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角度打磨機。

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)展到機械化作業(yè)，比較有代表性的如專利申請?zhí)枮?00910114571.7《數(shù)控寶石加工機》發(fā)明專利，主要構(gòu)成是立柱和平臺，寶石坯料粘接在夾頭上，夾頭通過滑塊和擺座可沿立柱上下移動或前、后、左、右擺動而實現(xiàn)四軸聯(lián)動加工，打磨盤安裝在平臺上。工作時，電機驅(qū)動打磨盤轉(zhuǎn)動，裝在夾頭上的寶石坯料下移并按需要前后轉(zhuǎn)動角度和左右擺動，通過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。

實際使用中發(fā)現(xiàn)，《數(shù)控寶石加工機》發(fā)明專利由于立柱與打磨盤之間相對固定，立柱與打磨盤之間距離無法調(diào)節(jié)，光靠夾頭的前后擺動還是無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重，磨面利用率低，磨盤浪費嚴重，加工成本提高；另外立柱與打磨盤一體的結(jié)構(gòu)形式還造成機器的體積增大，笨重，不能靈活就位安裝；同時該發(fā)明還是采用了傳統(tǒng)寶石加工設(shè)備用齒輪傳動的設(shè)計思路，滿足不了對精度加工的要求，更重要的是，隨著對寶石形狀要求的進一步提高，上述《數(shù)控寶石加工機》發(fā)明專利對有異形面的寶石加工無能為力。

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角度打磨機，以解決上述背景技術(shù)中提出的不節(jié)能環(huán)保的問題。

能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的高精度智能式寶石全自動角度打磨機，包括寶石夾頭，所述寶石夾頭由數(shù)控系統(tǒng)控制實現(xiàn)前后擺動且自轉(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)動機構(gòu)上，從而實現(xiàn)五軸聯(lián)動加工，滿足寶石復(fù)雜形狀的加工要求。

所述X、Y、Z三軸聯(lián)動機構(gòu)的驅(qū)動元件為絲桿、螺母傳動副，各絲桿連接由數(shù)控系統(tǒng)控制的步進電機。

所述X、Y、Z三軸聯(lián)動機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)形式：包括X向底座、Y向移動座和Z向立座，X向底座和Y向移動座之間通過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向移動座；Z向立座安裝于Y向移動臺面上，Y向移動臺面與Y向移動座之間通過Y向滑道和滑軌安裝，Y向移動座上設(shè)置Y向絲桿，與Y向絲桿配合的螺母連接Y向移動臺面；所述打磨夾具安裝于Z向移動板面上，Z向移動板面與Z向立座之間通過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的驅(qū)動元件采用渦輪、渦桿傳動副，進一步提高加工精度。

本發(fā)明的優(yōu)點：

本發(fā)明高精度智能式寶石全自動角度打磨機采用高精度的(微型)步進電機通過絲桿驅(qū)動完成加工動作，通過數(shù)控系統(tǒng)控制實現(xiàn)X，Y，Z方向及形狀角度加工的五軸聯(lián)動，使打磨功能更加精細，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。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例：1、夾桿；2、X向底座；3、Y向移動座；4、Z向立座；5、X向滑道和滑軌；6、X向絲桿；7、Y向移動臺面；8、Y向滑道和滑軌；9、Y向絲桿；10、Z向移動板面；11、Z向滑道和滑軌；12、Z向絲桿；13、X向步進電機；14、Y向步進電機；15、Z向步進電機；16、面控步進電機；17、層控步進電機。

本實施例包括：如圖1所示所述寶石夾頭由夾桿1、面控步進電機16、渦輪、渦桿傳動副和層控步進電機17構(gòu)成。夾桿1與面控步進電機16的轉(zhuǎn)軸同軸固裝；渦桿與層控步進電機17的轉(zhuǎn)軸同軸固裝，渦輪的轉(zhuǎn)軸固連面控步進電機16的機座；所述面控步進電機16和層控步進電機17通過線路連接數(shù)控系統(tǒng)。

所述層控步進電機17水平布置，其機座固定安裝于Z向移動板面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)自動計算各步進電機加工寶石需要走的步數(shù)。

數(shù)控系統(tǒng)控制Y向步進電機14將寶石夾頭移動到指定的磨盤區(qū)域內(nèi)并保證不會超出磨盤區(qū)域范圍，然后Z向步進電機15開始將寶石夾頭向磨盤方向移動到達指定位置。

Z向步進電機15控制寶石接觸磨盤，一旦接觸磨盤就給出一個控制信號，標(biāo)志正式打磨開始，此時X向步進電機13根據(jù)設(shè)置的步長開始快速來復(fù)運動，以保證磨盤不會出現(xiàn)某個區(qū)域內(nèi)過多磨損使寶石打磨不合格的情況，面控步進電機16根據(jù)設(shè)置的面數(shù)開始轉(zhuǎn)動相應(yīng)步長，以達到所需要的形狀要求，一旦完成一個層面的加工，Z向步進電機15自動脫離磨盤并抬起，同時層控步進電機17通過渦輪、渦桿傳動使寶石夾頭的夾桿1前后直線移動一個角度，然后又繼續(xù)接觸磨盤開始新層面的打磨……以上動作皆重復(fù)上述過程，直到程序所設(shè)置的加工工序全部完成，然后所有的步進電機回退到初始位置，等待更換

本發(fā)明還可配置高分辨率CCD攝像頭，通過連續(xù)變倍顯微鏡頭，以獲得寶石加工過程中的高清晰圖像，并同時能夠完成寶石安裝位置的檢測、打磨后平面度檢測、打磨后形狀、角度、距離的測量。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。