进行转移的转移机构；其中，所述上下料机构、对接机构和转移机构安装在同一块机座底板上，所述上下料机构和对接机构分别安装在转移机构的两侧。这样不仅加工效率高、自动化程度高，而且布局合理、稳定可靠，节约成本。作为优选，所述对接机构包括对接机架，对接机架上水平设置一转动轴，转动轴后端与转动驱动装置连接，转动轴前端安装转接板，转接板上设有上、下两个滑动座，滑动座与转接板竖直滑动连接并通过升降气缸A控制上下移动，滑动座上安装夹具固定板A，上、下两个滑动座上对称设置相同结构，夹具固定板A上安装有夹具锁紧气缸A ;转接板前方或者一侧设有胶粉盘A，胶粉盘A与对接机架水平滑动连接并由粉盘气缸A控制移动从而能够移动至两个夹具固定板A中间位置，转接板前方还设有能够平移至两个夹具固定板A中间位置并能够上下升降的加热管A，两个夹具固定板A之间位置安装有吹气管A。设置粉盘以方便空夹具沾粉，设置加热管以方便夹具针加热熔胶粘接，设置吹气管对夹具针快速冷却。具有结构简单合理、自动化程度高、工作可靠稳定等优点。进一步优选，所述夹具固定板A转动安装在滑动座上，并且，所述夹具固定板A由转动装置驱动转动，所述夹具固定板A由转动定位装置实现转动定位，夹具固定板A的转动范围大小为20 90°。将夹具固定板设置成能够转动的，这样夹具固定板就能够倾斜设置以方便机械手安装和抓取夹具。进一步优选,所述夹具固定板A的转动驱动装置为转动气缸A,转动气缸A—端与滑动座活动连接，转动气缸A另一端与夹具固定板A转动轴上的摆臂活动连接。进一步优选，所述夹具固定板A的转动定位装置为安装在滑动座上的限位销。通过限位销限制夹具固定板的转动，限位销与转动气缸配合实现夹具固定板的转动定位。再进一步优选，所述夹具固定板A的转动定位装置还包括安装在滑动座上的限位气缸，限位气缸的顶出端与夹具固定板相抵，限位气缸和限位销分别位于夹具固定板转动轴的上下两侦U。这样通过限位销和限位气缸从夹具固定板的上下两侧顶紧定位，可以避免转动气缸因长行程导致的松动和无法顶紧。
进一步优选，所述胶粉盘A上方架设有刮粉杆，刮粉杆与对接机架竖直滑动连接，刮粉杆由安装在对接机架上的刮粉气缸驱动上下移动。刮粉机构能够平整胶粉，避免胶粉堆积影响夹具针沾粉效果。进一步优选,所述加热管A为闻频加热管，加热管A安装在闻频发生器A上，闻频发生器A安装在升降台上，升降台与平移座竖直滑动连接并由第一气缸驱动升降，平移座与对接机架水平滑动连接并由第二气缸驱动平移。因为上下夹具位置是对换的，所以吹气管A就需要对上下两个夹具的夹具针都能够进行吹气冷却，优选下述两种方案之一一种是，所述吹气管安装在夹具固定板靠近夹具的夹具针位置，这样两个吹气管根据需要分别对上下两个夹具的夹具针进行吹气冷却；另一种是，所述吹气管以能够绕其轴线摆动的方式安装在转接板上，转接板安装有能够驱动吹气管摆动的摆动气缸，摆动气缸的活动端与吹气管连接，这样一个吹气管根据需要对上下两个夹具的夹具针中的任意一个进行吹气冷却。为了实现上下夹具的对换，转接板可以是连续翻转的，这样转接板上的气路、电路与外部气路、电路的连接就需要通过旋转接头，因此优选采用180°往复转动形式，这样就不需要旋转接头。为了转接板的转动定位，进一步优选，所述对接机架上安装有能够对转接板进行转动定位的定位气缸，定位气缸的顶出端安装锥形定位销，锥形定位销与设在转接板上的定位销孔配合，转接板上安装有两个定位销孔，两个定位销孔相对于转动轴中心呈中心对称。进一步优选，所述夹具固定板A相对于水平面呈30° 60°倾斜设置。倾斜设置夹具固定板，方便机械手安装、抓取夹具。作为优选，所述上下料机构包括上下料机架，上下料机架上安装有坯料盘、推料板和推料气缸，坯料盘固定在上下料机架上，推料板设置在坯料盘底部并能够顶起或落回，推 料板顶部设有能够容纳定位水晶坯件的针排或者排孔，推料板与上下料机架竖直滑动连接并通过推料气缸驱动上下移动；坯料盘上方设有夹具固定板B，夹具固定板B安装在升降架上，升降架与上下料机架竖直滑动连接并通过升降气缸B控制上下移动，夹具固定板B上安装有夹具锁紧气缸B ;坯料盘一侧设有胶粉盘B，胶粉盘B与上下料机架水平滑动连接并由送粉气缸B控制移动从而能够移动至夹具固定板B下方；坯料盘另一侧设有接料盒，接料盒与上下料机架水平滑动连接并由接料气缸控制移动从而能够移动至夹具固定板B下方；夹具固定板B与坯料盘之间设有吹气管B和能够上下升降的加热管B。设置夹具固定板以方便夹具安装和动作，设置推料板以水晶坯件上料，设置接料盒以收集从夹具上卸下的水晶坯件，设置胶粉盘以方便空夹具沾粉，设置加热管以方便夹具针加热熔胶粘接，设置吹气管对夹具针快速冷却。具有结构简单合理、自动化程度高、工作可靠稳定等优点。进一步优选，所述夹具固定板B转动安装在升降架上，并且，所述夹具固定板B由转动装置驱动转动，所述夹具固定板B由转动定位装置实现转动定位，夹具固定板B的转动范围大小为20 90°。将夹具固定板设置成能够转动的，这样夹具固定板就能够倾斜设置以方便机械手安装和抓取夹具。进一步优选，所述夹具固定板B相对于水平面呈30° 60°倾斜设置。倾斜设置夹具固定板，方便机械手安装、抓取夹具。进一步优选，所述夹具固定板B的转动驱动装置为转动气缸，转动气缸一端与升降架活动连接，转动气缸另一端与夹具固定板转动轴上的摆臂活动连接。进一步优选，所述夹具固定板B的转动定位装置为安装在升降架上的限位销。通过限位销限制夹具固定板的转动，限位销与转动气缸配合实现夹具固定板的转动定位。进一步优选，所述夹具固定板的转动定位装置还包括安装在升降架上的限位气缸，限位气缸的顶出端与夹具固定板相抵，限位气缸和限位销分别位于夹具固定板转动轴的上下两侧。这样通过限位销和限位气缸从夹具固定板的上下两侧顶紧定位，可以避免转动气缸因长行程导致的松动和无法顶紧。进一步优选，所述推料板下端固定在推料板座上，推料板座与上下料机架竖直滑动连接，推料气缸安装在上下料机架上，推料气缸的移动端连接推料板座。
进一步优选，所述送粉气缸B —端与上下料机架连接，送粉气缸B另一端与胶粉盘B连接，所述胶粉盘B上方架设有刮粉杆，刮粉杆与上下料机架竖直滑动连接，刮粉杆由安装在上下料机架上的刮粉气缸驱动上下移动。刮粉机构能够平整胶粉，避免胶粉堆积影响夹具针沾粉效果。进一步优选，所述接料气缸一端与上下料机架连接，接料气缸另一端与接料盒连接，接料盒上转动架设有钢丝刷，钢丝刷由电机驱动转动。进 一步优选，所述加热管B为高频加热管，加热管B安装在高频发生器B上，高频发生器B安装在升降台上，升降台与上下料机架竖直滑动连接并由第一气缸驱动升降。进一步优选，所述吹气管B安装在夹具固定板靠近夹具的夹具针位置。或者优选，所述吹气管B安装在吹气气缸的移动端，吹气气缸安装在升降架。所述转移机构为机械手式转移机构，包括转移机架，转移机架上安装有转动架及其驱动装置和转动定位装置，所述转动架沿圆周分布安装有多个机械手，所述机械手包括安装座，安装座上设有滑动座，滑动座由气缸A驱动滑动，滑动座前端铰接有一摆动臂，摆动臂上安装有两个相对设置的气缸C，气缸C的活塞杆前端通过插销、插座与夹具连接，摆动臂由气缸B驱动摆动。机械手采用插销、插座的形式实现夹具抓取，采用气缸B和摆动臂实现夹具的单边燕尾与夹具固定板上的单燕尾槽的脱离，再通过气缸A使夹具与夹具固定板完全脱离，从而提高了机械手的移位定位精度和动作速度，避免了部件碰撞和损伤，提高使用可靠性。与上述机械手配套使用的夹具，包括铝制夹具本体，夹具本体一侧形成有燕尾，所述夹具本体在燕尾的对侧安装有两个相对设置的插销或者插座。进一步优选，所述安装座上安装有缓冲件，所述滑动座上设有与该缓冲件相匹配的挡铁。进一步优选，所述摆动臂在其与滑动座铰接的铰接轴的一侧设置气缸C，所述摆动臂在其与滑动座铰接的铰接轴的另一侧与安装在滑动座上的气缸B的活动端活动连接。进一步优选，所述插销、插座通过圆锥面配合。进一步优选，所述安装座倾斜安装在转动架上。进一步优选,所述转动架的转动定位装置包括转动架上的定位转盘,所述转移机架上安装有竖直顶出气缸，竖直顶出气缸的活塞杆顶端安装有活动齿形板，所述定位转盘下面安装有能够与所述活动齿形板啮合定位的两个固定齿形板，并且，所述定位转盘下面固定有定位块，所述转移机架上安装有能够将定位块限制在一定摆动范围内的两个缓冲件。转动架采用往复摆动形式动作，通过定位块与缓冲件的配合实现对转动架的摆动位置限位和缓冲，同时通过活动齿形板与固定齿形板的啮合实现摆动架的摆动位置定位，这样不仅定位准确、快速，而且结构更加合理、制造成本更低、部件使用寿命提高。进一步优选，所述固定齿形板通过紧固件以能够调整的方式安装在齿形板座上，齿形板座固定在定位转盘下面。进一步优选，所述缓冲件为弹簧缓冲器。所述转动架的驱动装置可以为驱动其往复摆动的多种装置，例如气缸B等，但是优选为电机，电机与中间传动轴带传动连接，所述中间传动轴与转动架齿轮传动连接。本发明由于采用了以上的技术方案，具有机构布置合理、结构稳定可靠、加工效率闻、制造成本低等优点。
图I是本发明自动磨抛系统的结构示意图(俯视);图2是本发明自动磨抛系统的结构示意图(主视);图3是本发明辅助机械的结构示意图；图4是对接机构的结构示意图(安装夹具状态);图5是对接机构的结构不意图(等待对接状态);图6是对接机构中高频发生器A的驱动结构示意图； 图7是对接机构中转接板的定位结构示意图；图8是图7的A向视图。图9是机械手式转移机构的结构示意图；图10是机械手的结构示意图(下位置)；图11是图10的侧视图(下位置)；图12是机械手的侧视图(上位置)；图13是图9的A-A剖视图(摆动状态之一)；图14是图9的A-A剖视图(摆动状态之二)。图15是转动架的转动定位装置的齿形板配合结构示意图。图16是上下料机构的结构示意图；图17是上下料机构的高频发生器B的驱动结构示意图。
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I :如图I、图2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的上半球进行磨削加工的上半球磨削工位11、12、一个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位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 ;第二旋转架4，环绕第二旋转架4设置有两个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削工位31、32、一个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位33和一个等待工位34，第二旋转架4能够转动和定位并设置有四个机头41 ;上下料工位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来并能够将另一批水晶坯件固定在该夹具上的上下料机构；对接工位，设置有能够将水晶坯件从一个夹具转接固定到另一个夹具上并能够将两个夹具进行位置对换的对接机构；以及，能够拾取和放下夹具并能够将其在上下料工位、第一旋转架2上的机头21、对接工位以及第二旋转架4上的机头41之间进行依次转移的转移机构；其中，所述上半球磨削工位11、12和下半球磨削工位31、32上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位13和下半球抛光工位33上均设有抛光机构。如图3所示的一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，包括能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来并能够将另一批水晶坯件固定在该夹具上的上下料机构6 ;能够将水晶坯件从一个夹具转接固定到另一个夹具上并能够将两个夹具进行位置对换的对接机构7 ;以及，能够拾取和放下夹具并能够将其在四个工位之间进行转移的转移机构5 ;其中，所述上下料机构、对接机构和转移机构安装在同一块机座底板8上，所述上下料机构和对接机构分别安装在转移机构的两侧。所述对接机构7，如图4、图5所示，包括对接机架701，对接机架701上通过轴承座711水平安装一转动轴712，转动轴712后端通过齿轮713与驱动电机连接，转动轴712前端安装转接板707，转接板707上设有上、下两个滑动座710、716，滑动座710、716与转接板707竖直滑动连接并通过升降气缸A708、720控制上下移动，滑动座710、716上安装夹具固定板A705、717，上、下两个滑动座710、716上对称设置相同结构，夹具固定板A705、717上安装有夹具锁紧气缸A706、719 ;转接板707前方或者一侧设有胶粉盘A703，胶粉盘A703与对接机架701水平滑动连接并由粉盘气缸A702控制移动从而能够移动至两个夹具固定板A705、717中间位置，转接板707前方还设有能够平移至两个夹具固定板A705、717中间位置并能够上下升降的加热管A704，两个夹具固定板A705、717之间位置安装有吹气管A715。所述夹具固定板A705、717转动安装在滑动座710、716上，并且，所述夹具固定板A705、717由转动装置驱动转动，所述夹具固定板A705、717由转动定位装置实现转动定位，夹具固定板A705、717的转动范围大小为20 90°。夹具固定板A705、717相对于水平面呈45°倾 斜设置。所述夹具固定板A705、717的转动驱动装置为转动气缸A709、718，转动气缸A709、718—端与滑动座710、716活动连接，转动气缸A709、718另一端与夹具固定板A705、717转动轴上的摆臂活动连接。所述夹具固定板A705、717的转动定位装置为安装在滑动座710、716上的限位销。所述夹具固定板A705、717的转动定位装置还包括安装在滑动座710、716上的限位气缸，限位气缸的顶出端与夹具固定板A705、717相抵，限位气缸和限位销分别位于夹具固定板A705、717转动轴的上下两侧。所述胶粉盘A703上方架设有刮粉杆722，刮粉杆722与对接机架701竖直滑动连接，刮粉杆722由安装在对接机架701上的刮粉气缸723驱动上下移动。如图6所示，所述加热管A704为高频加热管，加热管A704安装在高频发生器A724上，高频发生器A724安装在升降台725上，升降台725与平移座726竖直滑动连接并由第一气缸727驱动升降，平移座726与对接机架701水平滑动连接并由第二气缸728驱动平移。所述吹气管A715安装在夹具固定板A705、717靠近夹具的夹具针位置。转接板180°进行往复转动，转动轴712后面安装位置传感器714检测其转动位置。如图7、图8所示，所述对接机架701上安装有能够对转接板707进行转动定位的定位气缸730，定位气缸730的顶出端安装锥形定位销729，锥形定位销729与设在转接板707上的定位销孔731配合，转接板707上安装有两个定位销孔731，两个定位销孔731相对于转动轴712中心呈中心对称。机械手式转移机构每次操作只安装或者抓取一个夹具721 (上夹具)，对接机构在安装或者抓取夹具时的状态如图I所示。在对接时，如图2所示，下夹具固定板A717顺时针转动45°使其上夹具的夹具针竖直向上，上夹具固定板A705逆时针转动45°使其上夹具的夹具针向下，加热管A704平移至上、下夹具的夹具针中间位置，上下两个滑动座710、716同时向转接板中央移动，使上夹具的夹具针上的水晶坯件与下夹具的夹具针接触，加热管A704下移对下夹具的夹具针进行加热使其上胶粉融化粘接水晶坯件，加热管A704上移对上夹具的夹具针加热使其上粘接胶融化，同时吹气管A715对下夹具的夹具针吹气冷却保证水晶坯件粘接牢固，然后，上下两个滑动座710、716移动复位，加热管704复位，水晶坯件粘接在下夹具上，对接完成，胶粉盘A703移入，上夹具下降进行沾粉，沾粉后复位，最后，转接板绕转动轴712转动180°，上下夹具对调，完成翻转。对接机构回复至图4所示状态，以供机械手转移机构抓取夹具并进行下一步操作。所述机械手式转移机构，如图9所示，包括转移机架51，转移机架51上安装有转动架52及其驱动装置和转动定位装置54，所述转动架52沿圆周分布安装有四个机械手55，其中，转动架52包括固定连接的转动轴522、定位转盘521、连接筒523、安装转盘524、连接柱525和连接件526，连接件526上固定电控箱53。如图10、图11、图12所示，所述机械手55包括安装座551，安装座551上通过导杆553滑动设置有滑动座559，滑动座559由气缸A552驱动滑动，滑动座559前端铰接有一摆动臂557，摆动臂557上安装有两个相对设置的气缸C550，气缸C550的活塞杆前端通过插销558、插座561与夹具56连接，摆动臂557由气缸B556驱动摆动。所述安装座551上安装有缓冲件555，所述滑动座559上设有与该缓冲件555相匹配的挡铁554。所述摆动臂557在其与滑动座559铰接的铰接轴的一侧设置气缸C550，所述摆动臂557在其与滑动座559铰接的铰接轴的另一侧与安装在滑动座559上的气缸B556的活动端活动连接。所述插销、插座通过圆锥面配合。所述安装座551的上部、下部分别通过铰接轴与转动架52的连接件526、安装转盘524铰接安装，这样机械手是 倾斜安装在转动架上的，能够与机头式磨抛机械上的夹具放置位置相对应，通过调节连接柱525的长度可以调整机械手的倾斜角度。与上述的机械手配套使用的夹具56，包括铝制夹具本体，夹具本体一侧形成有燕尾，所述夹具本体在燕尾的对侧安装有两个相对设置的插座561。机械手抓取夹具时，如图11所示，气缸C与夹具插接夹持后，由气缸B驱动摆动臂摆动实现夹具的单边燕尾与夹具固定板上的单燕尾槽的脱离，再通过气缸A驱动滑动座移动实现夹具与夹具固定板完全脱离，如图12所示；放下夹具动作与抓取动作相反。如图13、图14、图15所示，所述转动架52的转动定位装置包括转动架52上的定位转盘521，所述转移机架51上安装有竖直顶出气缸548，竖直顶出气缸548的活塞杆顶端安装有活动齿形板547，所述定位转盘521下面安装有能够与所述活动齿形板547啮合定位的两个固定齿形板542、543，并且,所述定位转盘521下面固定有定位块541,所述转移机架51上安装有能够将定位块541限制在一定摆动范围内的两个缓冲件544、545。所述固定齿形板542、543通过紧固件以能够调整的方式安装在齿形板座546上，齿形板座546固定在定位转盘521下面。所述缓冲件544、545为弹簧缓冲器。所述转动架52的驱动装置为电机57，电机57与中间传动轴571带传动连接，所述中间传动轴571与转动架52齿轮传动连接。四个机械手均匀分布安装在转动架上，转动架的摆动范围为相邻两个工位之间的距离，如图13所示，当转动架在起点位置时，定位块541受缓冲件544缓冲限位，活动齿形板547被气缸548顶起从而与固定齿形板542啮合定位，四个机械手抓取夹具，活动齿形板547下降,转动架逆时针转动；如图14所示，当转动架转动至终点位置时,定位块541受缓冲件545缓冲限位，活动齿形板547被气缸548顶起从而与固定齿形板543啮合定位，四个机械手放下夹具，活动齿形板547下降，转动架顺时针转动复位至起点位置，进入下一个夹具转移循环。所述上下料机构，如图16所示，包括上下料机架602，上下料机架602上安装有坯料盘605、推料板604和推料气缸601，坯料盘605固定在上下料机架602上，推料板604设置在坯料盘605底部并能够顶起或落回，推料板604顶部设有能够容纳定位水晶坯件的针排或者排孔，推料板604与上下料机架602竖直滑动连接并通过推料气缸601驱动上下移动；坯料盘605上方设有夹具固定板B610，夹具固定板B610安装在升降架614上，升降架614与上下料机架602竖直滑动连接并通过升降气缸B615控制上下移动，夹具固定板B610上安装有夹具锁紧气缸B611 ;坯料盘605 —侧设有胶粉盘B620，胶粉盘B620与上下料机架602水平滑动连接并由送粉气缸B621控制移动从而能够移动至夹具固定板B610下方；坯料盘605另一侧设有接料盒606，接料盒606与上下料机架602水平滑动连接并由接料气缸622控制移动从而能够移动至夹具固定板B610下方；夹具固定板B610与坯料盘605之间设有吹气管B612和能够上下升降的加热管B608。所述升降架614与固定在上下料机架602上的龙门架617竖直滑动连接，夹具固定板B610转动安装在升降架614上，并且，所述夹具固定板B610由转动装置驱动转动，所述夹具固定板B610由转动定位装置实现转动定位，夹具固定板B610的转动范围大小为20 90°。所述夹具固定板B610的转动驱动装置为转动气缸B616，转动气缸B616 —端与升降架614活动连接，转动气缸B616另一端与夹具固定板B610转动轴上的摆臂活动连接。所述夹具固定板B610的转动定位装置为安装在升降架614上的限位销。所述推料板604下端固定在推料板座603上，推料板座603与上 下料机架602竖直滑动连接，推料气缸601安装在上下料机架602上，推料气缸601的移动端连接推料板座603。所述送粉气缸B621 —端与上下料机架602连接，送粉气缸B621另一端与胶粉盘B620连接，所述胶粉盘B620上方架设有刮粉杆619，刮粉杆619与上下料机架602竖直滑动连接，刮粉杆619由安装在上下料机架602上的刮粉气缸618驱动上下移动。所述接料气缸622 —端与上下料机架602连接，接料气缸622另一端与接料盒606连接，接料盒606上转动架设有钢丝刷607，钢丝刷607由电机驱动转动。所述加热管B608为高频加热管，如图17所示，加热管B608安装在高频发生器B623上，高频发生器B623安装在升降台624上，升降台624与上下料机架602竖直滑动连接并由第一气缸625驱动升降。所述吹气管B612安装在吹气气缸613的移动端，吹气气缸613安装在升降架614上。机械手式转移机构每次操作只安装或者抓取一个夹具609，安装或者抓取夹具时，所述夹具固定板B610相对于水平面呈45°倾斜设置。下料时，夹具固定板B610顺时针转动45°使其上夹具的夹具针竖直向下，如图16所示，升降气缸B615动作夹具固定板B610下行，加热管B608对夹具609的夹具针进行加热，同时，接料气缸622动作接料盒606移入夹具下方，钢丝刷607转动，夹具的夹具针上的水晶坯件由钢丝刷607刷下落入接料盒606内，夹具固定板B610上移回位，接料气缸622动作接料盒606回位，完成下料过程；送粉气缸B621动作胶粉盘B620移入夹具下方，升降气缸B615动作夹具固定板B610下行，夹具609的夹具针沾粉后回位，送粉气缸B621动作胶粉盘B620回位，完成沾粉过程；推料气缸601动作推料板604从坯料盘605底部顶起，推料板604顶部的针排或者排孔上承接有水晶坯件，升降气缸B615动作夹具固定板B610下行，夹具沾粉后的夹具针与推料板604顶部的水晶坯件抵紧，加热管B608对夹具609的夹具针进行加热使胶粉熔化，然后，吹气管B612移入对夹具的夹具针吹气冷却保证水晶坯件粘接牢固，推料气缸601动作推料板604回位，水晶坯件粘接在夹具609的夹具针上，升降气缸B615动作夹具固定板B610上移回位，完成上料过程，转动气缸B616动作夹具固定板B610逆时针转动45°回复初始状态，以供机械手转移机构抓取夹具并进行下一步操作。
权利要求
1.ー种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，包括 第一旋转架(2)，环绕第一旋转架(2)设置有至少ー个对水晶坯件的上半球进行磨削加工的上半球磨削エ位(11、12)和至少ー个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光エ位(13)，第一旋转架(2)能够转动和定位并设置有至少两个机头(21)； 第二旋转架(4)，环绕第二旋转架(4)设置有至少ー个对水晶坯件的下半球进行磨削加工的下半球磨削エ位(31、32 )和至少ー个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光エ位(33)，第二旋转架(4)能够转动和定位并设置有至少两个机头(41)； 上下料エ位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来井能够将另ー批水晶坯件固定在该夹具上的上下料机构(6)； 对接エ位，设置有能够将水晶坯件从ー个夹具转接固定到另ー个夹具上并能够将两个夹具进行位置对换的对接机构(7);以及， 能够拾取和放下夹具并能够将其在上下料エ位(6)、第一旋转架(2)上的机头(21)、对接エ位(7)以及第二旋转架(4)上的机头(41)之间进行依次转移的转移机构； 其中，所述上半球磨削エ位(11、12)和下半球磨削エ位(31、32)上均设有磨削机构，所述上半球抛光エ位(13)和下半球抛光エ位(33)上均设有抛光机构；所述对接机构包括对接机架(701 )，对接机架(701)上水平设置ー转动轴(712)，转动轴(712)后端与转动驱动装置连接，转动轴(712)前端安装转接板(707)，转接板(707)上设有上、下两个滑动座(710、716)，滑动座(710、716)与转接板(707)竖直滑动连接并通过升降气缸A (708、720)控制上下移动，滑动座(710、716)上安装夹具固定板A(705、717)，上、下两个滑动座(710、716)上对称设置相同结构，夹具固定板A (705、717)上安装有夹具锁紧气缸A (706、719);转接板(707)前方或者一侧设有胶粉盘A (703)，胶粉盘A (703)与对接机架(701)水平滑动连接并由粉盘气缸A (702)控制移动从而能够移动至两个夹具固定板A (705、717)中间位置，转接板(707)前方还设有能够平移至两个夹具固定板A (705,717)中间位置并能够上下升降的加热管A (704)，两个夹具固定板A (705、717)之间位置安装有吹气管A (715)。
2.ー种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，包括 能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来井能够将另ー批水晶坯件固定在该夹具上的上下料机构； 能够将水晶坯件从ー个夹具转接固定到另ー个夹具上并能够将两个夹具进行位置对换的对接机构；以及， 能够拾取和放下夹具并能够将其在至少四个エ位之间进行转移的转移机构；其中，所述上下料机构、对接机构和转移机构安装在同一块机座底板(8 )上，所述上下料机构和对接机构分别安装在转移机构的两侧。
3.根据权利要求2所述的ー种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，所述对接机构(7)包括对接机架(701)，对接机架(701)上水平设置ー转动轴(712)，转动轴(712)后端与转动驱动装置连接，转动轴(712)前端安装转接板(707)，转接板(707)上设有上、下两个滑动座(710、716)，滑动座(710、716)与转接板(707)竖直滑动连接并通过升降气缸A (708、720)控制上下移动，滑动座(710、716)上安装夹具固定板A (705、717)，上、下两个滑动座(710、716)上对称设置相同结构，夹具固定板A (705、717)上安装有夹具锁紧气缸A (706、719);转接板(707)前方或者ー侧设有胶粉盘A (703)，胶粉盘A (703)与对接机架(701)水平滑动连接并由粉盘气缸A (702)控制移动从而能够移动至两个夹具固定板A (705、717)中间位置，转接板(707)前方还设有能够平移至两个夹具固定板A (705,717)中间位置并能够上下升降的加热管A (704)，两个夹具固定板A (705、717)之间位置安装有吹气管A (715)。
4.根据权利要求3所述的一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，所述夹具固定板A (705、717)转动安装在滑动座(710、716)上，并且，所述夹具固定板A (705、717 )由转动装置驱动转动，所述夹具固定板A (705、717 )由转动定位装置实现转动定位，夹具固定板A (705、717)的转动范围大小为20 90° ;所述夹具固定板A (705、717)的转动驱动装置为转动气缸A (709、718)，转动气缸A (709、718)—端与滑动座(710、716)活动连接，转动气缸A (709、718)另一端与夹具固定板A (705、717)转动轴上的摆臂活动连接。
5.根据权利要求3所述的一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，所述加热管A (704)为高频加热管，加热管A (704)安装在高频发生器A (724)上，高频发生器 A (724)安装在升降台(725)上，升降台(725)与平移座(726)竖直滑动连接并由第一气缸(727 )驱动升降，平移座(726 )与对接机架(701)水平滑动连接并由第二气缸(728 )驱动平移。
6.根据权利要求3所述的一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，所述对接机架(701)上安装有能够对转接板(707)进行转动定位的定位气缸(730)，定位气缸(730)的顶出端安装锥形定位销(729)，锥形定位销(729)与设在转接板(707)上的定位销孔(731)配合，转接板(707)上安装有两个定位销孔(731 )，两个定位销孔(731)相对于转动轴(712)中心呈中心对称。
7.根据权利要求2所述的一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，所述上下料机构(6 )包括上下料机架(602 )，上下料机架(602 )上安装有坯料盘(605 )、推料板(604)和推料气缸(601)，坯料盘(605)固定在上下料机架(602)上，推料板(604)设置在坯料盘(605)底部并能够顶起或落回，推料板(604)顶部设有能够容纳定位水晶坯件的针排或者排孔，推料板(604)与上下料机架(602)竖直滑动连接并通过推料气缸(601)驱动上下移动；坯料盘(605)上方设有夹具固定板B (610)，夹具固定板B (610)安装在升降架(614)上，升降架(614)与上下料机架(602)竖直滑动连接并通过升降气缸B (615)控制上下移动，夹具固定板B (610)上安装有夹具锁紧气缸B (611);坯料盘(605)—侧设有胶粉盘B (620)，胶粉盘B (620)与上下料机架(602)水平滑动连接并由送粉气缸B (621)控制移动从而能够移动至夹具固定板B (610)下方；坯料盘(605)另一侧设有接料盒(606)，接料盒(606)与上下料机架(602)水平滑动连接并由接料气缸(622)控制移动从而能够移动至夹具固定板B (610)下方；夹具固定板B (610)与坯料盘(605)之间设有吹气管B (612)和能够上下升降的加热管B (608);所述夹具固定板B (610)转动安装在升降架(614)上，并且，所述夹具固定板B (610)由转动装置驱动转动，所述夹具固定板B (610)由转动定位装置实现转动定位，夹具固定板B (610)的转动范围大小为20 90° ;所述夹具固定板B(610)的转动驱动装置为转动气缸B (616)，转动气缸B (616)—端与升降架(614)活动连接，转动气缸B (616)另一端与夹具固定板B (610)转动轴上的摆臂活动连接。
8.根据权利要求2所述的一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，所述转移机构为机械手式转移机构(5)，包括转移机架(51)，转移机架(51)上安装有转动架(52)及其驱动装置和转动定位装置(54)，所述转动架(52)沿圆周分布安装有多个机械手(55)，所述机械手(55)包括安装座(551)，安装座(551)上设有滑动座(559)，滑动座(559)由气缸A (552)驱动滑动，滑动座(559)前端铰接有一摆动臂(557)，摆动臂(557)上安装有两个相对设置的气缸C (550)，气缸C (550)的活塞杆前端通过插销、插座与夹具连接，摆动臂(557)由气缸B (556)驱动摆动；所述安装座(551)倾斜安装在转动架(52)上。
9.根据权利要求8所述的一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，所述摆动臂(557 )在其与滑动座(559 )铰接的铰接轴的一侧设置气缸C (550 )，所述摆动臂(557 )在其与滑动座(559)铰接的铰接轴的另一侧与安装在滑动座(559)上的气缸B (556)的活动端活动连接。
10.根据权利要求8所述的一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，其特征在于，所述转动架(52)的转动定位装置包括转动架(52)上的定位转盘(521)，所述转移机架(51)上安装有竖直顶出气缸(548)，竖直顶出气缸(548)的活塞杆顶端安装有活动齿形板(547)，所述定位转盘(521)下面安装有能够与所述活动齿形板(547)啮合定位的两个固定齿形板(542、543 )，并且，所述定位转盘(521)下面固定有定位块(541)，所述转移机架(51)上安装有能够将定位块(541)限制在一定摆动范围内的两个缓冲件(544、545)。
全文摘要
本发明公开了一种水晶坯件自动磨抛系统的辅助机械，包括能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来并能够将另一批水晶坯件固定在该夹具上的上下料机构；能够将水晶坯件从一个夹具转接固定到另一个夹具上并能够将两个夹具进行位置对换的对接机构；以及，能够拾取和放下夹具并能够将其在至少四个工位之间进行转移的转移机构；其中，所述上下料机构、对接机构和转移机构安装在同一块机座底板上，所述上下料机构和对接机构分别安装在转移机构的两侧。还公开了采用上述机械的水晶坯件自动磨抛系统。本技术方案不仅加工效率高、自动化程度高，而且布局合理、稳定可靠，节约成本。
文档编号B24B9/16GK102672573SQ20121018851
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者虞卫东 申请人:浙江欧源机械科技有限公司