数控宝石加工机

1.一种数控宝石加工机，包括工作平台(1)、研磨抛光盘电机(2)、研磨抛光盘(3)和光轴(16)，其特征在于它还包括装在光轴(16)上部的光轴步进电机(11)、装在光轴(16)中部的连接件(12)、装在光轴(16)下部的升降台齿轮(15)，装在连接件(12)一端的摆动步进电机(13)、装在连接件(12)另一端的支持臂(8)和角度步进电机(6)，装在支持臂(8)端部的支持臂齿轮(9)和宝石粘杆夹具(5)，装在摆动步进电机(13)上的摆动机构齿轮(14)，装在角度步进电机(6)上的角度齿轮(7)；摆动机构齿轮(14)与升降台齿轮(15)啮合，角度齿轮(7)与支持臂齿轮(9)啮合；宝石粘杆夹具(5)由宝石粘杆夹具步进电机(10)带动，连接件(12)与升降台齿轮(15)由光轴步进电机(11)带动；摆动步进电机(13)、宝石粘杆夹具步进电机(10)、角度步进电机(6)、光轴步进电机(11)均与数控系统驱动器连接。

数控宝石加工机\n一、技术领域\n[0001] 本发明涉及一种宝石加工机，特别是一种数控宝石加工机。\n二、背景技术\n[0002] 纵观国内刻面宝石加工机械，基本为老一代的加工设备。主要是一些八角机和改进型的机械手的宝石刻面加工机，使用这些设备工人劳动强度大、效率低、有污染。近年有一些在机械手的基础上在某一功能上使用了微控制器，但这些机械只能完成宝石加工的抛光工序，主要加工2毫米以下的圆形产品，且机械部分复杂，还有一些机械虽可刻面较大产品，但不能完成抛光工序。\n三、发明内容\n[0003] 本发明的目的是发明一种数控宝石加工机，它可完成刻面宝石的粗加工、精加工到抛光的全部工序，对特殊形状的宝石可建立数学模型、编好程序输入微控制系统，同样可加工出合格产品。\n[0004] 本发明的数控宝石加工机，包括工作平台、研磨抛光盘电机、研磨抛光盘和光轴，其特征在于它还包括装在光轴上部的光轴步进电机、装在光轴中部的连接件、装在光轴下部的升降台齿轮，装在连接件一端的摆动步进电机、装在连接件另一端的支持臂和角度步进电机，装在支持臂端部的支持臂齿轮和宝石粘杆夹具，装在摆动步进电机上的摆动机构齿轮，装在角度步进电机上的角度齿轮；摆动机构齿轮与升降台齿轮啮合，角度齿轮与支持臂齿轮啮合；宝石粘杆夹具由宝石粘杆夹具步进电机带动，连接件与升降台齿轮由光轴步进电机带动；摆动步进电机、宝石粘杆夹具步进电机、角度步进电机、光轴步进电机均与数控系统驱动器连接。\n[0005] 数控系统采用嵌入式微控制系统，包括主控部分为8051微控制芯片及步进电机驱动器及反馈系统、输入部分为矩阵式键盘、显示部分为液晶显示。\n[0006] 机械部分按功能分包括工作平台，研磨抛光机构，升降机构，支架连接机构，机械手和摆动机构。\n[0007] 本发明的数控宝石加工机是四轴数控联动的机械，可完成刻面宝石的粗加工、精加工到抛光的全部工序，它解决了生产中平移和升降的重复定位精度问题，具有数控部分易操作，机械部分简单精确的特点。\n四、附图说明\n[0008] 附图是本发明数控宝石加工机一种实施例的机械部分结构示意图。图中，1是工作平台，2是研磨抛光盘电机，3是研磨抛光盘，4宝石粘杆，5是宝石粘杆夹具，6是角度步进电机，7是角度齿轮，8支持臂，9是支持臂齿轮，10是宝石粘杆夹具步进电机，11是光轴步进电机，12是连接件，13是摆动步进电机，14是摆动机构齿轮，15是升降台齿轮，16是光轴。\n五、具体实施方式\n[0009] 下面结合附图进一步描述本发明数控宝石加工机的结构。\n[0010] 本发明的数控宝石加工机，包括工作平台(1)、研磨抛光盘电机(2)、研磨抛光盘(3)和光轴(16)，还包括装在光轴(16)上部的光轴步进电机(11)、装在光轴(16)中部的连接件(12)、装在光轴(16)下部的升降台齿轮(15)，装在连接件(12)一端的摆动步进电机(13)、装在连接件(12)另一端的支持臂(8)和角度步进电机(6)，装在支持臂(8)端部的支持臂齿轮(9)和宝石粘杆夹具(5)，装在摆动步进电机(13)上的摆动机构齿轮(14)，装在角度步进电机(6)上的角度齿轮(7)；摆动机构齿轮(14)与升降台齿轮(15)啮合，角度齿轮(7)与支持臂齿轮(9)啮合；宝石粘杆夹具(5)由宝石粘杆夹具步进电机(10)带动，升降台齿轮(15)与连接件(12)由光轴步进电机(11)带动；摆动步进电机(13)、宝石粘杆夹具步进电机(10)、角度步进电机(6)、光轴步进电机(11)均与数控系统驱动器连接。\n[0011] 本发明的数控宝石加工机机械部分按功能分包括工作平台，研磨抛光机构，升降机构，支架连接机构，机械手和摆动机构。\n[0012] 研磨抛光机构包括研磨抛光盘(3)、研磨抛光盘电机(2)，分别固定在工作平台(1)上、下，研磨抛光盘(3)有两个盘，一个是研磨盘，一个是抛光盘，由研磨抛光盘电动机(2)带动。\n[0013] 升降机构由滚珠丝杆副(图中未标出)、光轴(16)和光轴步进电机(11)及升降台齿轮(15)组成，其中滚珠丝杆副、光轴(16)固定在工作平台(1)上，它可带动连接件(12)和升降台齿轮(15)上下运动起到普通宝石机升降台的作用，但本发明是由微控制器发出指令给驱动器，驱动步进电机旋转带动滚珠丝杆副运动使升降台齿轮(15)和连接件(12)升或降到一定的高度，它有定位精度高的特点，定位其精度可达0.01毫米。\n[0014] 连接件(12)连接在升降机构的光轴(16)上，可沿光轴升降和绕光轴旋转。\n[0015] 支架机构连接在连接件(12)上其作用是支持机械手和支持臂齿轮(9)、精确调整机械手的角度。它由支持臂(8)、角度步进电机(6)、角度齿轮(7)组成，由微控制器发出指令给驱动器，驱动角度步进电机旋转，带动角度齿轮运动，角度齿轮轴与支持臂齿轮轴相互平行，齿轮相互啮合，通过齿轮传动，可精确调整机械手的角度。\n[0016] 机械手属工件主轴系统，它由宝石粘杆(4)，宝石粘杆夹具(5)和宝石粘杆夹具步进电机(10)组成，连接在支持臂(8)上。本发明的机械手与原有的八角手和机械手在分度元件上不同。原有的八角手和机械手在分度元件上，或使用钢球定位、或使用圆柱齿轮与键配合定位、或使用端齿盘定位，都是机械定位，受机械加工精度的限制精度无法提高。本发明的机械手由微控制器发出指令给步进电机细分驱动器，驱动步进电机旋转带动被加工宝石旋转，其每次旋转角度可达0.00703125度。在传动方式上原有的八角手和机械手是用人手操作，本发明的机械手是数控自动运行。\n[0017] 摆动机构由摆动步进电机(13)，摆动机构齿轮(14)和升降台齿轮(15)组成。由微控制器发出指令给驱动器，驱动步进电机旋转，摆动机构齿轮轴与升降台齿轮轴相互平行，齿轮相互啮合，通过齿轮传动。带动齿轮和齿轮相对运动，传动到机械手模仿人手做磨削摆动。\n[0018] 本发明的数控宝石加工机数控部分是使用自制的嵌入式微控制系统，主控部分为\n8051微控制芯片、步进电机驱动器及反馈系统，输入部分为矩阵式键盘，显示部分为液晶显示。实施例中，数控部分另外制作，完成后与相应的步进电机连接即可。