專利名稱：一種機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備。
背景技術：
目前，人工寶石加工企業(yè)基本采用自動化程度很低的勞動密集型加工裝備, 主要依靠人工給夾具上膠上料，再把夾具轉移到磨盤上磨削，磨削完后再轉移 到拋光盤上拋光，接著進行人工對接，對接完成后繼續(xù)磨削、拋光，最后下料， 從上料到下料的過程至少需要四個操作人員的緊密配合才能完成，勞動強度大、 生產效率低并且加工的成品率跟員工的熟練程度具有密切聯系。 發(fā)明內容
為了解決勞動強度大、工作環(huán)境差、自動化程度低和生產效率低等問題， 本實用新型的目的在于提供一種機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備， 將上膠設備、加熱設備、上料設備、下料設備、磨拋設備、吹干設備等集成在 一起，將夾具裝配在導軌部件上，通過可編程控制器來控制整個加工過程，自 動化程度高。
本實用新型所采用的技術方案是
包括電控系統(tǒng)、高頻加熱系統(tǒng)、兩個下料部件、兩個X方向運動導軌部件、 兩個Y方向運動導軌部件、兩個Z方向運動導軌部件、兩個夾具部件、磨盤部 件、拋盤部件、機架部件、上膠部件、兩個風干系統(tǒng)、上料部件和臺面；臺面 安裝在機架部件上，電控系統(tǒng)放置在機架部件一側，靠近電控系統(tǒng)一側的臺面 上依次安裝有上膠部件、兩個下料部件、上料部件，兩個下料部件和上料部件平 行布置，兩個風干系統(tǒng)對稱布置在臺面中間，磨盤部件和拋盤部件安裝在臺面 另一側，兩個X方向運動導軌平行安裝在臺面上，每個X方向運動導軌部件中 的伺服電機安裝在靠近電控系統(tǒng)一側，每個Y方向運動導軌部件與X方向運動 導軌部件通過X方向滑臺垂直連接，每個Z方向運動導軌部件與Y方向運動導 軌部件通過Y方向滑臺垂直連接，每個夾具部件連接在Z方向運動導軌部件中 的Z方向滑臺上。
所述每個X方向運動導軌部件包括直線導軌副、伺服電機、電機法蘭、 聯軸器、絲杠座、滾珠絲杠和X方向滑臺；電機法蘭和絲杠座固定在臺面上，伺 服電機固定在電機法蘭上，滾珠絲杠固定在絲杠座上，伺服電機通過聯軸器和滾珠絲杠連接，絲杠螺母固定在絲杠法蘭上，絲杠法蘭固定在X方向滑臺下面， X方向直線導軌副的滑塊固定在X方向滑臺下面，滾珠絲杠的軸線與X方向直 線導軌副平行；Y方向運動導軌部件和Z方向運動導軌部件的結構與X方向運 動導軌部件結構完全相同。
所述磨盤部件是在主軸上端裝有聯盤，磨盤安裝在聯盤上鎖緊，V帶輪 安裝在主軸下端用軸端彈性擋圈壓緊。
所述夾具部件中夾具針柱和蝸桿固定在夾具本體上，蝸桿一側安裝有一個 微型推力軸承壓緊，在夾具本體固定在夾具座上，用夾具定位棒壓緊，夾具定位 棒通過螺釘調節(jié)，夾具座通過轉臂軸與Z方向滑臺相連，分層支撐件固定在Z 方向滑臺上，分層單級蝸輪蝸桿減速機固定在分層減速機支撐件上，分層減速 機支撐件固定在分層支撐件上，分層電機固定在電機固定件上，電機固定件固 定在分層支撐件上，分層支撐件固定在Z方向滑臺上，分層電機通過膜片聯軸器 與分層轉動軸相連，分層轉動軸與分層單級蝸輪蝸桿減速機以鍵連接，分層單 級蝸輪蝸桿減速機再與轉臂軸以鍵連接；第二制動器固定件固定在Z方向滑臺 上，第一制動器固定件固定在第二制動器固定件上，單片電磁制動器固定在第一 制動器固定件上，制動器連接件固定在夾具座上，轉臂軸通過鍵固定在夾具座 上，并且通過第一銅套、第二銅套和墊套安裝在Z方向滑臺上，轉臂軸再以轉 臂軸固定件固定，轉臂軸固定件固定在夾具座上；分面支撐件固定在夾具座上, 分面減速機支撐件固定在分面支撐件上，分面單級蝸輪蝸桿減速機固定在分面 減速機支撐件上，分面電機固定件固定在分面支撐件上，分面電機固定在分面 電機固定件上，分面電機與第一分面?zhèn)鲃虞S相連，第一分面?zhèn)鲃虞S與分面單級蝸 輪蝸桿減速機通過鍵相連，分面單級蝸輪蝸桿減速機與第二分面?zhèn)鲃虞S通過鍵 相連，第二分面?zhèn)鲃虞S通過聯軸套與蝸桿相連，夾具定位塊固定在夾具本體上， 后端定位板固定在夾具座上；所述夾具部件包含一個角度固定裝置，此裝置為 單片電磁制動器固定在Z方向滑臺上，當夾具座轉到所需角度時，控制電磁制 動器使夾具座保持鎖定狀態(tài)。所述兩個風干系統(tǒng)為風刀。
本實用新型具有的有益效果是
本實用新型可通過編制不同的控制程序來加工各種不同直徑和切面的寶 石；本實用新型是一種數控全自動寶石加工專用裝備， 一名操作人員可以同時 管理一臺或多臺機器，工作強度低，生產效率高，工作環(huán)境好。本實用新型是 一種結構緊湊、自動化程度高、操作方便的寶石加工專用裝備。

圖l是本實用新型的主視圖。
圖2是本實用新型的俯視圖。
圖3是本實用新型的左視圖。
圖4是本實用新型的磨頭剖視圖。
圖5是夾具座的左視圖。
圖6是夾具的主視圖。
圖7是夾具的俯視圖。
圖中1、磨盤部件，2、下料系統(tǒng)，3、夾具部件，4、拋盤部件，5、電 控系統(tǒng)，6、高頻加熱系統(tǒng)，7、機架部件，8、上膠系統(tǒng)，9、風干系統(tǒng)，10、 上料部件，11、滾珠絲杠副，12、 X方向運動導軌部件，13、 Y方向運動導軌 部件，14、 Z方向運動導軌部件，15、臺面，16、聯軸器，17、伺服電機，18、 電機法蘭，19、 X方向滑臺，20、 Y方向滑臺，21、 Z方向滑臺，22、絲杠座。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型包括電控系統(tǒng)5、高頻加熱系統(tǒng)6、 兩個下料部件2、兩個X方向運動導軌部件12、兩個Y方向運動導軌部件13、 兩個Z方向運動導軌部件14、兩個夾具部件3、磨盤部件l、拋盤部件4、機架 部件7、上膠部件8、兩個風干系統(tǒng)9、上料部件10和臺面15;臺面15安裝在 機架部件7上，電控系統(tǒng)5放置在機架部件7—側，靠近電控系統(tǒng)5—側的臺 面15上依次安裝有上膠部件8、兩個下料部件2、上料部件10,兩個下料部件2 和上料部件10平行布置，兩個風干系統(tǒng)9對稱布置在臺面15中間，磨盤部件1 和拋盤部件4安裝在臺面15另一側，兩個X方向運動導軌平行安裝在臺面15 上，每個X方向運動導軌部件12中的伺服電機17安裝在靠近電控系統(tǒng)一側， 每個Y方向運動導軌部件13與X方向運動導軌部件12通過X方向滑臺19垂 直連接，每個Z方向運動導軌部件14與Y方向運動導軌部件13通過Y方向滑 臺20垂直連接，每個夾具部件3連接在Z方向運動導軌部件14中的Z方向滑 臺21上。
如圖2、圖3所示，所述每個X方向運動導軌部件12:包括直線導軌副、 伺服電機17、電機法蘭18、聯軸器16、絲杠座22、滾珠絲杠11和X方向滑臺 19;電機法蘭18和絲杠座22固定在臺面15上，伺服電機17固定在電機法蘭 18上，滾珠絲杠11固定在絲杠座22上，伺服電機17通過聯軸器16和滾珠絲 杠11連接，絲杠螺母固定在絲杠法蘭上，絲杠法蘭固定在X方向滑臺19下面， X方向直線導軌副的滑塊固定在X方向滑臺19下面，滾珠絲杠11的軸線與X方向直線導軌副平行；Y方向運動導軌部件13和Z方向運動導軌部件14的結 構與X方向運動導軌部件12結構完全相同。
如圖4所示，所述磨盤部件1使用V帶輪1.10進行傳動，主軸1.09上裝有 聯盤l.Ol、上面的軸承1.05、 V帶輪l.lO，磨盤1.13安裝在聯盤1.01上，再用 圓螺母1.03和鎖緊盤1.04鎖緊，下面的軸承1.05通過孔用彈性1.11擋圈固定 在軸套1.07上，第一套筒1.06壓緊下面的軸承1.05外圈，第二套筒1.12壓緊 下面的軸承1.05內圈，透蓋1.02固定在軸套1.07上，V帶輪1.10安裝在主軸 1.09上用軸端彈性擋圈1.08壓緊.
如圖5、圖6、圖7所示，所述夾具部件3中夾具針柱3.27和蝸桿3.13固 定在夾具本體3.09上，蝸桿3.13—側安裝有一個微型推力軸承3.26，再以兩個 螺母3.25壓緊，在夾具本體3.09固定在夾具座3.21上，用夾具定位棒3.22壓 緊，夾具定位棒3.22可以通過螺釘3.46調節(jié)，夾具座3.21通過轉臂軸3.51與Z 方向滑臺21相連，分層支撐件3.06固定在Z方向滑臺21上，分層單級蝸輪蝸 桿減速機3.04以兩對螺母3.01和螺釘3.02固定在分層減速機支撐件3.03上， 分層減速機支撐件3.03以兩個螺釘3.05固定在分層支撐件3.06上，分層電機 3.58以四對螺釘3.55和螺母3.56固定在電機固定件3.57上，電機固定件3.57 固定在分層支撐件3.06上，分層支撐件3.06以四個螺釘3.08和兩個圓柱銷3.07 固定在Z方向滑臺21上，分層電機3.58通過膜片聯軸器3.54與分層轉動軸3.52 相連，分層轉動軸3.52與分層單級蝸輪蝸桿減速機3.04以普通平鍵3.53連接, 分層單級蝸輪蝸桿減速機3.04再與轉臂軸3.51以普通平鍵3.50連接；第二制動 器固定件3.28固定在Z方向滑臺21上，第一制動器固定件3.32以兩個螺釘3.29 固定在第二制動器固定件3.28上，單片電磁制動器3.36四對螺釘3.31和螺母 3.30固定在第一制動器固定件3.32上，制動器連接件3.41以四個螺釘3.40固定 在夾具座3.21上，轉臂軸3.51通過普通平鍵3.47和普通平鍵3.42固定在夾具 座3.21上，并且通過第一銅套3.45、第二銅套3.43和墊套3.44安裝在Z方向滑 臺21上，轉臂軸3.51再以轉臂軸固定件3.48固定，轉臂軸固定件3.48用四個 螺釘3.49固定在夾具座3.21上；分面支撐件3.11用四個螺釘3.10和兩個圓柱 銷3.12固定在夾具座3.21上，分面減速機支撐件3.16以兩個螺釘3.17固定在分 面支撐件3.11上，分面單級蝸輪蝸桿減速機3.18以四對螺母3.19和螺釘3.20 固定在分面減速機支撐件3.16上，分面電機固定件3.33固定在分面支撐件3.11 上，分面電機固定在分面電機固定件3.33上，分面電機與第一分面?zhèn)鲃虞S3.34 相連，第一分面?zhèn)鲃虞S3.34與分面單級蝸輪蝸桿減速機3.18通過普通平鍵3.35相連，分面單級蝸輪蝸桿減速機3.18與第二分面?zhèn)鲃虞S3.37通過普通平鍵3.38 相連，第二分面?zhèn)鲃虞S3.37通過聯軸套3.39與蝸桿3.13相連，夾具定位塊3.14 以螺釘3.15固定在夾具本體3.09上，后端定位板3.23以八個十字槽沉頭螺釘 3.24固定在夾具座3.21上；所述夾具部件包含一個角度固定裝置，此裝置為單 片電磁制動器3.36，固定在Z方向滑臺21上，當夾具座3.21轉到所需角度時， 控制電磁制動器3.36使夾具座3.21保持鎖定狀態(tài)。所述兩個風干系統(tǒng)9為風刀。 本實用新型的具體工作原理如下
打開電源，在圖1的上膠部件8的膠盤上倒上膠粉，在上料部件IO上裝入 原料，按下電控系統(tǒng)5中的"啟動"按鈕，電機帶動圖4中的V帶輪1.10，使磨盤 部件1和拋盤部件2轉動，上膠部件8轉動一圈使膠粉均勻分布，兩側的夾具 同時移動到上膠部件8位置，如圖2中下側夾具所示，加熱圖5中的夾具針柱3.27, 上膠完成后下側夾具轉到水平位置等待對接，上側夾具3移動到圖2所示的上 料部件10上面上料，上料后運動導軌移動到磨盤部件1上面,如圖1所示，夾具 垂直向下開始磨一個端面，磨完后，轉動圖7中的轉臂軸3.51到圖3右邊夾具的 角度磨斜面，磨完一個斜面后轉動圖7中的分面轉動軸3.37使得針柱3.27轉動 45度，直到完成8個斜面的磨削;移動到拋盤部件4上方重復剛才磨削的動作完 成8個斜面的拋光過程，轉動轉臂軸3.51使針柱3.27垂直向下，拋光端面；拋光 后，夾具部件3移動到風干系統(tǒng)9位置，風干針柱上面的水，移動到上膠部件8 上方與下側夾具對接，對接時，先加熱下側夾具針柱3.27，然后上側夾具靠近 下側，冷卻一段時間使珠子粘在下側夾具針柱上后，再加熱上側針柱，使上側 針柱上的膠粉熔化，移動上側夾具到下料部件2清理殘余在針柱上的膠粉，清 理后再回到上膠部件8位置上膠，執(zhí)行下一個循環(huán),下側夾具對接完后運動到磨 盤部件1位置上磨削8個斜面，接著移動到拋盤部件4上拋削8個斜面;拋完后 移動到風干系統(tǒng)9位置風干，再移動到下料位置2下料，下料時首先加熱針柱 3.27使膠粉熔化，再轉動下料部件2中的刷輥；下料完成后下側夾具移動到上 膠部件上方進行下一個循環(huán)。圖7所示的電磁制動器3.36實施方式是當分層電 機3.58帶動轉臂軸3.51和夾具座3.21轉到所需位置后，電磁制動器3.36工作， 使磨拋時Z方向滑臺21和夾具座3.21始終保持在所需位置。
電控系統(tǒng)5是選購件，選用三菱PLC系統(tǒng)，包括一個QD75定位模塊和觸 摸屏；高頻加熱系統(tǒng)6是選購件；兩個下料部件2是選購件，每個下料部件2 包括一個電機，兩個軸承，兩個軸承座和一個刷輥；拋盤部件4除了拋盤的材 料與磨盤部件1的磨盤不同外，其它零件與磨盤部件1相同；機架部件7采用 方鋼焊接；上料部件10為選購件，包括一個氣缸和上料斗。
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權利要求1. 一種機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備，其特征在于包括電控系統(tǒng)(5)、高頻加熱系統(tǒng)(6)、兩個下料部件(2)、兩個X方向運動導軌部件(12)、兩個Y方向運動導軌部件(13)、兩個Z方向運動導軌部件(14)、兩個夾具部件(3)、磨盤部件(1)、拋盤部件(4)、機架部件(7)、上膠部件(8)、兩個風干系統(tǒng)(9)、上料部件(10)和臺面(15)；臺面(15)安裝在機架部件(7)上，電控系統(tǒng)(5)放置在機架部件(7)一側，靠近電控系統(tǒng)(5)一側的臺面(15)上依次安裝有上膠部件(8)、兩個下料部件(2)、上料部件(10)，兩個下料部件(2)和上料部件(10)平行布置，兩個風干系統(tǒng)(9)對稱布置在臺面(15)中間，磨盤部件(1)和拋盤部件(4)安裝在臺面(15)另一側，兩個X方向運動導軌平行安裝在臺面(15)上，每個X方向運動導軌部件(12)中的伺服電機(17)安裝在靠近電控系統(tǒng)一側，每個Y方向運動導軌部件(13)與X方向運動導軌部件(12)通過X方向滑臺(19)垂直連接，每個Z方向運動導軌部件(14)與Y方向運動導軌部件(13)通過Y方向滑臺(20)垂直連接，每個夾具部件(3)連接在Z方向運動導軌部件(14)中的Z方向滑臺(21)上。
2. 根據權利要求1所述的機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備，其 特征在于所述每個X方向運動導軌部件(12):包括直線導軌副、伺服電機(17)、 電機法蘭(18)、聯軸器(16)、絲杠座(22)、滾珠絲杠(11)和X方向滑臺(19);電機 法蘭(18)和絲杠座(22)固定在臺面(15)上，伺服電機(17)固定在電機法蘭(18)上, 滾珠絲杠(11)固定在絲杠座(22)上，伺服電機(17)通過聯軸器(16)和滾珠絲杠(11) 連接，絲杠螺母固定在絲杠法蘭上，絲杠法蘭固定在X方向滑臺(19)下面，X方 向直線導軌副的滑塊固定在X方向滑臺(19)下面，滾珠絲杠(ll)的軸線與X方向 直線導軌副平行；Y方向運動導軌部件(13)和Z方向運動導軌部件(14)的結構與 X方向運動導軌部件(12)結構完全相同。
3. 根據權利要求1所述的機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備，其 特征在于所述磨盤部件(1)是在主軸(1.09)上端裝有聯盤(1.01)，磨盤(1.13)安裝 在聯盤(1.01)上鎖緊，V帶輪(1.10)安裝在主軸(1.09)下端用軸端彈性擋圈(1.08) 壓緊。
4. 根據權利要求1所述的機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備，其 特征在于所述夾具部件(3)中夾具針柱(3.27)和蝸桿(3.13)固定在夾具本體(3.09) 上，蝸桿(3.13)—側安裝有一個微型推力軸承(3.26)壓緊，在夾具本體(3.09)固定 在夾具座(3.21)上，用夾具定位棒(3.22)壓緊，夾具定位棒(3.22)通過螺釘(3.46)調節(jié)，夾具座(3.21)通過轉臂軸(3.51)與Z方向滑臺(21)相連，分層支撐件(3.06)固 定在Z方向滑臺(21)上，分層單級蝸輪蝸桿減速機(3.04)固定在分層減速機支撐 件(3.03)上，分層減速機支撐件(3.03)固定在分層支撐件(3.06)上，分層電機(3.58) 固定在電機固定件(3.57)上，電機固定件(3.57)固定在分層支撐件(3.06)上，分層 支撐件(3.06調定在Z方向滑臺(21)上，分層電機(3.58)通過膜片聯軸器(3.54)與 分層轉動軸(3.52灘連，分層轉動軸(3.52)與分層單級蝸輪蝸桿減速機(3.04)以鍵 連接，分層單級蝸輪蝸桿減速機(3.04)再與轉臂軸(3.51)以鍵連接；第二制動器固 定件(3.28)固定在Z方向滑臺(21)上，第一制動器固定件(3.32)固定在第二制動器 固定件(3.28)上，單片電磁制動器(3.36)固定在第一制動器固定件(3.32)上，制動 器連接件(3.41)固定在夾具座(3.21)上，轉臂軸(3.51)通過鍵固定在夾具座(3.21) 上，并且通過第一銅套(3.45)、第二銅套(3.43)和墊套(3.44)安裝在Z方向滑臺(21) 上，轉臂軸(3.51)再以轉臂軸固定件(3.48)固定，轉臂軸固定件(3.48)固定在夾具 座(3.21)上；分面支撐件(3.11)固定在夾具座(3.21)上，分面減速機支撐件(3.16)固 定在分面支撐件(3.11 )上，分面單級蝸輪蝸桿減速機(3.18)固定在分面減速機支撐 件(3.16)匕分面電機固定件(3.33)固定在分面支撐件(3.11)上，分面電機固定在 分面電機固定件(3.33)上，分面電機與第一分面?zhèn)鲃虞S(3.34灘連，第一分面?zhèn)鲃?軸(3.34)與分面單級蝸輪蝸桿減速機(3.18)通過普通平鍵相連，分面單級蝸輪蝸桿 減速機(3.18)與第二分面?zhèn)鲃虞S(3.37)通過普通平鍵相連，第—分面?zhèn)鲃虞S(3.37) 通過聯軸對3.39)與蝸桿(3.13湘連，夾具定位塊(3.14)固定在夾具本體(3.09)上， 后端定位板(3.23)固定在夾具座(3.21)上；所述夾具部件包含一個角度固定裝置， 此裝置為單片電磁制動器(3.36)，固定在Z方向滑臺(21)上，當夾具座(3.21)轉到 所需角度時，控制電磁制動器(3.36)使夾具座(3.21)保持鎖定狀態(tài)。
5.根據權利1所述的機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備，其特征 在于所述兩個風干系統(tǒng)(9)為風刀。
專利摘要本實用新型公開了一種機電耦合的集成型自動化寶石加工專用裝備。電控系統(tǒng)一側的臺面上依次安裝有上膠部件、兩個下料部件、上料部件，兩個下料部件和上料部件平行布置，兩個風干系統(tǒng)對稱布置在臺面中間，磨盤部件和拋盤部件安裝在臺面另一側，兩個X方向運動導軌平行安裝在臺面上，每個Y方向運動導軌部件與X方向運動導軌部件通過X方向滑臺垂直連接，每個Z方向運動導軌部件與Y方向運動導軌部件通過Y方向滑臺垂直連接，每個夾具部件連接在Z方向運動導軌部件中的Z方向滑臺上。它可通過編制不同的控制程序來加工各種不同直徑和切面的寶石。本實用新型只要一名操作人員可以同時管理一臺或多臺機器，是結構緊湊、自動化程度高、操作方便的裝備。
文檔編號B24B9/16GK201313278SQ20082016669
公開日2009年9月23日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權日2008年10月21日
發(fā)明者伊國棟, 張樹有, 譚建榮 申請人:浙江大學