專利名稱：全自動磨鉆石機的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種寶石加工機械，特別是一種磨鉆石機。
二背景技術：
目前寶石加工業寶石加工普遍采用的仍舊是傳統的手工加工方法，由于全靠人手操作，寶石的折光面無法標準化，這成了最大的問題，品質的低下使產品的附加值降到了最低點。有人研究出了一種平面式人造鉆石磨拋機，它用氣動元件和機械限位的方式實現鉆石工件的進退刀過程，光電頭計數控制分度電機更換毛坯面，重復以上動作實現工件加工。在拋光時候換上拋光盤再重復以上動作就可以完成寶石的拋光加工。
這種人造鉆石磨拋機的缺點是它只能磨制一種形狀的寶石，而且精度不高，加工質量不理想，維修率高。
三
發明內容
本實用新型的目的是要提供一種可以自動完成對標準圓形寶石的57個面進行微米級磨面及拋光的全自動磨鉆石機。
本實用新型的全自動磨鉆石機是這樣設計的它有工作臺、粗磨盤、拋光盤及磨盤驅動電機，它的特點是它還有位于工作臺上，由左立柱、右立柱、帶絲桿的橫梁導軌以及在橫梁導軌一端的水平步進電機組成的龍門架；固定在橫梁導軌的滑塊上并與橫梁導軌互相垂直，由帶絲桿的垂直導軌和位于垂直導軌一端的垂直步進電機組成的升降臺；固定在垂直導軌的滑塊上，由旋轉臺和角度調整步進電機組成的角度調整器；安裝旋轉臺上，由位于前端的坯料固定軸和軸角度調整器步進電機組成的軸角度調整器。
為自動翻石和自動粘石功能，可在工作臺上設置一個粘石器。
為現實一次性對20-50顆寶石進行加工，可在本實用新型的全自動磨鉆石機的坯料固定軸裝上一個多軸聯動裝置。
本實用新型的全自動磨鉆石機還可根據需要將粗磨盤、拋光盤均更換為粗磨盤、精磨盤或拋光盤。
當需要對磨具修整時，可將全自動磨鉆石機上的坯料固定軸可更換為合金刀頭。
由于本實用新型的全自動磨鉆石機采用了4軸聯動結構，在電控系統的控制下，通過控制各個步進電機，可使升降臺在橫梁導軌滑塊帶動下實現水平移動，角度調整器在垂直導軌滑塊帶動下實現垂直方向的移動，而軸角度調整器可在旋轉臺端面進行360°旋轉，坯料固定軸可在軸角度調整器步進電機驅動下進行360°自轉，因此可自動完成對標準圓形寶石的57個面進行微米級磨面及拋光，另外，通過改變控制程序還對市面上大多數形狀的鉆石、寶石進行自動超精密磨面及拋光加工，完全擺脫了人工操作中出現的各種誤差。
四
圖1是本實用新型全自動磨鉆石機的結構示意圖。
圖2是本實用新型全自動磨鉆石機處于粘石狀態時的示意圖。
圖3是實用新型全自動磨鉆石機處于研磨狀態時的示意圖。
圖4是實用新型全自動磨鉆石機的坯料固定軸裝上多軸聯動裝置后的示意圖
五具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的全自動磨鉆石機的結構作進一步說明本實用新型的全自動磨鉆石機與現有的磨寶石機相同的結構有工作臺11、粗磨盤10、拋光盤13及磨盤驅動電機12，不同之處是本實用新型的全自動磨鉆石機在工作臺11上設置有一個龍門架，由帶絲桿的橫梁導軌3、左立柱5和右立柱8組成龍門架，在橫梁導軌3的一端安裝有水平步進電機1；與橫梁軌道3上的滑塊相連的是升降臺，升降臺上有帶絲桿的垂直導軌4和位于垂直導軌4一端的垂直步進電機2，升降臺的垂直導軌4與橫梁導軌3互相垂直，橫梁導軌3上的滑塊可帶動升降臺作左右運動；角度調整器連接在垂直導軌4的滑塊上，角度調整器由旋轉臺15的和角度調整步進電機6組成，角度調整器的旋轉臺15的端面與垂直導軌4上的滑塊以及橫梁導軌3上的滑塊的運動方向平行，垂直導軌4上的滑塊帶動與它相聯的角度調整器作上下運動；角度調整器的旋轉臺15上橫向安裝著一個軸角度調整器，軸角度調整器包括在前端的坯料固定軸9和軸角度調整器步進電機7，旋轉臺15可帶動軸角度調整器在其端面上進行360°旋轉，軸角度調整器步進電機7可帶動坯料固定軸9進行360°自轉；橫梁導軌3上的滑塊左右運動距離大于磨盤直徑，垂直導軌4上的滑塊下行限度應該低于位于磨盤10、13平面之下；工作臺11上還設置有一個粘石器14。
當需要一次性對20-50顆寶石進行加工，可在本實用新型的全自動磨鉆石機的坯料固定軸裝上一個多軸聯動裝置16，多軸聯動裝置16包括有渦桿、若干個并列排列渦輪以及若干條坯料固定軸，工作時多個工件同時粘結在坯料固定軸上。
本實用新型的全自動磨鉆石機采用了保證工件在整個移動范圍內具有足夠剛性的龍門式橫梁導軌固定結構，此結構可使工件在兩個磨盤(10，13)間來回移動，還可以在磨面及拋光過程中使工件在研磨盤(10，13)上作平面平行運動，使研磨盤得到均勻磨損，進而保證工件的平面度，也減少了研磨盤的修整次數，延長研磨盤使用壽命。升降臺的作用是使工件能垂直地進退刀，并且在鉆石瓣面的冠角和底角進行調整磨削時對垂直位置進行調整。角度調整器主要作用是對鉆石工件的冠角和底角進行調整。坯料固定軸9用途是粘結鉆石工件。坯料固定軸9的旋轉可對鉆石的多層(8-32個)瓣面進行定點旋轉磨削和拋光。粘石器14主要作用是對工件和夾具之間的粘結實現自動化，翻石工序也由同一個裝置實現。由于本實用新型的全自動磨鉆石機所有運動都由步進電機驅動，通過電腦程序控制步進電機的運行，便可達到精確控制的目的。
以下說明本實用新型的全自動磨鉆石機的工作過程1、自動粘石，如圖2所示。先將石坯放到粘石器14的指定位置，電腦控制各個電機運行使坯料固定軸9垂直下降到粘石器14的粘膠槽里粘上粘膠，再移動到石坯上面，粘石器14加熱石坯，石坯受熱后融化坯料固定軸9上的粘膠，粘石器14馬上冷卻石坯，這樣石坯就很準確和牢固地粘在金屬圓軸9上。
2、自動磨石，所圖1所示。電腦控制電機使坯料固定軸9移動到粗磨盤10上，角度調整器上的角度調整器步進電機6動作使坯料固定軸9與粗磨盤10的平面成34.5度，控制磨盤電機12使其旋轉，控制升降臺使工件下降到粗磨盤10表面，再慢車下行對工件進行磨削，下降的同時控制橫梁導軌3上的滑塊進行左右運動，工件下降到指定位置后，立即上升，完成一個瓣面的磨削。工件上升到一定高度后，軸角度調整器步進電機7旋轉45度，再控制升降臺4使工件下降進行第2面磨削......。完成一周的瓣面磨削后升降臺4上升，角度調整器步進電機6動作使坯料固定軸9與粗磨盤10的平面成32.5度，軸角度調整器步進電機7旋轉22.5度，升降臺4適量調整高度后進行下一輪的磨削工作。
3、自動拋光，如圖3所示。磨削完成后控制水平步進電機1使橫梁導軌3上的滑塊將工件移動到拋光盤13上面，重復上述動作對工件進行拋光。
4、自動翻石。拋光完成后將工件移動回到粘石器14上，將加工好一個面的鉆石放回指定的夾具內，粘石器14加熱石坯使粘膠溶化，鉆石從坯料固定軸9脫離，之后粘石器14上的夾具翻轉180度，再重復自動粘石步驟進行鉆石另一面的加工。
5、拋光盤修整。如果拋光盤磨損后，將坯料固定軸9更換成合金刀頭便可實現磨具修整器功能，通過程序控制可把拋光盤13修至規定形狀。合金刀頭可以傾斜成任意角度，可避免在修整時砂輪和合金刀頭的干涉。本實用新型的全自動磨鉆石機采用間斷修整法，到最后精磨時再修整輪廓。這樣，既達到高精度修整，又大大減小了砂輪磨損。
由于步進電機的高精度可控制性，使本實用新型的全自動磨鉆石機的加工精度極高，分辨率達到了微米級，完全超過寶石加工要求，擬人化設計，能模仿人手的靈活性，比手工操更加精確，適合長時間運行，能做出市面上大部分規格的寶石，使用本實用新型的全自動磨鉆石機做出來的寶石品質均可達到A級-AAA級標準，裝上多軸聯動裝置16就可以一次性對20-50顆寶石進行加工。人工干預程度極少。普通工人經簡單培訓即可上崗操作，一個工人可管理5-10臺機器。
權利要求1.一種全自動磨鉆石機，它有工作臺(11)、粗磨盤(10)、拋光盤(13)及磨盤驅動電機(12)，其特征在于它還有位于工作臺(11)上，由左立柱(5)、右立柱(8)、帶絲桿的橫梁導軌(3)以及在橫梁導軌(3)一端的水平步進電機(1)組成的龍門架；固定在橫梁導軌(3)的滑塊上并與橫梁導軌(3)互相垂直，由帶絲桿的垂直導軌(4)和位于垂直導軌(4)一端的垂直步進電機(2)組成的升降臺；固定在垂直導軌(4)的滑塊上，由旋轉臺(15)和角度調整步進電機(6)組成的角度調整器；安裝旋轉臺(15)上，由位于前端的坯料固定軸(9)和軸角度調整器步進電機(7)組成的軸角度調整器。
2.根據權利要求1所述的全自動磨鉆石機，其特征在于它還有一個位于工作臺上的粘石器(14)。
3.根據權利要求1或2所述的全自動磨鉆石機，其特征在于在坯料固定軸(9)上裝有一個多軸聯動裝置(16)。
4.根據權利要求1或2所述的全自動磨鉆石機，其特征在于所述的粗磨盤(10)、拋光盤(13)均可更換為粗磨盤、精磨盤或拋光盤。
5.根據權利要求3所述的全自動磨鉆石機，其特征在于所述的粗磨盤(10)、拋光盤(13)均可更換為粗磨盤、精磨盤或拋光盤。
6.根據權利要求1所述的全自動磨鉆石機，其特征在于所述的坯料固定軸(9)可更換為合金刀頭。
專利摘要本實用新型涉及一種磨人造寶石機，它有工作臺11、粗磨盤10、拋光盤13及磨盤驅動電機12，其特征在于它還有位于工作臺11上，由左立柱5、右立柱8、帶絲桿的橫梁導軌3以及在橫梁導軌3一端的水平步進電機1組成的龍門架；固定在橫梁導軌3的滑塊上并與橫梁導軌3互相垂直，由帶絲桿的垂直導軌4和位于垂直導軌4一端的垂直步進電機2組成的升降臺；固定在垂直導軌4的滑塊上，由旋轉臺15和角度調整步進電機6組成的角度調整器；安裝旋轉臺15上，由位于前端的坯料固定軸9和軸角度調整器步進電機7組成的軸角度調整器。它可以一次性對20－50顆寶石進行加工，能自動完成對標準圓形寶石的5 7個面進行微米級磨面及拋光，它的加工精度極高，可控制性強，做出來的寶石品質均達到A級－AAA級標準。
文檔編號B24B9/06GK2638921SQ0325279
公開日2004年9月8日 申請日期2003年9月5日 優先權日2003年9月5日
發明者周宇航 申請人:周宇航