一种异形水晶外形加工机的制作方法

1.本实用新型涉及水晶加工设备技术领域，具体而言，涉及一种异形水晶外形加工机。


背景技术：

2.在现有的水晶玻璃加工设备中，多数采用如图1所示的圆辊100带动大的水晶玻璃件200旋转，然后利用旁边的打磨或者切削工具300利用仿形原理来对大的水晶玻璃件进行成型处理，如椭圆形和圆形，然后将大的水晶玻璃件进行切割成若干小的水晶玻璃件，通过如图2所示的打磨辊进行面的打磨，使其表面光滑，达到使用标准，或者采用cnc玻璃划片机来对一整片的玻璃进行切割加工获得。需要强调的是，这里的面指的是，水晶玻璃件表面的多个反光面。对于一些异形水晶玻璃，如：五角星，梅花等，主要利用以下几种方式来进行加工；1：激光加工：通过激光加工水晶玻璃，切割水晶玻璃外形，这种加工方式基本用于薄的水晶玻璃，水晶玻璃的厚度小于1.5mm，用于加工钻的外形基本上是大才小用，成本非常高；2：热加工：通过对玻璃棒高温加热，由各种模具压制而成各种形状，这样的加工方式效率一般，成本高，优势在于加工的外形精度高，一致性好；以上两种对于异形水晶玻璃的加工方式成本就比较高，不适合大型推广。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种异形水晶外形加工机，针对现有的行业冷加工仿行加工的弊端，加工效率不高，且无法批量加工五角星，梅花这种带凹的产品，而行业内客户对产品的要求也越来越高，需要对加工好的圆形，椭圆等产品的外形做抛光处理，使其达到亮面效果；在兼顾产品质量和价格的情况下，提出一种新型的异形水晶、宝石的加工设备。
4.其利用滚筒组件和水晶夹具之间的特殊位置关系及相对运动实现了对异形水晶玻璃的快速加工，成本低、容易推广。
5.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种异形水晶外形加工机，包括水晶夹具、滚筒组件、第一移动组件和第二移动组件；
6.水晶夹具设置于第一移动组件且随第一移动组件运动，滚筒组件设置于第二移动组件且随第二移动组件运动。
7.水晶夹具用以夹持水晶件且水晶件绕通过自身几何中心的轴线做旋转运动；
8.滚筒组件包括用以研磨水晶件的研磨辊和用于驱动研磨辊旋转的第一驱动电机；水晶件的旋转轴线垂直于通过研磨辊的轴线和研磨辊与水晶件接触点的平面。
9.优选的，第一移动组件采用第一丝杆滑台，第二移动组件采用第二丝杆滑台，第一丝杆滑台和第二丝杆滑台均设置于加工平台，水晶夹具设置于第一丝杆滑台的移动台面上且能够沿加工平台的x方向移动，滚筒组件设置于第二丝杆滑台的移动台面上并能够沿加工平台的y方向移动。
10.优选的，水晶夹具包括铝排和第二驱动电机，铝排包括蜗轮蜗杆式配合的铝排转轴和针头，针头用于粘贴水晶件，针头经铝排转轴由第二驱动电机驱动旋转。
11.优选的，铝排可拆卸地安装于第一丝杆滑台，滚筒组件可拆卸安装于第二丝杆滑台。
12.优选的，铝排通过调节组件安装于第一丝杆滑台；调节组件包括：
13.固定架；固定架固定设置在第一丝杆滑台上，且固定架上设有螺纹孔；
14.活动架；活动架的一侧与固定架之间通过螺杆连接，且螺杆与固定架上的螺纹孔配合，螺杆的端部与活动架通过轴承旋转连接；活动架的另一侧设有放置槽，放置槽用以放置铝排；
15.压紧件；压紧件设置在活动架上且压紧件设置在放置槽的一侧用以压紧铝排。
16.优选的，压紧件为气动压板。
17.优选的，滚筒组件的竖直下方设有废料槽。
18.优选的，研磨辊上沿其轴向间隔设有若干仿形加工凸起。
19.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
20.1、其利用滚筒组件和水晶夹具之间的特殊位置关系及相对运动实现了对异形水晶玻璃的快速加工，便于生产，缩减生产周期。
21.2、对比激光加工和热加工而言，本技术的技术方案，加工成本低，适合大面积推广。
22.3、整个设备结构简单，操作便捷，对操作工要求不高，利于推广。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1为现有技术方案中水晶玻璃加工设备的结构简化示意图；
25.图2为现有技术方案中水晶玻璃加工设备中对面加工的简化结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例1提供的异形水晶外形加工机的轴侧结构示意图；
27.图4为本实用新型实施例1提供的异形水晶外形加工机中水晶夹具和滚筒组件配合的侧视示意图；
28.图5为图4中的a-a剖视图；
29.图6为本实用新型实施例1提供的异形水晶外形加工机中压紧件的压紧状态结构示意图；
30.图7为本实用新型实施例1提供的异形水晶外形加工机中铝排的结构示意图；
31.图8为本实用新型实施例2提供的异形水晶外形加工机的轴侧结构示意图；
32.图标：100-圆辊，200-水晶玻璃件，300-切削工具，1-水晶件，2-水晶件的旋转轴线，3-通过研磨辊的轴线和研磨辊与水晶件接触点的平面，10-水晶夹具，11-铝排，111-针头，112-铝排转轴，12-第二驱动电机，20-滚筒组件，21-研磨辊，22-第一驱动电机，23-废料槽，41-固定架，42-活动架，43-螺杆，44-放置槽，45-压紧件，50-第一丝杆滑台，60-第二丝
杆滑台。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.实施例1
39.如图3所示，一种异型水晶外形加工机，主要运用于水晶件1、宝石的快速加工，使其能够完成对水晶件1的快速成型的同时避免毛边出现，具体的，本技术机构包括水晶夹具10和滚筒组件20。水晶夹具10用以夹持水晶件1且水晶件1绕自身的的几何中心的旋转轴做旋转运动，比如：原始水晶件1为球冠的时候，那么自身的几何中心的旋转轴就是过球冠的底且垂直与球冠的底的轴线。需要说明的是，这里水晶件1做旋转运动的目的在于，保证其能够绕旋转轴做旋转从而能加工侧面，完成成型工作，水晶和水晶夹具10的连接放置可以采用行业内常用的粘贴或者给水晶件1设置凸出台后将凸出台固定夹持住，在本实施例中以粘贴的连接方式进行说明。此外，对于水晶夹具10的种类不做任何要求，只要满足上述使用要即可，比如，采用机械手来夹持水晶件1，或者采用行业内使用的铝排11，具体，如图8所示，如行业内专用的精密水钻夹具，例如：江苏伯楷奇机械科技有限公司的生产的行业内通用的精密水钻夹具，其工作原理为：铝排11内为蜗轮蜗杆结构，通过第二驱动电机12驱动铝排转轴112带动每一根针头111转动，此时，水晶件1粘粘在针头111上，就会随着针头111一起旋转，从而实现了水晶件1做旋转运动的目的。进一步的，铝排转轴112通过伺服电机驱动旋转，以便于精准控制旋转角度，从而配合滚筒组件20实现了水晶件1的成型，举例说明：当需要成型椭圆的外形的时候，只需要在椭圆长轴处旋转快些，在短轴处旋转慢些，再辅助给
线性位移，即可实现椭圆外形的成型，其他水晶件1同理。
40.在本实施例中，如图3-5所示，滚筒组件20包括用以研磨水晶件1的研磨辊21和第一驱动电机22，具体的，第一驱动电机22用以驱动研磨辊21旋转，可以为电机直连或者用皮带传动的方式，齿轮组传动的方式连接；值得强调的是，水晶件的旋转轴线2垂直于过研磨辊21的轴线和研磨辊21与水晶件1接触点的平面3，也就是说，由于水晶件1主要为扁平件，所以水晶件1的成型主要在环周侧，由此为了保证本技术的技术方案能使水晶快速成型，区别于激光加工或者热加工的方式，就需要保证最有效的接触面积，同时保证受力强度，在此前提下，就必须采用这样的设置，区别于传统成面的加工方案，如图2所示，位置的要求是必须且有必要的。另外的需要说明的是，为了水晶件1的成型，在本实施例中，研磨辊21为可拆卸式安装，并且，包括表面为平面的研磨辊21和表面设有仿形凸起的研磨辊21，利用间隔设置的仿形凸起跟随研磨辊21的旋转，对单独设置在水晶夹具10上的水晶件1进行车削，达到我们需要的凹槽，最后形成五角星、桃心或者梅花等外形。表面为平面的研磨辊21可以采用电镀金刚砂的方式，对圆形或者椭圆不带凹槽的产品进行加工；另外的，在研磨辊21的表面粘上一圈抛光层，就可以用来抛光；对于不同的产品，需要的研磨辊21不同，一一对应设置即可。
41.在本实施例中，为了保证水晶件1在水晶夹具10中能相对研磨辊21进行线性位移，如图3所示，所以还设有第一移动组件和第二移动组件。在本实施例中以铝排安装于第一移动组件且做x方向的运动，滚筒组件安装于第二移动组件且做y方向的运动为例进行说明，这里的x，y表明第一移动组件和第二移动组件的移动方向相互垂直。具体地，本实施例中第一移动组件采用第一丝杆滑台50，第二移动组件采用第二丝杆滑台60，第一丝杆滑台50设置于加工平台的x方向，第二丝杆滑台60设置于加工平台的y方向。研磨辊21可拆卸设置在第二丝杆滑台60上，水晶夹具10可拆卸设置在第一丝杆滑台50上，需要说明的是在本实施例中，第二丝杆滑台60的移动方向为垂直于研磨辊21的工作平面的方向，第一丝杆滑台50的移动方向为垂直于第二丝杆滑台60的运动方向，所以在本实施例中，第二丝杆滑台60控制了研磨辊和水晶夹具之间是否接触的问题，同时第一丝杆滑台50使水晶夹具带动水晶能相对于研磨辊进行平动，辅助打磨或者面的成型。
42.在本发明的其它实施例中，第一移动组件或者第二移动组件还可以为十字滑台、机械手或者伸缩杆件。比如：采用十字滑台，滑台通过丝杆带动移动，实现x、y方向的移动；又或者再用机械手直接满足全方位自由度的移动,只要第一移动组件和第二移动组件的移动方向不平行(例如运动方向为同线或交叉)，均可满足加工要求。
43.进一步的，因为每次水晶件1粘粘在铝排11上后，不是完全统一的，所以为了便于调节水晶夹具10和研磨辊21之间的距离，以便于生产标准化的产品，所以在本实施例还设有调节组件，如图4所示，具体的，调节组件可拆卸连接在第一丝杆滑台50的滑台上；调节组件包括两个：固定架41，活动架42和压紧件45。具体的，固定件固定设置在第一丝杆滑台50的滑台上，且沿丝杆滑台平行于研磨辊21工作面的方向的运动，固定架41上设有螺纹孔用以放置螺杆43，需要说明的是如果设置多个固定架41，多个固定架41之间的连线与铝排11平行，同时为了保证多个固定架41同时做线性运动，那么就可以在多个固定架41之间设置连接板，或者将多个固定架41设置在连板的上面，依次保证同时运动。
44.如图4,5,6所示，活动架42与固定架41之间通过螺杆43连接，且螺杆43与固定架41
上的螺纹孔配合，螺杆43的端部与活动架42通过轴承连接；这里需要说明的是，通过相对于固定架41旋转螺杆43就能调节活动架42的位置，从而调节铝排11的位置，使铝排11和研磨辊21能达到合适的位置进行加工；另外的，活动架42上设有放置槽44，放置槽44用以放置铝排11。
45.压紧件45设置在活动架42上且压紧件45设置在放置槽44的一侧用以压紧铝排11，具体的，压紧件45采用但不限于气动压板、弹性件和卡接件，在本实施例中，采用气动压板的方式来将铝排11压紧至放置槽44内，从而将其固定；同样的，如果采用弹性件，例如：弹性挡板，那么弹性挡板应该设置在不受力的一侧，避免应为研磨辊21的车削导致铝排11脱落；同样的，如果采用卡接件，如螺母螺栓配合的方式，那么上紧即可；在本实施例中采用气动压板的方式将铝排11压紧至放置槽44内，放置槽44的一侧设有凹槽用以配合气动压板来满足夹紧的目的。
46.在本实施例中，还设有接废料的废料槽23，具体的，滚筒组件20的竖直下方设有废料槽23。
47.在本实施例中，就本技术的技术方案加工过程进行说明：
48.s1：通过上料机(行业通用设备)将原料切割成长方或者正方的水晶宝石；
49.s2：将切割好的水晶宝石通过黏胶剂粘到铝排11针头b上；将铝排11固定活动架42上；
50.s3：驱动第二丝杆滑台50将研磨辊21送至铝排11处；
51.s4：观测若干的水晶宝石和研磨辊21之间的距离，偏离较大时，通过旋转调节组件上的螺杆43，进行铝排11的调节，直至偏离在加工要求范围之内；
52.s5：输入第一驱动电机22、第二驱动电机12和第一丝杆滑台50和第二丝杆滑台60的控制程序命令，采用极坐标的方式，使其根据一定的转速来满足加工水晶件1的要求；
53.s6：加工完后，将所有设备复原到初始位置，更换待加工件即可。
54.需要说明的是，在上述过程中，加工圆或者椭圆时，以水晶中心为坐标原点，采用极坐标的方式，利用研磨辊21的平面作为刀具，对水晶进行加工，此时水晶夹具可以通过第一丝杆滑台50达到左右做来回往复运动，使研磨辊21上的金刚砂得到充分利用，避免出现研磨辊21局部失效的可能；抛光加工圆，椭圆这类产品时，需要将带有已经粗加工好外形的水晶的铝排11放到装有抛光轮的设备上加工即可。加工五角星，桃心等产品时，需要带仿形凸起，如花纹的研磨辊21，此时水晶夹具不做左右往复运动，需要精确定位，利用各道凸起的中间平面部分加工水晶的外形，再精确定位仿形凸起的部分，加工出水晶的凹槽，当然也可以先用平面加工好外形，而仿形凸起只用于加工凹槽部分。
55.为了实现自动化产品，此设备需要配合行业的通用的机械手(用于各个设备之间搬运铝排11)，将上下料机(将水晶黏在铝排11上，将成品从铝排11上取下)，滚边机(加工水晶的外形)，磨机(用于水晶表面的刻面)等设备组合在一起，实现将水晶的胚料从上料，整形，刻面，下料到成品的全自动加工的过程。
56.实施例2
57.在本实施例中，主要的结构与实施例1一致，如图8所示，区别点在于：在本实施例中以铝排可拆卸地安装于第一移动组件且做y方向的运动，滚筒组件可拆卸安装于第二移动组件且做x方向的运动为例进行说明，值得强调的是在本实施例中，通过驱动第一丝杆滑
台50来使水晶夹具和铝排靠近研磨辊运动，也就是说，第一丝杆滑台50的方向为垂直于研磨辊的工作面的方向；由此，第二丝杆滑台60的方向为垂直于第一丝杆滑台50的方向即可，通过第二丝杆滑台60带动研磨辊进行左右移动对水晶件的研磨和成型操作。
58.实施例3
59.在本实施例中，主要的结构与实施例1一致，区别点在于：在本实施例中以铝排可拆卸地安装于第一移动组件且做x，y方向的运动，滚筒组件可拆卸安装于第二移动组件且做x，y方向的运动为例进行说明，值得强调的是在本实施例中，第一移动组件和第二移动组件都为十字滑台，通过驱动十字滑台来使水晶夹具和铝排靠近研磨辊运动从而实现水晶件的成型操作。
60.实施例4
61.在本实施例中，主要的结构与实施例1一致，区别点在于：在本实施例中以铝排可拆卸地安装于第一移动组件且做x方向的运动，滚筒组件可拆卸安装于第二移动组件且做x方向的运动为例进行说明，值得强调的是在本实施例中，第一移动组件和第二移动组件都为丝杆滑台，通过驱动丝杆滑台来使水晶夹具和铝排靠近研磨辊运动从而实现水晶件的成型操作，比如对两者的相对水平移动来实现对三角形水晶件的成型或者打磨工作。
62.实施例5
63.在本实施例中，主要的结构与实施例1一致，区别点在于：在本实施例中以铝排可拆卸地安装于第一移动组件且做不定项的方向的运动，滚筒组件可拆卸安装于第二移动组件且做不定项的方向的运动为例进行说明，值得强调的是在本实施例中，第一移动组件和第二移动组件都为多自由度机械手，如常州锋拓的a2-v6l型机械手，通过驱动多自由度机械手来使水晶夹具和铝排靠近研磨辊运动从而实现水晶件的成型操作。
64.以上技术方案均为本领域技术人员能想到或者不需要付出创造性的智力劳动就可以实现的，在此就不一一展开说明了。
65.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。