水晶坯件自动磨抛系统及其机械手式转移装置的制造方法
【技术领域】
[0001]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，尤其涉及其中用于在环形分布的几个工位上转移夹具的机械手式转移装置。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]水晶坯件(尤指标准水钻类产品)的磨抛加工流程如下:
[0004]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)。
[0005]公开号为CN202378056U的专利文献中公开了用于水晶坯件磨抛系统的机械手，包括电磁吸盘，电磁吸盘固定在第一安装座上，第一安装座与第二安装座存在水平滑动、竖直滑动和转动三种连接方式。该方案采用电磁吸盘来吸附固定夹具，制造和使用成本较高。
[0006]公开号为CN202412000U公开了一种用于水晶还件磨抛系统的机械手，包括安装座，安装座上设有滑动座，滑动座由滑动气缸驱动滑动，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插接气缸，插接气缸的活塞杆前端通过插销、插座与夹具连接，摆动臂由摆动气缸驱动摆动。该方案采用插销、插座的形式实现夹具抓取，使用了多个气缸同样存在制造和使用成本较高的问题。
[0007]公开号为CN203331025U公开了一种水晶坯件自动磨抛系统及其左右转移机构、转移机械手，包括机械手座，机械手座的一侧安装多个导轮，机械手座通过这些导轮在轨道上导向滑动，机械手座的另一侧设置一上下滑动的滑动架，滑动架的上部固定一齿条，齿条与安装在机械手座上的机械手齿轮啮合传动，机械手齿轮与机械手升降驱动装置传动连接，滑动架的下部固定一夹具拨叉，夹具拨叉与夹具背部的手柄配合夹持。该方案采用拨叉推动夹具滑移，虽然机械手的结构简单，但是滑推移动不够稳定，磨抛面转换角度装置需要移动避让以保证滑推，同时因为滑推采用单边基准，所以也造成夹具蜗杆轴与磨抛面转换角度装置中联轴器的配合难度增大。
[0008]公开号为CN103659518A的专利文献中公开了一种水晶坯件自动磨抛系统，包括:自左向右呈直线排列设置的对接机构、第一磨削加工机构、第一抛光加工机构、第二抛光加工机构、第二磨削加工机构、第三抛光加工机构和上下料机构；第一磨削加工机构包括用于磨削加工的第一磨削磨具，第一磨削磨具的一侧为下半球磨削位置，第一磨削磨具的另一侧为等待位置B;第一抛光加工机构包括用于抛光加工的第一抛光磨具，第一抛光磨具的一侧为下半球一次抛光位置，第一抛光磨具的另一侧为上半球二次抛光位置；第二抛光加工机构包括用于抛光加工的第二抛光磨具，第二抛光磨具的一侧为下半球二次抛光位置，第二抛光磨具的另一侧为上半球一次抛光位置；第二磨削加工机构包括用于磨削加工的第二磨削磨具，第二磨削磨具的一侧为顶端面磨削位置，第二磨削磨具的另一侧为上半球磨削位置；第三抛光加工机构包括用于抛光加工的第三抛光磨具，第三抛光磨具的一侧为顶端面抛光位置，第三抛光磨具的另一侧为等待位置A ;所述上下料机构包括上料位置和下料位置，上料位置上设有上料夹具座和上料机构，下料位置上设有下料夹具座和下料机构，上料位置和下料位置之间设有能够拾取和放下夹具并能够将夹具在上料位置和下料位置之间进行转移的上下料转移装置；其中，所述上料夹具座和下料夹具座上均设置有用于锁紧固定夹具的夹具锁紧装置；上半球磨削位置、上半球一次抛光位置、上半球二次抛光位置、下半球磨削位置、下半球一次抛光位置、下半球二次抛光位置、顶端面磨削位置和顶端面抛光位置均设置用于安装夹具和驱动夹具进行磨抛加工的磨抛机构；上料位置、等待位置A、上半球磨削位置、上半球一次抛光位置、上半球二次抛光位置、等待位置B和对接上夹具安装位置之间通过第一左右转移机构实现夹具的流转；对接下夹具安装位置、下半球磨削位置、下半球一次抛光位置、下半球二次抛光位置、顶端面磨削位置、顶端面抛光位置和下料位置之间通过第二左右转移机构实现夹具的流转；所述第一左右转移机构和第二左右转移机构均包括直线轨道，沿直线轨道滑动设置若干个能够拾取和放下夹具的平移机械手。该方案中，对接转移装置和上下料转移装置采用相同结构设置，均为旋转架方式，旋转架安装在机架上，对接上夹具安装位置、对接下夹具安装位置和对接沾粉位置围绕设置在旋转架的四周，旋转架上安装若干个能够拾取和放下夹具的转移机械手。采用旋转架的机械手式转移装置，需要独立的动力驱动旋转架转动，转动惯性大，结构复杂，并且需要电控来实现对接转移装置、上下料转移装置与左右转移机构的同步移送夹具，制造成本高。
[0009]公开号为CN104015183的专利文献公开了一种机械手式转移装置，转移机械手通过上下双弧形轨道滑动，采用第一导轮组竖直夹持第一弧形轨道的上下两侧，两个第二导轮组水平夹持第二弧形轨道的内外两侧，并且两个第二导轮组分别安装在两个水平转动件上，从而确保了转移机械手能够沿固定轨道顺畅滑动，也确保了能够将连接杆的推动力有效转化为转移机械手的顺滑运动，这样使得机械手式转移装置能够借用左右转移机构的推动力实现同步动作。但是，在实际使用中，申请人仍旧希望对上述结构进行优化，以进一步降低加工精度要求和制造工艺要求，降低制造成本。
【发明内容】
[0010]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及其机械手式转移装置，该机械手式转移装置作为对接转移装置或上下料转移装置，与左右转移机构可靠连接同步动作，结构简单合理、运动稳定可靠、制造和使用成本较低。
[0011]为了达到上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案:
[0012]机械手式转移装置，包括第一弧形轨道、第二弧形轨道和两个转移机械手A，第一弧形轨道和第二弧形轨道呈上下对应固定设置在机架上，两个转移机械手A沿第一弧形轨道和第二弧形轨道滑动，所述转移机械手A的机械手座上分别通过轴承安装有至少两个水平转动件，水平转动件上分别通过轴承安装有上导轮和下导轮，下导轮沿第一弧形轨道下面滑动，上导轮沿第二弧形轨道的上面滑动，从而上导轮和下导轮形成竖直夹持第一弧形轨道和第二弧形轨道，转移机械手A的机械手座通过连接杆A与其相邻的左右转移机构中的转移机械手B连接同时运动。
[0013]所述上导轮和下导轮均为U型或V型凹槽导轮。
[0014]作为优选，所述转移机械手A与转移机械手B结构相同。
[0015]作为优选，所述左右转移机构包括沿直线轨道滑动的多个转移机械手B，同一左右转移机构中的左右相邻的两个转移机械手B通过连接杆活动连接并同步移动，机架前后两侧的两个左右转移机构中的转移机械手B由安装在机架上的同一个电机驱动，该电机与安装在机架上的中心齿轮传动连接，中心齿轮与其前后两侧的直齿条啮合传动，前后两侧的直齿条分别与其同侧的左右转移机构中的转移机械手B固定连接。
[0016]进一步优选，所述转移机械手A的机械手座通过连接杆A与固定在直齿条上的滑动拖板活动连接并同时运动。
[0017]作为优选，所述转移机械手A包括机械手座，机械手座上设置有第一滑动架和第二滑动架，第一滑动架与机械手座滑动连接并由其驱动装置驱动上下滑动，第二滑动架与第一滑动架滑动连接并由气缸B驱动上下滑动，第一滑动架下部设置一水平轴，水平轴的左右两端各设置一个机械夹手:该机械夹手包括对称设置的两个夹爪和两个连接臂，两个夹爪的中间部位均套设在水平轴上从而实现铰接，两个夹爪的下端为夹持端，两个夹爪的上端分别与各自的连接臂的下端铰接，两个连接臂的上端均与第二滑动架铰接，所述连接臂与夹爪的铰接轴、连接臂与第二滑动架的铰接轴均与水平轴平行。采用八字机械夹手实现夹具的稳定可靠夹持，采用第一滑动架和第二滑动架的相对上下滑动实现机械夹手的打开和夹持，仅需使用一个较小的气缸即可实现夹具夹持动作，结构简单合理，降低了制造和使用成本。
[0018]进一步优选，所述两个连接臂的上端与第二滑动架通过同一铰接轴铰接。
[0019]进一步优选，所述第一滑动架的上部和下部通过两根导柱固定连接，导柱上滑动套设有第一导套和第二导套，第一导套与机械手座固定连接，第二导套与第二滑动架固定连接。这样结构合理、驱动简单、运行可靠、效率高、成本低。
[0020]进一步优选，所述第一滑动架的驱动装置为固定在机械手座上的气缸A，气缸A的移动端与第一滑动架固定连接。
[0021]进一步优选，所述机架上安装有定位滑块和定位气缸，定位气缸驱动定位滑块与转移机械手A的机械手座上的定位结构楔合定位。
[0022]一种水晶坯件自动磨抛系统，包括如上所述的机械手式转移装置。
[0023]本实用新型由于采用了以上的技术方案，转移机械手通过上下双弧形轨道滑动，通过上下导轮分别竖直夹持第一弧形轨道和第二弧形轨道的上下两侧，并且相互配合的上导轮和下导轮安装在一个水平转动件上，从而确保了转移机械手能够沿固定轨道顺畅滑动，也确保了能够将连接杆的推动力有效转化为转移机械手的顺滑运动，这样使得机械手式转移装置能够借用左右转移机构的推动