专利名称：水晶坯件自动磨抛系统的制作方法
技术领域：
本实用新型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，尤其涉及一种用于水晶坯件自动磨抛系统的对接机构。
背景技术：
现有技术中，水晶坯件的自动磨抛系统(磨抛机)，包括:上料工位，设置有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；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；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；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；下料工位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；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。将水晶坯件在各工位之间进行流转的转移机构，有机头旋转架形式、机械手旋转架形式和机械手轨道形式。其中的对接机构有如下几种形式:一是，对接的两个夹具分别固定在两个相互独立的夹具座上，这两个夹具座分别通过各自的驱动装置(气缸或电机)实现转动、升降或者平移，要将分别独立运动的这两个夹具座进行对接，很难保证对接精度。应用该形式对接机构的专利文献有CN101758433A、CN102430967A、CN202622514U、CN102729113A、CN201863082U 等。二是，对接的两个夹具分别固定在上下两个夹具座上，这两个夹具座都安装在同一个安装板上，两个夹具座与安装板竖直滑动连接从而实现对接。这样对接的两个夹具座是沿同一个导轨滑动的，可以保证较高的对接精度，但是，因为各工位转移机构的机械手较难取下下夹具座上的夹具，并且为了实现各加工工位之间的整体一个循环，所以该对接机构一般设置成上下夹 具座能够上下对调的结构(即安装板设置成能够上下翻转的)，这样各工位转移机构的机械手只需一个，而且在对接工位上一次只拾取一个夹具(即单夹具流转)，而在对接机构上都会始终保留一个空夹具(即固定有水晶坯件的夹具经对接后成为空夹具)，该空夹具必须沾粉后才能粘接水晶坯件(即与另一个固定有水晶坯件的夹具对接)，因此，此种形式的对接过程中必须包含夹具的夹具针预热、粉盘送粉和夹具的夹具针沾粉三个动作(即对接机构中必须包含送粉装置)，这样导致对接工位上对接所占用的时间远长于其他工位上的磨削、抛光、上料或者下料的时间，其他工位的等待时间长，整体的加工效率低，并且对接机构结构复杂，占用空间大。应用该形式对接机构的专利文献有 CN102366913A、CN102366914A、CN102152188A、CN202162662U、CN102152190A、CN1022949634A 等。此外，现有技术中的对接形式有竖直上下对接(即对接的两个夹具上下相对)和水平左右对接(即对接的两个夹具左右相对)，竖直上下对接的粘接牢固程度和效率都远优于水平左右对接。并且，对接机构中的加热管一般采用高频加热管或者煤气喷火管，所以一般加热管都需要与高频发生设备或者煤气供应设备等连接，而加热管要安装在对接的两个夹具(座)之间，即安装在两个夹具座之间的安装板上，安装板的频繁大范围转动会导致加热管与高频发生设备或者煤气供应设备等的连接结构复杂化，还影响使用寿命。水晶坯件(尤指标准水钻类产品)的磨抛加工流程如下: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晶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)。上述过程中，对接工序占用时间最长，其次是上料工序，下料工序占用时间较短，对于磨削(或抛光)工序，现有技术中一般采用多个磨削(或抛光)工位多次磨削(或抛光)，这样磨削(或抛光)工序占用的时间也相对较短。如何缩短对接工序上占用的时间或者通过合理分配各工序过程使得各加工工位上的停留时间较为接近，避免机台等待时间过长，提高整个自动磨抛系统的加工效率正是本行业急待解决的难题。
发明内容为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种水晶坯件自动磨抛系统，其对接机构不仅能够保证对接精度和水晶坯件的粘接牢固程度，而且方便上半球磨抛加工循环和下半球磨抛加工循环这两个加工循环上的机械手拾取和放下对接的两个夹具，并且简化对接工位结构，提高对接效率和整个自动磨抛系统的加工效率。为了达到上述 的目的，本实用新型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上料工位、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、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和对接工位，第一旋转架能够转动和定位并设置有至少四个能够拾取和放下夹具的机械手；第二旋转架，环绕第二旋转架设置有所述对接工位、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、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和下料工位，第二旋转架能够转动和定位并设置有至少四个能够拾取和放下夹具的机械手；其中，所述上料工位上设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；所述下料工位上设有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；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。所述对接工位上设有对接机构，该对接机构，包括对接机架，对接机架的中间前后排列设置有至少两个对接支架，对接机架的左右两侧分别设有等待支架，两个等待支架分别靠近第一旋转架和第二旋转架；所述对接支架安装在滑动拖板上，滑动拖板与对接机架水平直线滑动连接并由拖板驱动装置驱动前后滑动，每个对接支架上都设有至少一个对接组件，每个对接组件包括相对设置的固定夹具座和滑动夹具座，固定夹具座固定在对接支架上，滑动夹具座与对接支架直线滑动连接并由夹具座驱动装置驱动靠近或者远离固定夹具座，固定夹具座和滑动夹具座上均安装有用于锁紧固定夹具的夹具锁紧装置，固定夹具座和滑动夹具座之间设有加热管；对接机架上设有能够将夹具在对接支架和左侧等待支架之间实现转移的第一转移机构和能够将夹具在对接支架和右侧等待支架之间实现转移的第二转移机构。[0011]本实用新型对接机构，适合将上半球磨抛加工工序和下半球磨抛加工工序分为两个独立加工循环的自动磨抛系统，尤其适合采用双夹具同时加工。在下料工位完成沾粉的空夹具通过下半球磨抛加工循环中的机械手转移至左侧等待支架上，完成上半球磨抛加工的夹具通过上半球磨抛加工循环中的机械手转移至右侧等待支架上；一个对接支架移动到两个等待支架之间，通过第一转移机构将空夹具从左侧等待支架转移到该对接支架上对接组件中的夹具座上锁紧固定，通过第二转移机构将完成上半球磨抛的夹具从右侧等待支架上转移到该对接支架上对接组件中的另一夹具座上锁紧固定；该对接支架移出两个等待支架之间，另一个对接支架移入两个等待支架之间，开始拆装夹具；移出的对接支架中，两个上下相对设置的两个夹具对抵一对空夹具的夹具针加热熔胶粘接上水晶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，完成对接；装好夹具的对接支架移出两个等待支架之间，完成对接的对接支架移入两个等待支架之间，通过第一转移机构将粘接有水晶坯件的夹具从对接支架上转移到左侧等待支架上，下半球磨抛加工循环中的机械手将粘接有水晶坯件的夹具从等待支架上转移到磨削工位进行磨削加工，通过第二转移机构将空夹具从对接支架上转移到右侧等待支架上，上半球磨抛加工循环中的机械手将空夹具从对接支架的上夹具座上转移至上料工位进行上料。本实用新型对接机构中，对接的两个夹具安装在同一个对接支架上，一个固定一个滑动，滑动距离短，两个夹具对位准确充分保证了对接精度；采用竖直上下对接，水晶坯件的粘接牢固程 度和转接效率都远优于水平左右对接；采用左右两个等待支架放置夹具，便于机械手抓取夹具，机械手结构动作简单。本实用新型因为上半球加工循环上的机械手和下半球加工循环上的机械手分别拾取对接机构上对接的两个夹具，所以对接机构上就不需要设置送粉装置(沾粉在下料工位上完成)，结构简化；采用两个对接支架上的对接组件同时工作，大幅缩短对接工位占用时间，其他工位的等待时间较少，提高了系统整体加工效率；并且对接过程在对接支架上完成，而对接支架可以是固定不动或者小范围转动，这样只需要一个夹具座滑动即可，就避免了上下两个夹具座都设置成滑动的从而影响对接精度，提高了对接精度，结构更加简单合理，便于维护安装；再者，加热管的活动范围很小，这样加热管与高频发生设备或者煤气供应设备等的连接结构简单化，提高了设备使用寿命，方便维护安装。作为优选，所述的两个等待支架均具有能够相对放置两个夹具的水平放置台面，所述的两个等待支架与对接机架固定连接。夹具水平放置便于机械手拾取和放下夹具。作为优选，所述对接支架以能够转动的方式安装在滑动拖板上并由对接支架驱动装置驱动前后转动，对接支架具有相互垂直的两个相邻安装台面，每个安装台面上安装有一个对接组件，当一个对接组件所在的安装台面呈水平状态时，该对接组件中的固定夹具座和滑动夹具座与等待支架的水平放置台面高度相当，所述第一转移机构和第二转移机构均为能够推动夹具滑移的推爪。采用呈直角的两个安装台面设置两组对接组件，尤其适合于双夹具同时磨抛加工的方式。当一组对接组件呈水平状态拆装夹具时，另一组对接组件呈竖直状态进行对接；当两者都完成时，对接支架翻转90°，完成对接的对接组件呈水平状态供转移机构将夹具取走并放入新夹具，另一组对接组件呈竖直状态进行对接；这样提高了对接效率和整体系统的加工效率。夹具座与等待支架的水平放置台面高度相当，使得机械手的动作结构简单，动作效率高，并且机械手采用推爪形式本身具有较高的夹具定位准确度，这样可以夹具座上原有的夹具定位装置可以和机械手合二为一。推爪一般为气缸推动，夹具座和等待支架上可以设置相应的导向滑槽以对夹具移动导向。作为优选，所述对接支架驱动装置为安装在滑动拖板上的第一气缸，第一气缸通过齿条、齿轮与对接支架传动连接。结构简单、动作可靠。作为优选，所述夹具座驱动装置为安装在对接支架上的第二气缸，第二气缸的移动端与滑动夹具座连接。结构简单、动作可靠。作为优选，所述拖板驱动装置为安装在对接机架上的第三气缸，第三气缸的移动端与滑动拖板连接。结构简单、动作可靠。作为优选，所述加热管由安装在对接支架上的加热管气缸驱动移动，加热管的移动方向与同一对接组件中的滑动夹具座的滑动方向平行。所述夹具锁紧装置均包括相对设置的扣槽和锁紧气缸，锁紧气缸的移动端安装能够将夹具扣紧在扣槽上的扣爪。需要说明的是，上述旋转架可以是转盘形式，也可以支架形式或者轨道形式，可以是连续旋转的，但是优选往复摆动的；上述水晶坯件可以为水晶球坯件，也可以是水钻坯件；上述磨削机构为平盘磨削机构或者辊式磨削机构，上述抛光机构为平盘抛光机构或者辊式抛光机构，各机构的具体结构可见于上述专利文献以及本发明人之前的专利文献。本实用新型由于采用了以上的技术方案，不仅能够保证对接精度和水晶坯件的粘接牢固程度，而且方便上半球磨抛加工循环和下半球磨抛加工循环这两个加工循环上的机械手拾取和放下对接的两个夹具，并且简化对接工位结构，成倍提高对接效率，整个自动磨抛系统的加工效率，提高了设备使用寿命。
图1是实施例1水晶坯件自动磨抛系统的结构示意图；图2是本实用新型对接机构的结构示意图；图3是图2的俯视图；图4是图2的左视图；图5是本实用新型对接机构的立体图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做一个详细的说明。实施例1:如图1、图2所示的一种水晶坯件自动磨抛系统，包括:第一旋转架11，环绕第一旋转架11设置有上料工位12、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13、14、两个对水晶坯件的上半球进行抛光加工的上半球抛光工位15、16和对接工位3，第一旋转架11能够转动和定位并设置有六个能够拾取和放下夹具的机械手；第二旋转架21，环绕第二旋转架21设置有所述对接工位3、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22、23、两个对水晶坯件的下半球进行抛光加工的下半球抛光工位24、25和下料工位26，第二旋转架21能够转动和定位并设置有六个能够拾取和放下夹具的机械手；其中，所述上料工位12上设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；所述下料工位26上设有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；所述上半球磨削工位13、14和下半球磨削工位22、23上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位15、16和下半球抛光工位24、25上均设有抛光机构。所述对接工位3上设有如下所述的对接机构:如图3、图4、图5所示，包括对接机架301，对接机架301的中间前后排列设置有两个对接支架305、306，对接机架301的左右两侧分别设有等待支架303、304，对接机架301左右两侧的等待支架303、304分别靠近第一旋转架11和第二旋转架21 ;所述对接支架安装在滑动拖板302上，滑动拖板302与对接机架301水平直线滑动连接并由拖板驱动装置驱动前后滑动，每个对接支架上都设有至少一个对接组件，每个对接组件包括上下相对设置的固定夹具座309和滑动夹具座312，固定夹具座309固定在对接支架上，滑动夹具座312与对接支架直线滑动连接并由夹具座驱动装置驱动靠近或者远离固定夹具座309，固定夹具座309和滑动夹具座312上均安装有用于锁紧固定夹具的夹具锁紧装置，固定夹具座309和滑动夹具座312之间设有加热管310 ;对接机架301上设有能够将夹具在对接支架和左侧等待支架303之间实现转移的第一转移机构和能够将夹具在对接支架和右侧等待支架304之间实现转移的第二转移机构。本实施例中，所述的两个等待支架303、304均具有能够相对放置两个夹具的水平放置台面，所述的两个等待支架303、304与对接机架301固定连接。所述对接支架以能够转动的方式安装在滑动拖板302上并由对接支架驱动装置驱动前后转动，对接支架具有相互垂直的两个相邻安装台面，每个安装台面上安装有一个对接组件，当一个对接组件所在的安装台面呈水平状态时，该对接组件中的固定夹具座309和滑动夹具座312与等待支架303、304的水平放置台面高度相当，所述第一转移机构和第二转移机构均为能够推动夹具滑移的推爪。所述对接支架驱动装置为安装在滑动拖板302上的第一气缸307，第一气缸307通过齿条308、齿轮与对接支架传动连接。所述夹具座驱动装置为安装在对接支架上的第二气缸，第二气缸的移动端与滑动夹具座312连接。所述拖板驱动装置为安装在对接机架301上的第三气缸，第三气缸的移动端与滑动拖板302连接。所述加热管310由安装在对接支架上的加热管 气缸311驱动移动，加热管310的移动方向与同一对接组件中的滑动夹具座312的滑动方向平行。本实施例中，所述第一旋转架11、上料工位12、两个上半球磨削工位13、14、两个上半球抛光工位15、16和对接工位3中的右侧等待支架位置构成上半球磨抛加工循环，第一旋转架11包括安装在第一机架I上的转盘，转盘由电机或者气缸驱动连续旋转或者往复摆动，转盘上竖直滑动设置一升降座，升降座由安装在转盘上的升降气缸驱动升降，升降座四周固定设置多个机械手111，该机械手111包括支架和安装在支架上的两个抓取气缸，两个抓取气缸相对设置，两个抓取气缸的活塞杆顶端安装有与夹具背部手柄上的销孔配合的插销。所述第二旋转架21、对接工位3中的左侧等待支架、两个下半球磨削工位22、23、两个下半球抛光工位24、25和下料工位26构成下半球磨抛加工循环，第二旋转架21包括安装在第二机架2上的转盘，转盘由电机或者气缸驱动连续旋转或者往复摆动，转盘上竖直滑动设置一升降座，升降座由安装在转盘上的升降气缸驱动升降，升降座四周固定设置多个机械手211，该机械手211包括支架和安装在支架上的两个抓取气缸，两个抓取气缸相对设置，两个抓取气缸的活塞杆顶端安装有与夹具背部手柄上的销孔配合的插销。上料机构、下料机构、磨削机构和抛光机构均为现有技术，结构和动作过程可参考本发明人公开号为CN202162658U的专利文献。[0032]实施例2:一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能够安装夹具的机头；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能够安装夹具的机头；上料工位，设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；下料工位，设置有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；第三旋转架，环绕第三旋转架设置所述上料工位、所述对接工位以及第一旋转架上的一个机头，第三旋转架能够转动和定位并设置有三个能够拾取和放下夹具的机械手；第四旋转架，环绕第四旋转架设置所述对接工位、所述下料工位以及第二旋转架上的一个机头，第三旋转架能够转动和定位并设置有三个能够拾取和放下夹具的机械手；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；对接工位，设有与实施例1相同的对接机构，其中，对接机架301左右两侧的等待支架303、304分别靠近第三旋转架和第四旋转架。本实施例中，上料机构、下料机构、磨削机构、抛光机构和转移机构均为现有技术，结构和动作过程可参考本发明人公 开号为CN102430967A的专利文献。
权利要求1.一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，包括: 第一旋转架(11 )，环绕第一旋转架(11)设置有上料工位(12 )、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(13、14)、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(15、16)和对接工位(3)，第一旋转架(11)能够转动和定位并设置有至少四个能够拾取和放下夹具的机械手； 第二旋转架(21)，环绕第二旋转架(21)设置有所述对接工位(3)、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(22、23)、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(24、25)和下料工位(26)，第二旋转架(21)能够转动和定位并设置有至少四个能够拾取和放下夹具的机械手； 其中，所述上料工位(12)上设有能够将水晶坯件固定在夹具上的上料机构；所述下料工位(26)上设有能够将水晶坯件从夹具上拆卸下来的下料机构；所述上半球磨削工位(13,14)和下半球磨削工位(22、23)上均设有磨削机构，所述上半球抛光工位(15、16)和下半球抛光工位(24、25)上均设有抛光机构；所述对接工位(3)上设有对接机构，该对接机构包括对接机架(301) ，对接机架(301)的中间前后排列设置有至少两个对接支架(305、306)，对接机架(301)的左右两侧分别设有等待支架(303、304)，两个等待支架(303、304)分别靠近第一旋转架(11)和第二旋转架(21);所述对接支架安装在滑动拖板(302)上，滑动拖板(302)与对接机架(301)水平直线滑动连接并由拖板驱动装置驱动前后滑动，每个对接支架上都设有至少一个对接组件，每个对接组件包括上下相对设置的固定夹具座(309)和滑动夹具座(312)，固定夹具座(309)固定在对接支架上，滑动夹具座(312)与对接支架直线滑动连接并由夹具座驱动装置驱动靠近或者远离固定夹具座(309)，固定夹具座(309)和滑动夹具座(312)上均安装有用于锁紧固定夹具的夹具锁紧装置，固定夹具座(309)和滑动夹具座(312)之间设有加热管(310);对接机架(301)上设有能够将夹具在对接支架和左侧等待支架(303)之间实现转移的第一转移机构和能够将夹具在对接支架和右侧等待支架(304)之间实现转移的第二转移机构。
2.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述的两个等待支架(303、304)均具有能够相对放置两个夹具的水平放置台面，所述的两个等待支架(303、304)与对接机架(301)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述对接支架以能够转动的方式安装在滑动拖板(302)上并由对接支架驱动装置驱动前后转动，对接支架具有相互垂直的两个相邻安装台面，每个安装台面上安装有一个对接组件，当一个对接组件所在的安装台面呈水平状态时，该对接组件中的固定夹具座(309)和滑动夹具座(312)与等待支架(303、304)的水平放置台面高度相当，所述第一转移机构和第二转移机构均为能够推动夹具滑移的推爪。
4.根据权利要求3所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述对接支架驱动装置为安装在滑动拖板(302 )上的第一气缸(307 )，第一气缸(307 )通过齿条(308 )、齿轮与对接支架传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述夹具座驱动装置为安装在对接支架上的第二气缸，第二气缸的移动端与滑动夹具座(312)连接。
6.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述拖板驱动装置为安装在对接机架(301)上的第三气缸，第三气缸的移动端与滑动拖板(302)连接。
7.根据权利要求1所述的一种水晶坯件自动磨抛系统，其特征在于，所述加热管(310)由安装在对接支架上的加热管气缸(311)驱动移动，加热管(310)的移动方向与同一对接组件中的滑动夹具座( 312)的滑动方向平行。
专利摘要本实用新型公开了一种水晶坯件自动磨抛系统，包括第一旋转架及其机械手，环绕有上料工位、上半球磨削工位、上半球抛光工位和对接工位；第二旋转架及其机械手，环绕有对接工位、下半球磨削工位、下半球抛光工位和下料工位，对接工位上设有对接机构，包括中间前后排列的两个对接支架和左右两侧的等待支架，两个等待支架分别靠近第一旋转架和第二旋转架；对接支架安装在由拖板驱动装置驱动前后滑动的滑动拖板上，每个对接支架上都设有对接组件，对接组件包括相对设置的固定夹具座和滑动夹具座，滑动夹具座由夹具座驱动装置驱动，以及第一转移机构和第二转移机构。本技术方案对接精度高，粘接牢固，提高对接效率和整个自动磨抛系统的加工效率。
文档编号B24B11/02GK203092293SQ20132007204
公开日2013年7月31日 申请日期2013年2月7日 优先权日2013年2月7日
发明者虞卫东 申请人:浙江欧源机械科技有限公司