全自动磨钻机

1、一种全自动磨钻机，所述的全自动磨钻机包括固定球坯的粘杆夹具、 夹具分度机构及夹具架、上料装置、磨削/抛光轮、下料装置、加热机构、供 水机构、夹具翻转机构、夹具架输送机构，所述的全自动磨钻机还装备有由 横梁与立柱结构而成的机架，该全自动磨钻机的上述所有部件包括夹具翻转 机构和夹具架输送机构均被安装在所述机架上；所述的夹具架输送机构包括 装设在该机架的横梁与立柱上的导轨和齿条；所述的夹具翻转机构是可带动 夹具翻转180°的、可沿着机架上的导轨和齿条作水平/上下运动的由齿轮付 及翻转架组成的机构；其特征在于：所述的夹具分度机构包括紧套在粘杆中 段的球形铰链、紧连在粘杆顶端的十字万向节以及推动十字万向节头作多向 平移的气缸组。
2、根据权利要求1所述的全自动磨钻机，其特征在于：所述的气缸组包 括在周角范围均布的若干气缸体；在所述的若干气缸体的活塞所指向的几何 中央是一块正多棱体，正多棱体的各个面分别对准各个气缸的活塞，该正多 棱体的底端一体紧连着平移板，在平移板上紧固有数个十字万向节头；相应 地，在平移板以下设有一块固定板，在该固定板上也固定有同等数量所述的 球形铰链及穿套其中的粘杆。
3、根据权利要求2所述的全自动磨钻机，其特征在于：所述的气缸体为 八个，所述的正多棱体为正八棱体，所述的平移板及固定板上紧固有至少160 个粘杆的万向节头及球铰；在所述的固定板上还焊接有包容上述夹具分度机 构的侧板与顶板并形成夹具匣，该夹具匣上端面顶压有两台进给升降气缸， 而在所述多棱体上端还顶压有一台中心定位气缸。
4、根据权利要求3所述的全自动磨钻机，其特征在于：所述的内设有粘 杆夹具及夹具分度机构的夹具匣是被整体装设在一个夹具架上，在该夹具架 上固定着所述进给升降气缸和中心定位气缸，还装设有气缸马达、夹具匣运 动引导机构和限位机构；在该夹具架的上、下端上还设有与机架上的导轨配 合的导轨滑块。
5、根据权利要求1～4之一所述的全自动磨钻机，其特征在于：所述的 磨削/抛光轮是以轮盘的水平端面磨/抛粘杆上的球坯。
6、根据权利要求1～4之一所述的全自动磨钻机，其特征在于：所述的 机架分为上、下两层，上层机架装设有磨/抛球坯下半球面的一套磨削/抛光 轮及供水机构，下层机架装设有磨/抛球坯上半球面的一套磨削/抛光轮及供 水机构；在该两套磨削/抛光轮两侧还对称地装设有两套所述的磨削球坯上或 下半球面的其他部件包括粘杆夹具、夹具分度机构及夹具架、加热机构、夹 具架输送机构、上或下料装置等；而与磨削/抛光轮相邻的机架上安装有夹具 翻转机构。

技术领域\n本发明涉及磨削抛光机械，尤其涉及对钻石或其他高硬度人造宝石装饰 品作磨削抛光成形的机械领域。\n背景技术\n随着人民生活水平的日益提高，越来越多的人们尤其是广大女性喜欢穿 戴一些真假宝、钻石打磨而成的装饰件以美化自己、美化生活，而真假宝、 钻石坯料的硬度一般很高，且尚不具备优美的形状，因此在制成适用于人们 穿戴的装饰品以前还需要进行打磨成形，才能进一步装配成适销商品形态。 过去这种打磨成型是采用一种蜗轮蜗杆式分度机构来控制粘杆夹具的转动角 度、以磨抛轮盘的圆周面磨削球坯以实现对各个面的打磨，其典型的工艺过 程包括：上料→磨抛单面→转接→磨抛另一面及顶面→下料，其缺点在于：1) 因为粘杆夹具较长，且在中部蜗轮/蜗杆付处的限位支点仅为单向限位，弹性 振动自由度较大，而在粘杆夹具末端长期承受磨抛轮盘曲面的高频振动压力， 以致粘夹针孔容易扩大，夹具容易损坏；2)在上述的过程中，需要5个工人 一组围绕着一个工作台在9台独立的机器中间进行流水操作，人工成本高， 管理难度大；3)坯料在每台机器上的上、下及在工作台工人间的流动均是人 工进行，生产效率不一致，整体生产效率低；4)由于操作环节较多，操作规 范性差，加之磨抛轮盘的曲面圆周运动易在球坯上形成弧面，故生产质量也 难以提高；5)由于分度机构的特点，一个夹具组合上最多仅能线性排列安装 80条粘杆，即只能同时磨削80颗玻璃球坯，也是造成生产效率低下的一个 原因。\n发明内容\n针对现有技术的上述缺点，本发明所要解决的技术问题是要提供一种具 有更为合理的夹具结构并能减少人工用量、提高产品质量，自动化程度较高 的全自动磨钻机。\n为此，本发明的技术解决方案是一种全自动磨钻机，包括固定球坯的粘 杆夹具、夹具分度机构及夹具架、上料装置、磨削/抛光轮、下料装置、加热 机构、供水机构等部件，其特征在于：所述的全自动磨钻机还装备有夹具翻 转机构和夹具架输送机构。\n所述的全自动磨钻机还装备有由横梁与立柱结构而成的机架，该全自动 磨钻机的所有部件包括夹具翻转机构和夹具架输送机构均被安装在所述机架 上；所述的夹具架输送机构包括装设在该机架的横梁与立柱上的导轨和齿条； 所述的夹具翻转机构是可带动夹具翻转180°的、可沿着机架上的导轨和齿 条作水平/上下运动的由齿轮付及翻转架组成的机构。\n所述的机架分为上、下两层，上层机架装设有磨/抛球坯下半球面的一套 磨削/抛光轮及供水机构，下层机架装设有磨/抛球坯上半球面的一套磨削/抛 光轮及供水机构；在该两套磨削/抛光轮两侧还对称地装设有两套所述的磨削 球坯上(或下)半球面的其他部件包括粘杆夹具、夹具分度机构及夹具架、 加热机构、夹具架输送机构、上或下料装置等；而与磨削/抛光轮相邻的机架 上安装有夹具翻转机构。\n本发明的机架采用上述的上、下两层结构，机架上、下两层的中央各装 设一套磨削/抛光轮，上层机架两侧对称地装设有磨/抛球坯下半球面的两套 部件，下层机架两侧对称地装设有磨/抛球坯上半球面的两套部件，而与下层 的磨削/抛光轮相邻的机架上安装有可180°翻转粘杆夹具及上下移动之的夹 具翻转机构，这样的对称布局安排可以使上、下层磨削工位在全工时中均不 闲置，提高整机的运转率；整机的整体性好，各部分结构紧凑，动作连续， 便于自动完成每一工位的加工，便于对机器整体封闭，以及便于在顶部安装 集尘器来排出机器内磨抛所产生的灰尘，而在底部安装切屑和冷却水排出系 统，减少对车间环境的污染；\n机架上装设的导轨与齿条可用以引导和传输夹具架到各流程工位，重复 定位精确，各种参数调节方便，夹具架移动相对比较独立，可方便地将夹具 架移至转接工位，翻转前后不影响夹具架在导轨上的进出，且结构简单。\n进一步的技术特征还包括：所述的夹具分度机构包括紧套在粘杆中段的 球形铰链、紧连在粘杆顶端的十字万向节以及推动十字万向节头作多向平移 的气缸组。\n所述的气缸组包括在周角范围均布的若干气缸体；在所述的若干气缸体 的活塞所指向的几何中央是一块正多棱体，正多棱体的各个面分别对准各个 气缸的活塞，该正多棱体的底端一体紧连着平移板，在平移板上紧固有数个 十字万向节头；相应地，在平移板以下设有一块固定板，在该固定板上也固 定有同等数量所述的球形铰链及穿套其中的粘杆。\n所述的气缸体为八个，所述的正多棱体为正八棱体，所述的平移板及固 定板上紧固有至少160个粘杆的万向节头及球铰；在所述的固定板上还焊接 有包容上述夹具分度机构的侧板与顶板并形成夹具匣，该夹具匣上端面顶压 有两台进给升降气缸，而在所述多棱体上端还顶压有一台中心定位气缸。\n所述的内设有粘杆夹具及夹具分度机构的夹具匣是被整体装设在一个 夹具架上，在该夹具架上固定着所述进给升降气缸和中心定位气缸，还装设 有气缸马达、夹具匣运动引导机构和限位机构；在该夹具架的上、下端上还 设有与机架上的导轨配合的导轨滑块。\n所述的磨削/抛光轮是以轮盘的水平端面磨/抛粘杆上的球坯。\n本发明采用在粘杆中段紧套球形铰链、在粘杆顶端紧连十字万向节式的 夹具分度机构，以及用平推的气缸活塞推动十字万向节头作多向平移的方法 对粘杆夹具进行分度，在粘杆的中部用球形铰链加强了对杆体自由度的限制； 而且磨削/抛光轮是以轮盘的水平端面磨/抛粘杆上的球坯，综合效果可以极 大地减少振动幅度，大幅延长夹具的工作寿命，提高产品打磨面的几何平整 度、对称度，使产品质量上档次；\n本发明采用八个气缸活塞对正八棱体的八个面进行顶压来实现粘杆分 度，力度强劲，分度可靠，因此便于在粘杆夹具匣整个下端面(即所谓的固 定板)上排列粘杆夹具，较之原有的直线式排列可以成倍增加安装数量，大 大提高工作效率；而且，夹具匣上方装设的两个升降气缸及八棱体上方的定 位气缸用以保证粘杆上的球坯的磨抛压力，以及转接位置的正确性；\n粘杆夹具及夹具分度机构被装设在一个夹具匣中，而该夹具匣又被整体 装设在一个夹具架上，在该夹具架的上、下端上设有导轨滑块，相应地该整 个夹具架又通过导轨和齿条动态地连接在横梁与立柱结构而成的机架上，在 夹具架输送机构的驱动下可以在机架上水平移动到各工位进行各流程的加 工；例如，当加工好了下半球面的球坯后，上层的夹具架在上层机架中水平 移动到夹具翻转机构所在的机架位，此时，下层机架上的夹具架及夹具匣也 水平移动到该夹具翻转机构所在的机架位，下层机架上的夹具匣可脱离其上 端顶压的气缸，然后在夹具翻转机构的对接辅助下，翻转180°将加工好了 下半球面的球坯转粘接到下层机架上的央具匣的粘杆上再翻转回复原位，在 下层机架中水平移动到磨抛工位对另一半球面磨抛及后续各的加工，全部成 形流程中，自动化程度大幅提高；\n本发明全自动磨钻机主要用于玻璃球、钻石毛坯两端共17个面的磨削抛光成 形，实现了在上料、烧结、磨削、抛光、转接、下料等全部工艺过程的自动 化，生产效率高，产品质量好，具有相当的先进性。\n下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。\n附图说明\n图1为本发明实施例的总体结构示意图。\n图2为本发明实施例的机架的立体结构示意图。\n图3为本发明实施例的夹具翻转机构的立体结构示意图。\n图4为本发明实施例的粘杆夹具的静止结构示意图。\n图5为本发明实施例的粘杆夹具在不同工作位置的示意图。\n图6为本发明实施例的夹具分度机构的立体结构示意图。\n图7为本发明实施例的夹具匣的立体结构示意图。\n图8为本发明实施例的夹具架的立体结构示意图。\n具体实施方式\n如图1、2所示，本发明全自动磨钻机包括固定球坯的粘杆夹具1、夹具 分度机构2及夹具架22、盛粉组件3-0、上料装置3、磨削/抛光轮4、下料 装置5、加热机构6、供水机构7等部件，其特征在于：所述的全自动磨钻机 还装备有夹具翻转机构8和夹具架输送机构9；\n所述的全自动磨钻机还装备有由横梁与立柱结构而成的机架10，该全自 动磨钻机的所有部件包括夹具翻转机构8和夹具架输送机构9均被安装在所 述机架10上的横梁与立柱上；所述的夹具架输送机构9包括装设在该机架 10的横梁与立柱上的导轨和齿条(不详示)；所述的夹具翻转机构8是可带 动夹具翻转180°的、可沿着机架10上的导轨和齿条作水平/上下运动的由 齿轮付及翻转架组成的机构；\n所述的机架10分为上、下两层，上层机架10-1装设有磨/抛球坯下半球 面的一套磨削/抛光轮4及供水机构7，下层机架10-2装设有磨/抛球坯上半 球面的一套磨削/抛光轮4及供水机构7；在该两套磨削/抛光轮4两侧则对称 地装设有两套所述的磨削球坯下(或上)半球面的其他部件包括粘杆夹具1、 夹具分度机构2及夹具架22、加热机构6、夹具架输送机构9、上料装置3 或下料装置5等；而与磨削/抛光轮4相邻的机架10上安装有夹具翻转机构 8。\n如图3所示，磨削/抛光轮4相邻两侧的机架10上安装有带动粘杆夹具 翻转180°及上下移动的的夹具翻转机构8，该夹具翻转机构8是由固定在机 架10上的驱动气缸8-0推动齿条8-1，再经过主动齿轮8-2、中间齿轮8-3， 最后带动翻转齿轮8-4和整个翻转架8-5向上或向下翻转180°，而翻转架 8-5下面设有勾挂固定夹具匣19的机构(未详示)。\n如图4、5所示，所述的夹具分度机构2包括紧套在粘杆1中段的球形铰 链11、紧连在顶端的十字万向节12以及推动十字万向节头12作多向平移的 气缸组(见后图)；\n当平移板15在气缸组的活塞的推动下，作水平进动时(以带箭头“→”、 “←”的图号15表示)，粘杆1的末端即以球形铰链11为圆心，斜向位移一 定的角度如43°，等待磨削/抛光轮4的加工；\n所述的磨削/抛光轮4是以轮盘的水平端面磨/抛粘杆1上的球坯(未详 示)。\n如图6所示，所述的夹具分度机构2中的气缸组包括在周角范围均布的 八个气缸体13；在所述的八个气缸体13的活塞所指向的几何中央是一块正 八棱体14，正八棱体14的各个面分别对准各个气缸13的活塞，该正八棱体 14的底端一体紧连着平移板15，在平移板15上紧固有160个十字万向节头 12；相应地，在平移板15以下设有一块固定板16，在该固定板16上也固定 有同等数量的球形铰链11及穿套其中的粘杆1；\n如图7所示，在所述的固定板16上还焊接有包容上述夹具分度机构2 的侧板17与顶板18并形成夹具匣19，该夹具匣19上端面顶压有两台进给 升降气缸20(见图8)，而在所述正八棱体14上端还顶压有一台中心定位气 缸21；\n如图8所示，所述的内设有粘杆夹具1及夹具分度机构2的夹具匣19 是被整体装设在一个夹具架22上，在该夹具架22上还装设有气缸马达23、 夹具匣运动引导机构24和限位机构25、进给升降气缸20、中心定位气缸21 (未示出)；在该夹具架22的上、下端上还设有与机架10上的导轨配合的导 轨滑块26。\n现结合上述附图简要说明本发明的操作原理及过程：\n夹具架输送机构推动在上层机架10-1中的夹具架22到达盛粉组件3-0 位置上，粘杆1向下粘粉，然后水平移动到上料装置3上方位置，粘杆1向 下在上料装置3中加热粉料、粘夹球坯，粘夹好球坯的粘杆1及夹具匣19/ 夹具架22水平运动到磨削/抛光轮4工位上方，再向下进给夹具匣19及粘杆 1，磨削/抛光轮4以轮盘的水平端面对粘杆1上的球坯八个面进行磨抛加工， 当加工好了球坯的下半球面的八个面后，上层的夹具架22在上层机架10-1 中水平移动到夹具翻转机构8所在的机架位，而另一套上层的夹具架22及粘 杆1却已粘夹好球坯，水平移动至上层磨削/抛光轮4的工位上开始磨抛，而 此时，下层机架10-2上的某一套空闲夹具架22及夹具匣19也水平移动到夹 具翻转机构8所在的机架位，且下层机架10-2上的该套夹具匣19脱离其上 端顶压的气缸，然后在夹具翻转机构8的对接辅助下，翻转180°将加工好 了下半球面的球坯转粘接到下层机架10-2上的夹具匣19的粘杆1上再翻转 回复原位，在下层机架10-2中水平移动到磨削/抛光轮4所在工位进行磨抛 等后续加工，加工完成后，将成品送入下料装置5中待运；全部成形流程中， 自动化程度大幅提高。