專利名稱：一種水鉆加工頭及水鉆機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水鉆加工設備，尤其是涉及一種水鉆加工頭及帶該水鉆加工頭的水鉆機，屬于珠寶加工領域。
背景技術：
現(xiàn)有的國產水鉆加工設備，對水鉆的刻面角度的控制一般采用機械裝置來實現(xiàn)，只能進行單一固定的分度，即同一套水鉆夾具只能處理一種刻面角度；而較為先進的設備則采用伺服電機，實現(xiàn)對水鉆刻面任意角度的控制，但制造成本較為昂貴。在傳統(tǒng)的水鉆生產中，針對不同直徑的水鉆加工，一般將夾具軸制成與水鉆直徑相對應模數(shù)的蝸杠，將夾具針制成與水鉆直徑相對應模數(shù)的蝸輪，蝸輪齒數(shù)與水鉆的刻面數(shù)相同，夾具針的直徑與水鉆直徑相等或接近。假如需要生產8個刻面的水鉆，那對應的夾具針也需加工成8個齒的蝸輪，傳統(tǒng)設備只能控制夾具軸作360°一周旋轉，帶動夾具針作1/8周旋轉，當夾具軸旋轉8周后，夾具針才完成一周360°的旋轉。因此想要增加或減少水鉆的刻面數(shù)，就需要相應增加或減少夾具針的蝸輪齒數(shù)。理論上可以做到直徑小于2毫米的水鉆加工，但在實際生產中考慮到提高產量，一般的夾具針采用小規(guī)模、多排列的方式，因此對于直徑小于2毫米的水鉆夾具針的蝸輪加工有一定的難度，所以說傳統(tǒng)的加工設備是無法滿足小直徑的水鉆超出8個面的加工的，從而影響或限制了加工效果和精度。
此外，傳統(tǒng)的水鉆生產大多采用人工操作來完成水鉆的研磨、拋光，而且需要經過反復多次的研磨、拋光，再研磨、再拋光，費時費力，成本高。現(xiàn)有國產水鉆加工設備，大多把研磨與拋光分開，作為獨立的研磨設備與拋光設備，當水鉆完成研磨加工后進行拋光處理時，水鉆夾具需要從研磨機上取下，再裝到拋光機上，這樣必須停機卸裝夾具，從而延長空機待機時間，降低生產效率。同時，由于拋光設備中拋光盤所采用的拋光材料因工藝要求的原因，其材質一般都較為細軟，因此對于大批量水鉆生產，拋光盤的損耗相當嚴重，需要每天甚至每小時調整或更換，而調整或更換的過程比較相當煩瑣，這樣也會降低生產效率，增加生產成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題之一是克服現(xiàn)有技術中所存在的小水鉆難以加工超過8個面，從而影響或限制加工效果和精度的問題，而提供一種水鉆刻面作任意刻面數(shù)控制的高精度的水鉆加工頭；本發(fā)明所要解決的技術問題之二是克服現(xiàn)有技術中所存在的工藝復雜，費時費力，成本高，浪費多的問題，而提供一種集研磨加工與拋光加工于一體，能自動調整拋盤或磨盤高度，且可對水鉆刻面作任意角度的控制，操作簡單，控制準確精細，制造成本低廉的水鉆機。
本發(fā)明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案是該水鉆加工頭設置有夾具安裝板、夾具、連軸器、加工頭步進電機、信號采集器，夾具安裝在夾具安裝板上，夾具與連軸器連接，加工頭步進電機安裝在夾具安裝板上并與連軸器連接，信號采集器與連軸器連接，信號采集器、加工頭步進電機均用電線連接到處理器，處理器逐級通過加工頭步進電機、連軸器、夾具控制安放在夾具上的水鉆毛坯的加工刻面角度、刻面大小及刻面數(shù)。
本發(fā)明所述夾具由殼體、夾具軸、夾具針組成，夾具軸套裝在連軸器上，夾具軸與夾具針以蝸輪蝸桿方式連接并安裝在夾具殼體內，殼體安裝在夾具安裝板上，夾具可自由裝卸。
上述技術方案的優(yōu)點是(1)方便快捷，夾具軸在360°平面內可作任意角度的旋轉，使得加工刻面任意角度及大小面，不但克服了小水鉆難以成多面(超8面)的加工，提高了水鉆的式樣，增加美觀，而且提高了夾具的多樣化使用，降低了生產成本；(2)高精度，由于采用了高分辨率的數(shù)字信號采集器，可使水鉆刻面角度調節(jié)精度≤0.001°；(3)制造成本低，能適應大多數(shù)客戶的需求。
本發(fā)明解決上述第二個技術問題所采用的技術方案是提供一種集研磨加工與拋光加工于一體，能自動調整盤高度，且可對水鉆刻面作任意角度控制的水鉆機，包括臺板、機架、機頭、水鉆加工頭、擺動電機、磨盤、拋盤、高度調節(jié)器、磨盤電機、拋盤電機、旋轉氣缸和處理器，處理器與高度調節(jié)器、拋盤電機、旋轉氣缸、擺動電機、磨盤電機均通過電線連接，高度調節(jié)器、機架安裝在臺板上，磨盤與磨盤電機連接，拋盤安裝在高度調節(jié)器上，高度調節(jié)器用來調整盤的高度，拋盤電機與拋盤連接，水鉆加工頭即上述第一個技術方案中的水鉆加工頭，擺動電機與機頭連接，作前后擺動，旋轉氣缸與機架連接，用來控制水鉆加工頭或者位于研磨工作位置或者處于拋光工作位置，水鉆加工頭通過夾具安裝板與機頭連接，機頭與機架連接。
本發(fā)明在同一機架上可安裝有兩組研磨、拋光裝置，兩組研磨、拋光裝置完全相同對稱并共用中間的一個磨盤，即采用兩個機頭、兩個水鉆加工頭、兩個機架、兩個高度調節(jié)器、兩個擺動電機、兩個旋轉氣缸、兩個拋盤電機、兩個拋盤的技術方案。
本發(fā)明高度調節(jié)器設置有安裝架、高度步進電機、蝸桿、上限位塊、下限位塊、升降臺、調節(jié)氣缸，高度步進電機安裝在安裝架上并與蝸桿連接，蝸桿與下限位塊連接，升降臺與調節(jié)氣缸、上限位塊連接，調節(jié)氣缸、高度步進電機均與處理器用電線連接。
本發(fā)明第二個技術方案的優(yōu)點是(1)省時，省去研磨拋光過程中水鉆夾具卸裝的過程；(2)省力，拋盤的調整只需通過按鍵操作即可實現(xiàn)；(3)省料，精巧的布局結構，兩套研磨、拋光裝置共用一個機架、一個磨盤(或拋盤)；(4)高精度，能在360°進行刻面任意角度的調節(jié)；(5)制造成本低，能適應大多客戶的需求。
本發(fā)明通過數(shù)控方式實現(xiàn)水鉆加工過程中的水鉆刻面角度、刻面大小及刻面數(shù)的自動確定及調節(jié)，具有操作簡單，控制準確精細，制造成本低廉等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明實施例水鉆加工頭的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例水鉆加工頭的左視示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例水鉆機起始研磨工作狀態(tài)的結構示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例水鉆機工作狀態(tài)的局部結構示意圖。
圖5是圖3的俯視示意圖。
圖6是本發(fā)明實施例高度調節(jié)器的結構示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例并對照附圖對本發(fā)明作進一步的敘述。
參見圖1、圖2，本發(fā)明實施例水鉆加工頭3設置有夾具安裝板31、殼體32、夾具軸33、夾具針34、連軸器35、加工頭步進電機36、信號采集器37，殼體32安裝在夾具安裝板31上，夾具軸33套裝在連軸器35上，夾具軸33與夾具針34以蝸輪蝸桿方式連接并安裝在殼體32內，夾具(包括殼體32、夾具軸33、夾具針34)可自由裝卸。加工頭步進電機36安裝在夾具安裝板31上并與連軸器35連接，信號采集器37與連軸器35連接并用來讀取連軸器35的轉動角度信號。當啟動工作后，信號采集器37將采集到的角度信號傳送到處理器15，處理器15將采集到的角度信號與事先設置的生產工藝參數(shù)進行比較，再向與其連接的加工頭步進電機36發(fā)出驅動脈沖信號，加工頭步進電機36通過連軸器35來控制夾具軸33轉動，夾具軸33帶動夾具針34，從而控制安放在夾具針34上的水鉆毛坯39的加工角度。本發(fā)明實施例中的信號采集器37對夾具軸33轉動角度作均勻的數(shù)字刻度分割，并同時采集夾具軸33的零位標識，通過處理器15計算出當前夾具軸33的旋轉角度，與預先設置的工藝參數(shù)作對比，根據(jù)對比結果作相應的調整，然后由處理器15通過加工頭步進電機36來達到控制夾具軸33旋轉的角度，進而控制被加工水鉆的刻面精度(刻面角度控制)。
本發(fā)明實施例在實際生產過程中，先將殼體32、夾具軸33、夾具針34組裝成一體成為水鉆夾具，然后把水鉆毛坯39粘接在夾具針34的頂部，將水鉆夾具裝入夾具安裝板1，固定在夾具安裝板31上的夾具連軸器35同時與夾具軸33、加工頭步進電機36、信號采集器37連接，由加工頭步進電機36帶動夾具軸33作同步旋轉，從而實現(xiàn)被加工水鉆的刻面角度控制，然后通過下述的水鉆機完成研磨和拋光加工。
參見圖1～圖6，本發(fā)明實施例(一磨盤兩拋盤)水鉆機包括臺板11、兩個機架1、兩個機頭2、兩個水鉆加工頭3、兩個拋盤4、兩個高度調節(jié)器5、兩個拋盤電機6、兩個擺動電機10、兩個旋轉氣缸7、磨盤電機8、磨盤9和處理器15，即在同一機架1上安裝有兩組研磨、拋光裝置，兩組研磨、拋光裝置完全相同對稱并共用一個磨盤9，磨盤9中心置于兩個拋盤6中間的軸線上。其中的水鉆加工頭3即上述包括夾具安裝板31、殼體32、夾具軸33、夾具針34、連軸器35、加工頭步進電機36、信號采集器37的水鉆加工頭3，處理器15與兩個高度調節(jié)器5、兩個拋盤電機6、兩個旋轉氣缸7、兩個擺動電機10、磨盤電機9均通過電線連接并控制其操作，磨盤電機8與磨盤9連接，可帶動磨盤9作高速旋轉，兩個拋盤電機6分別與對應的兩個拋盤4連接，可帶動對應的拋盤4作高速旋轉，兩個機架1、兩個高度調節(jié)器5均通過法蘭直接安裝在臺板11上，高度調節(jié)器5與拋盤4連接，用來調整拋盤4的高度，擺動電機10安裝在機架1上，與機頭2連接，帶動機頭2作前后擺動(圖3中為左右擺動)，旋轉氣缸7通過旋轉軸12與機架1連接，用來控制水鉆加工頭3或者位于研磨工作位置或者處于拋光工作位置，水鉆加工頭3通過夾具安裝板31與機頭2連接，并按照上述的工作方式進行刻面角度控制后進行實際加工。
本發(fā)明實施例高度調節(jié)器5設置有安裝架51、高度步進電機52、蝸桿53、上限位塊54、下限位塊55、升降臺56、調節(jié)氣缸57，高度步進電機52安裝在安裝架51上，高度步進電機52與蝸桿53連接，蝸桿53與下限位塊55連接，調節(jié)氣缸57、上限位塊54均與升降臺56連接，高度步進電機52、調節(jié)氣缸57與處理器15用電線連接。本裝置的高度調節(jié)功能，即拋盤4的高度調節(jié)是通過上限位塊54、下限位塊55的斜面的疊合高度來控制的。本設置也可通過安裝一個高度感應器，來測量拋盤的實際高度，即而計算出實際磨損量，進行高度的全自動調節(jié)。當?shù)筋A先設置值(完成一定的加工周期)或接收到高度感應器傳來的數(shù)據(jù)需要高度調節(jié)時，本裝置開始工作處理器15控制調節(jié)氣缸57工作，使升降臺56、上限位塊54抬起，上下限位塊分離，處理器15向高度步進電機52發(fā)出一定數(shù)值的驅動脈沖信號，高度步進電機52通過蝸桿53的轉動來控制下限位塊55向前或向后一定數(shù)值的移動，從而改變上下限位塊疊合的高度，從而調節(jié)拋盤4高度。
實際加工開始時，先開啟磨盤電機8、拋盤電機6和處理器15，待磨盤9、拋盤4進入穩(wěn)定的高速旋轉后，將裝好水鉆毛坯39的水鉆夾具裝入夾具安裝板1，工件檢測裝置自動檢測到水鉆夾具完全定位后，處理器15按預設的工藝參數(shù)先行控制研磨，研磨完成后，處理器1 5控制旋轉氣缸7推動機架1旋轉至拋光工位進行拋光處理，在研磨拋光過程中，由處理器15根據(jù)信號采集器37傳送的角度信號與事先設置的生產工藝參數(shù)進行比較來控制夾具軸33旋轉的角度，進而控制水鉆的刻面角度。待拋光完成后，處理器15控制擺動氣缸7推動機架1旋轉至研磨工位，取下水鉆夾具，完成一個加工周期。在完成一定數(shù)量的加工周期后，處理器15通過高度調節(jié)器5自動將拋盤4升高，使拋盤4的水平高度與磨盤9保持一致。
本發(fā)明實施例的兩組研磨、拋光裝置也可根據(jù)實際需要共用一個拋盤，而磨盤采用兩個。本發(fā)明實施例也可采用一個磨盤對三個甚至四個拋盤的技術方案。本發(fā)明實施例的處理器、信號采集器可采用通用的現(xiàn)有技術實現(xiàn)，處理器可采用微處理器或微機。凡是本發(fā)明實施例技術方案和技術特征的簡單變形或組合，均應認為落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種水鉆加工頭，其特征在于設置有夾具安裝板、夾具、連軸器、加工頭步進電機、信號采集器，夾具安裝在夾具安裝板上，夾具與連軸器連接，加工頭步進電機安裝在夾具安裝板上并與連軸器連接，信號采集器與連軸器連接，信號采集器、加工頭步進電機均用電線連接到處理器。
2.根據(jù)權利要求1所述的水鉆加工頭，其特征在于所述夾具設置有殼體、夾具軸、夾具針，夾具軸套裝在連軸器上，夾具軸與夾具針以蝸輪蝸桿方式連接并安裝在夾具殼體內，殼體安裝在夾具安裝板上。
3.一種帶權利要求1所述水鉆加工頭的水鉆機，其特征在于設置有臺板、機架、機頭、水鉆加工頭、擺動電機、磨盤、拋盤、高度調節(jié)器、磨盤電機、拋盤電機、旋轉氣缸和處理器，處理器與高度調節(jié)器、拋盤電機、旋轉氣缸、擺動電機、磨盤電機均通過電線連接，高度調節(jié)器、機架安裝在臺板上，磨盤與磨盤電機連接，拋盤安裝在高度調節(jié)器上，高度調節(jié)器用來調整盤的高度，拋盤電機與拋盤連接，擺動電機安裝在機架上并與機頭連接，旋轉氣缸通過旋轉軸與機架連接，用來控制水鉆加工頭或者位于研磨工作位置或者處于拋光工作位置，水鉆加工頭通過夾具安裝板與機頭連接，機頭與機架連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的水鉆機，其特征在于所述機架、機頭、水鉆加工頭、高度調節(jié)器、拋盤、拋盤電機、擺動電機、旋轉氣缸均為兩個，即有兩組研磨、拋光裝置，兩組研磨、拋光裝置共用中間的一個磨盤。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的水鉆機，其特征在于高度調節(jié)器設置有安裝架、高度步進電機、蝸桿、上限位塊、下限位塊、升降臺、調節(jié)氣缸，高度步進電機安裝在安裝架上并與蝸桿連接，蝸桿與下限位塊連接，升降臺與調節(jié)氣缸、上限位塊連接，調節(jié)氣缸、高度步進電機均與處理器用電線連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水鉆加工頭及水鉆機，屬于珠寶加工領域。該水鉆加工頭包括夾具安裝板、夾具、連軸器、加工頭步進電機、信號采集器，夾具安裝在夾具安裝板上，夾具與連軸器連接，加工頭步進電機與連軸器連接，信號采集器與連軸器連接，處理器與信號采集器、加工頭步進電機連接。水鉆機設置有臺板、機架、機頭、水鉆加工頭、擺動電機、磨盤、拋盤、高度調節(jié)器、磨盤電機、拋盤電機、旋轉氣缸和處理器，磨盤與磨盤電機連接，拋盤安裝在高度調節(jié)器上，拋盤電機與拋盤連接，擺動電機安裝在機架上并與機頭連接，旋轉氣缸用來控制水鉆加工頭工作位置，水鉆加工頭與機頭連接，機頭與機架連接。本發(fā)明通過數(shù)控方式實現(xiàn)水鉆加工過程中的水鉆刻面的自動確定及調節(jié)，具有操作簡單，控制準確精細，制造成本低廉等優(yōu)點。
文檔編號B24B9/16GK101073877SQ20071006943
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權日2007年6月20日
發(fā)明者黃祖?zhèn)?申請人:黃祖?zhèn)?br>