本發(fā)明涉及研磨領(lǐng)域，具體是一種高精度智能式寶石全自動(dòng)角度打磨機(jī)。
背景技術(shù)：
珠寶飾品加工是指將人工切割、定型后的寶石原坯(如各種鉆石、天然石及水晶、鋯石等)按特定工藝打磨拋光后制成各種形狀的成品，如圓形鉆石、仿鉆、心形、蛋形、棱形等各種形狀。這些成品經(jīng)手工鑲嵌而制成各種寶石飾品。
寶石加工已從手工操作發(fā)展到機(jī)械化作業(yè)，比較有代表性的如專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910114571.7《數(shù)控寶石加工機(jī)》發(fā)明專利，主要構(gòu)成是立柱和平臺(tái)，寶石坯料粘接在夾頭上，夾頭通過(guò)滑塊和擺座可沿立柱上下移動(dòng)或前、后、左、右擺動(dòng)而實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動(dòng)加工，打磨盤安裝在平臺(tái)上。工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)打磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，裝在夾頭上的寶石坯料下移并按需要前后轉(zhuǎn)動(dòng)角度和左右擺動(dòng)，通過(guò)控制寶石的加工層和面，在打磨盤上的磨盤作用下將寶石坯料打磨出不同的幾何形狀。
實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，《數(shù)控寶石加工機(jī)》發(fā)明專利由于立柱與打磨盤之間相對(duì)固定，立柱與打磨盤之間距離無(wú)法調(diào)節(jié)，光靠夾頭的前后擺動(dòng)還是無(wú)法滿足寶石在打磨盤上指定區(qū)域的打磨(或拋光)加工，造成打磨盤局部磨損嚴(yán)重，磨面利用率低，磨盤浪費(fèi)嚴(yán)重，加工成本提高；另外立柱與打磨盤一體的結(jié)構(gòu)形式還造成機(jī)器的體積增大，笨重，不能靈活就位安裝；同時(shí)該發(fā)明還是采用了傳統(tǒng)寶石加工設(shè)備用齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)思路，滿足不了對(duì)精度加工的要求，更重要的是，隨著對(duì)寶石形狀要求的進(jìn)一步提高，上述《數(shù)控寶石加工機(jī)》發(fā)明專利對(duì)有異形面的寶石加工無(wú)能為力。
發(fā)明專利內(nèi)容
本發(fā)明專利提供一種高精度智能式寶石全自動(dòng)角度打磨機(jī)，以解決上述背景技術(shù)中提出的不節(jié)能環(huán)保的問(wèn)題。
能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的高精度智能式寶石全自動(dòng)角度打磨機(jī)，包括寶石夾頭，所述寶石夾頭由數(shù)控系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)前后擺動(dòng)且自轉(zhuǎn)，所不同的是所述寶石夾頭安裝于由數(shù)控系統(tǒng)控制的X、Y、Z三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，從而實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工，滿足寶石復(fù)雜形狀的加工要求。
所述X、Y、Z三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)元件為絲桿、螺母?jìng)鲃?dòng)副，各絲桿連接由數(shù)控系統(tǒng)控制的步進(jìn)電機(jī)。
所述X、Y、Z三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)形式：包括X向底座、Y向移動(dòng)座和Z向立座，X向底座和Y向移動(dòng)座之間通過(guò)X向滑道和滑軌安裝，X向底座上設(shè)置X向絲桿，與X向絲桿配合的螺母連接Y向移動(dòng)座；Z向立座安裝于Y向移動(dòng)臺(tái)面上，Y向移動(dòng)臺(tái)面與Y向移動(dòng)座之間通過(guò)Y向滑道和滑軌安裝，Y向移動(dòng)座上設(shè)置Y向絲桿，與Y向絲桿配合的螺母連接Y向移動(dòng)臺(tái)面；所述打磨夾具安裝于Z向移動(dòng)板面上，Z向移動(dòng)板面與Z向立座之間通過(guò)Z向滑道和滑軌安裝，Z向立座上設(shè)置Z向絲桿，與Z向絲桿配合的螺母連接Z向移動(dòng)板面。
為提高加工精度，所述絲桿采用滾珠絲桿。
上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明中還包括打磨盤，所述打磨盤與X向底座分離設(shè)置或與X向底座整體安裝。
本發(fā)明中，所述寶石夾頭前后擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件采用渦輪、渦桿傳動(dòng)副，進(jìn)一步提高加工精度。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明高精度智能式寶石全自動(dòng)角度打磨機(jī)采用高精度的(微型)步進(jìn)電機(jī)通過(guò)絲桿驅(qū)動(dòng)完成加工動(dòng)作，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)X，Y，Z方向及形狀角度加工的五軸聯(lián)動(dòng)，使打磨功能更加精細(xì)，甚至可以打磨出球體形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)任意圖案的加工，滿足寶石形狀各異的加工需求。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例：1、夾桿；2、X向底座；3、Y向移動(dòng)座；4、Z向立座；5、X向滑道和滑軌；6、X向絲桿；7、Y向移動(dòng)臺(tái)面；8、Y向滑道和滑軌；9、Y向絲桿；10、Z向移動(dòng)板面；11、Z向滑道和滑軌；12、Z向絲桿；13、X向步進(jìn)電機(jī)；14、Y向步進(jìn)電機(jī)；15、Z向步進(jìn)電機(jī)；16、面控步進(jìn)電機(jī)；17、層控步進(jìn)電機(jī)。
本實(shí)施例包括：如圖1所示所述寶石夾頭由夾桿1、面控步進(jìn)電機(jī)16、渦輪、渦桿傳動(dòng)副和層控步進(jìn)電機(jī)17構(gòu)成。夾桿1與面控步進(jìn)電機(jī)16的轉(zhuǎn)軸同軸固裝；渦桿與層控步進(jìn)電機(jī)17的轉(zhuǎn)軸同軸固裝，渦輪的轉(zhuǎn)軸固連面控步進(jìn)電機(jī)16的機(jī)座；所述面控步進(jìn)電機(jī)16和層控步進(jìn)電機(jī)17通過(guò)線路連接數(shù)控系統(tǒng)。
所述層控步進(jìn)電機(jī)17水平布置，其機(jī)座固定安裝于Z向移動(dòng)板面10上，所述夾桿1為Y軸指向。
本發(fā)明可以配置分體式打磨盤，也可以配置整體式打磨盤，整體式打磨盤即為打磨盤與X向底座2整體安裝。
本發(fā)明的工作原理：
首先根據(jù)加工寶石的尺寸設(shè)置加工的層數(shù)和面數(shù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)送入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算各步進(jìn)電機(jī)加工寶石需要走的步數(shù)。
數(shù)控系統(tǒng)控制Y向步進(jìn)電機(jī)14將寶石夾頭移動(dòng)到指定的磨盤區(qū)域內(nèi)并保證不會(huì)超出磨盤區(qū)域范圍，然后Z向步進(jìn)電機(jī)15開(kāi)始將寶石夾頭向磨盤方向移動(dòng)到達(dá)指定位置。
Z向步進(jìn)電機(jī)15控制寶石接觸磨盤，一旦接觸磨盤就給出一個(gè)控制信號(hào)，標(biāo)志正式打磨開(kāi)始，此時(shí)X向步進(jìn)電機(jī)13根據(jù)設(shè)置的步長(zhǎng)開(kāi)始快速來(lái)復(fù)運(yùn)動(dòng)，以保證磨盤不會(huì)出現(xiàn)某個(gè)區(qū)域內(nèi)過(guò)多磨損使寶石打磨不合格的情況，面控步進(jìn)電機(jī)16根據(jù)設(shè)置的面數(shù)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)步長(zhǎng)，以達(dá)到所需要的形狀要求，一旦完成一個(gè)層面的加工，Z向步進(jìn)電機(jī)15自動(dòng)脫離磨盤并抬起，同時(shí)層控步進(jìn)電機(jī)17通過(guò)渦輪、渦桿傳動(dòng)使寶石夾頭的夾桿1前后直線移動(dòng)一個(gè)角度，然后又繼續(xù)接觸磨盤開(kāi)始新層面的打磨……以上動(dòng)作皆重復(fù)上述過(guò)程，直到程序所設(shè)置的加工工序全部完成，然后所有的步進(jìn)電機(jī)回退到初始位置，等待更換
本發(fā)明還可配置高分辨率CCD攝像頭，通過(guò)連續(xù)變倍顯微鏡頭，以獲得寶石加工過(guò)程中的高清晰圖像，并同時(shí)能夠完成寶石安裝位置的檢測(cè)、打磨后平面度檢測(cè)、打磨后形狀、角度、距離的測(cè)量。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。