[发明专利]钻石研磨智能机器人的升降运动及旋转装置

说明书

技术领域

本发明涉及钻石加工设备技术领域，更具体是涉及一种钻石研磨智能机器人的升降运动及旋转装置。

背景技术

加工成首饰的金刚石称为钻石。天然金刚石晶体的晶面上存在各种瑕疵，晶体内部也会存在气泡、裂纹、缺口以及其它瑕疵。用来加工成饰品的钻坯，通过分解方案设计、分解(劈、锯或激光切割)、车钻(磨边线)、粗磨(磨锥)、台面和瓣面的研磨和抛光等工序之后才能成为钻石成品-首饰钻。

磨钻(研磨和抛光)是钻石加工中最为复杂，最为关键的工序。为了做到最大限度地展现钻石的光学特性，现代的钻石琢型设计为灿烂型琢型，主要指的是标准工的灿烂型圆钻。光线通过该型成品钻石的台面和各个瓣面的反射和折射，能使钻石的“出火”和光泽达到最佳程度，将钻石晶体的天然美发挥得淋漓尽致。

灿烂型圆钻的琢形由中部边线、面部和底部组成。面部除了垂直于钻石中心线的台面之外还有32个瓣面成三圈排列，分别称为小瓣(16个)、主瓣(8个)和星瓣(8个)。这三圈瓣面的几何成型是三个不同锥角和不同面数的多等边棱锥体。底部有24个瓣面成两圈排列，分别称为底小瓣(16个)和底主瓣(8个)。这两圈瓣面的几何成型也是两个不同锥角和不同面数的棱锥体。底主瓣最后都汇聚到一点，称为成品钻石的底尖。

磨钻工序就是要完美实现上述的琢形。本发明的机器的夹具能调节出不同的倾角，并能绕自身的轴线自动分度，按工艺程序精确磨出成品钻的57个面。成品钻的成型问题解决之后，关键便是提高磨钻的生产效率。磨钻的效率可以用磨钻强度来描述，即单位时间内的钻坯表层去除量。

影响磨削强度的因素主要是如下四个：1，磨盘转速转速越高，钻石的磨削强度越大；2，单位压力加大钻石和磨盘接触带的压力会增加钻石的磨削量，但单位压力过大会很快把钻石微粉刮掉，并加快磨盘的磨损，甚至使钻石破裂；3，钻石微粉在磨盘工作面的涂布钻石微粉微粒规格加大磨削强度增大，但光洁度会变差，微粉涂布密度在一定范围内磨钻效率最高，这方面已积累了丰富的经验数据；4，磨削的取向。

为此，针对上述四个因素中的第一个，我们在配套本发明的台式钻石磨机中已将磨盘转速大幅度提高。这是通过精细的动平衡技术和变频驱动技术达到的。钻石的晶体结构造成其硬度的各向异性。磨削时须找到面网的所在位置，并把钻石沿硬度最小的方向定位，才能产生最高的磨削强度。本发明的旋转驱动取向装置在不断的改变方向的过程中智能判断最佳取向，给予定位。而且在磨削过程中通过一套自动改变弹簧拉力的机构调节磨削压力，並通过智能判断产生出工件对磨盘的最佳压力值。

因而，本发明旨在完美解决成品钻的磨削琢形精确度、磨削表面质量、及磨削的生产效率问题，以求达到最大的经济效益。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种能显著提高生产效率，而且质量可靠的钻石研磨智能机器人的升降运动及旋转装置。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种钻石研磨智能机器人的升降运动及旋转装置，其特征在于，它包括升降运动及旋转机构和连接控制升降运动及旋转机构动作的控制器，升降运动及旋转机构包括步进电机、连接电机齿轮、内螺纹齿轮、升降丝杆芯轴、升降旋转导柱、导套立柱、导套，连接电机齿轮固定于步进电机的转子轴上，升降丝杆芯轴通过内螺纹齿轮与连接电机齿轮啮合传动，升降旋转导柱套设于升降丝杆芯轴外；导套立柱立向设置在底座上，导套设置在导套立柱内，升降旋转导柱连同升降丝杆芯轴插入导套的中间孔，在升降旋转导柱与导套之间设置有滚珠套，在升降丝杆芯轴的下部沿轴向方向设置有定位槽，升降旋转导柱的侧部设置有定位槽对应的升降丝杆芯柱限位销，限制升降丝杆芯柱的上下移动的行程；利用导套、滚珠套、升降旋转导柱结合步进电机实现直线运动和旋转运动，能满足机构的升降运动及旋转运动的顺畅及耐磨要求。

进一步地，所述升降旋转导柱的上部设置有翻边，翻边与悬臂组件连接固定，在翻边的下方套设有偏心轴导向固定座，偏心轴导向固定座的端部设置有偏心轴导轮，偏心轴导轮的外侧设置有与其对应的立向设置的偏心轴，该偏心轴的下方连接有驱动其转动的行星电机装置，行星电机装置的下方连接有电机安装立柱连接支撑于底座上。

进一步地，所述行星电机装置包括行星电机和与行星电机连接的行星电机减速器，偏心轴连接于行星电机减速器的输出端。

进一步地，所述滚珠套内设置有多个滚珠，升降旋转导柱的直径及圆度在0.005mm以内，硬度在HRC60以上，表面粗糙度Ra0.8以上。