一体式高精度刻面研磨机械手

一体式高精度刻面研磨机械手

　　技术领域

　　本实用新型涉及珠宝加工机械设备领域，尤其是一种一体式高精度刻面研磨机械手。

　　背景技术

　　宝石刻面加工是珠宝加工行业中常见的一种加工工艺，主要适用于具透明、光泽度高等特性的宝石及半宝石的研磨加工，以体现宝石美的品质；其工艺过程是将宝石固定在工作手柄上，采用含金刚石平面研磨盘, 通过不同的角度和层次的几何转换对宝石进行研磨，按规定的步骤打磨和抛光, 来实现宝石粗坯的精细加工，研磨出一个个平整规则小面，从而得到璀璨富有光学美感的宝石成品。

　　目前市场上的刻面机由一只结构较为简单的升降平台和一台定速电动机构成，加工过程中无法准确地设定具体的研磨角度和磨削深度，以及升降平台的具体高度值，因此无法准确控制磨削角度，导致磨出来的成品每个刻面大小、深度不一，影响成品的光折射和反射效果；再者采用定速电机带动磨盘，无法针对宝石的软硬程度和研磨抛光工艺要求调整转速，降低了加工效率和成品效果。

　　现有宝石刻面研磨机使用的机械手为分体式设计，升降立柱与工作手柄是分开的，使用时只是将工作手柄安放于升降立柱上，无固定点或固定配合精度较低；且其研磨角度只能通过操作者肉眼观察工作手柄上的指针与摇臂座上刻度盘的刻度线的相对位置来判断角度，容易产生读数误差，工作手柄亦无法固定在某一指定角度上，在多面研磨时无法磨出统一角度的成品。

　　实用新型内容

　　本实用新型的目的是提供一种一体式高精度刻面研磨机械手，旨在于解决现有宝石刻面机的工作手柄高度调节麻烦，无法准确地设定具体的研磨角度和磨削深度的技术问题。

　　为实现上述的目的，本实用新型的技术方案为：一种一体式高精度刻面研磨机械手，其包括可调节高度的立柱、可拆卸安装在立柱上的摇臂座、用于连接粘杆的手柄结构、用于调节打磨分度的分度调节机构和用于调节手柄结构与研磨台面的垂直夹角的角度调节机构；所述摇臂座通过摇臂座锁紧螺丝锁紧在立柱上，所述手柄结构安装在摇臂座上，所述分度调节机构安装在手柄结构上，所述角度调节机构包括角度调节手轮和传动结构，所述传动结构安装在摇臂座内，且角度调节手轮驱动传动结构传动，所述传动结构驱动手柄结构调节角度；所述角度调节手轮安装在摇臂座的侧面。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，还包括一个用于控制宝石研磨深度的磨削机构，该磨削机构安装在摇臂座的一侧，且与手柄结构连接。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，所述磨削机构包括磨削深度指示表和磨削深度限位螺丝，所述磨削深度指示表通过安装在摇臂座内的连接元件与手柄结构连接，将手柄结构的磨削深度传递到磨削深度指示表中显示，所述磨削深度限位螺丝安装在磨削深度指示表的正下方。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，所述手柄结构上还安装有用于微调手柄结构中工作手柄水平角度的手柄水平微调机构。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，所述手柄水平微调机构包括水平角度微调手轮和分度轮控制压杆，分度轮控制压杆安装在手柄结构上面，用于锁定分度调节机构；所述水平角度微调手轮通过光轴与分度轮控制压杆连接，带动固定在光轴上的分度轮控制压杆左右移动。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，所述立柱包括立柱轴芯和立柱外套管，所述立柱外套管套装在立柱轴芯上。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，所述立柱外套管的顶部安装有用于微调立柱高度的高度微调螺母。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，所述手柄结构包括工作手柄和手柄旋转轴，所述手柄旋转轴通过转轴插装在工作手柄内。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，所述分度调节机构包括安装在工作手柄后端的分度轮和分度轮螺母，所述分度轮螺母与分度轮和手柄旋转轴固定在同一轴线上，且为同以旋转体。

　　所述的一体式高精度刻面研磨机械手，其中，所述传动结构包括安装在摇臂座内的推动丝杆、滑块、齿条和限位齿轮，所述推动丝杆的两端分别与角度调节手轮和滑块连接，所述滑块通过销轴与齿条的一端固定连接，所述齿条与限位齿轮相互啮合安装，所述限位齿轮通过转轴与手柄结构了固定连接。

　　有益效果：本实用新型通过摇臂座与摇臂座锁紧螺丝相互配合安装在立柱上，所以在需要调节高度较大时，可松开摇臂座锁紧螺丝，将摇臂座上下移动到合适的高度，然后锁紧摇臂座锁紧螺丝将摇臂座固定在立柱上，能够实现粗条调整手柄结构的高度；同时还可以通过旋转安装在立柱顶部的高度微调螺母，进而带动立柱外套管上、下调整高度，进而实现带动摇臂座上下微调高度。此外，本实用新型通过转动角度调整手轮带动推动丝杆旋转，推动丝杆旋转时带动滑块作一个前后滑动的动作，同时带动滑块上的直齿条前后滑动，实现进而调节手柄结构与研磨台面的垂直夹角；同时还可以通过旋转分度调节结构中的分度轮，进而带动手柄旋转轴转动，所以能够在宝石的同一圆周面上研磨出一定数量的刻面，并且分度面均匀。

　　附图说明

　　图1是本实用新型中高精度机械手1的整体结构示意图。

　　图2是本实用新型中高精度机械手的部分结构示意图。

　　图3是本实用新型中高精度机械手的左视图。

　　图4是本实用新型中图3的A-A的剖面图。

　　图5是本实用新型中高精度机械手的主视图。

　　图6是本实用新型中图5的A1-A1的剖面图。

　　图7是本实用新型中高精度机械手的左视图。

　　图8是本实用新型中图7的B-B的剖面图。

　　图9是本实用新型中高精度机械手的右视图。

　　图10是本实用新型中图9的C-C的剖面图。。

　　具体实施方式

　　为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。

　　如图1-10所示，本实用新型公开了一种一体式高精度刻面研磨机械手，其包括可调节高度的立柱1、可拆卸安装在立柱1上的摇臂座2、用于连接粘杆的手柄结构3、用于调节打磨分度的分度调节机构4和用于调节手柄结构3与研磨台面的垂直夹角的角度调节机构5；立柱1的下端通过底座6配合安装在基座上；所述摇臂座2通过摇臂座锁紧螺丝7锁紧在立柱1上，所述手柄结构3安装在摇臂座2上，所述分度调节机构4安装在手柄结构3上，所述角度调节机构5包括角度调节手轮7和传动结构8，所述传动结构8安装在摇臂座2内，且角度调节手轮7驱动传动结构8传动，所述传动结构8驱动手柄结构3调节角度；所述角度调节手轮7安装在摇臂座2的侧面。

　　采用上述结构后，本实用新型的摇臂座通过摇臂座锁紧螺丝锁紧在立柱上，所以当摇臂座需要在立柱上做一个比较大尺寸的高度调整时，可松开摇臂座锁紧螺丝，操作即可将摇臂座上下移动到合适的高度，然后锁紧摇臂座锁紧螺丝将摇臂座固定在立柱上即可，同时由于手柄结构在摇臂上，所以能够实现调整手柄结构的高度，把手柄结构中的工作手柄高度调整到合适的范围。另外，由于手柄结构上还安装有分度调节机构，所以能够实现精准的调节分度面。同时利用安装在摇臂座后端的角度调节手轮，可以驱动安装在摇臂座内的传动结构，进而改变手柄结构中的工作手柄与研磨台面的垂直夹角。

　　分度面：要在宝石的同一圆周面上研磨出一定数量的刻面，称之为分度面。

　　为了让宝石分度面的每个面都统一大小，需要精确控制每个分度面的研磨深度。

　　所以本实用新型还包括一个用于控制宝石研磨深度的磨削机构9，该磨削机构9安装在摇臂座2的一侧，且与手柄结构3连接。

　　优选的是，所述磨削机构9包括磨削深度指示表10和磨削深度限位螺丝11，所述磨削深度指示表10通过安装在摇臂座2内的连接元件与手柄结构3连接，将手柄结构3的磨削深度传递到磨削深度指示表10中显示，所述磨削深度限位螺丝11安装在磨削深度指示表10的正下方。

　　所述磨削深度指示表10包括指示表盘27、表盘安装座28和用于传递工作手柄磨削深度的传递连接件29，所述传递连接件29安装在表盘安装座28内，且与连接元件连接，所以连接元件拨动传递连接件29，进而使得指示表盘27的指针发生变化，磨削深度限位螺丝11安装在表盘安装座28的底部；同时表盘安装座28的底部还安装有用于传递连接件复位的复位弹簧600。

　　采用上述结构后，本实用新型的手柄结构中的工作手柄在转动动时，通过连接元件将磨削的深度传递到磨削深度指示表，使得操作者通过指针的指示便可以得到研磨的深度值；此外在磨削深度指示表的正下方设计有磨削深度限位螺丝，通过调整磨削深度限位螺丝的长度将磨削深控制在某一个固定深度。

　　优选的是，所述手柄结构3包括工作手柄30和手柄旋转轴31，所述手柄旋转轴31通过转轴插装在工作手柄30内，所以手柄旋转轴31能够相对工作手柄30转动，插装在手柄旋转轴上的粘杆可以实现转动，而粘在粘杆上的宝石可以随着粘杆的转动而调节需要打磨的分度面。

　　优选的是，所述手柄结构3上还安装有用于微调手柄结构中工作手柄水平角度的手柄水平微调机构12。

　　在实际正产中，所述手柄水平微调机构12包括水平角度微调手轮120和分度轮控制压杆121，分度轮控制压杆121安装在手柄结构3上面，用于锁定分度调节机构4；所述水平角度微调手轮120通过光轴13与分度轮控制压杆121连接，带动固定在光轴13上的分度轮控制压杆121左右移动。

　　采用上述结构后，本实用新型通过旋转水平角度微调手轮进而带动光轴会左右移动，而光轴再带动固定在光轴上的分度轮控制压杆左右移动，由于分度轮上面刻度，而分度轮套入工作手柄的部分设置有圆周面上带有齿槽；分度轮控制压杆的一端与分度轮的齿槽接触，当分度轮控制压杆压紧分度轮齿槽时，手柄旋转轴将无法转动，所以压杆的移动会带动分度轮进行小角度旋转，从而带动手柄旋转轴进行水平角度调整。

　　优选的是，所述立柱1包括立柱轴芯14和立柱外套管15，所述立柱外套管15套装在立柱轴芯14上，所述立柱外套管15的内直径略大于立柱轴芯14的外直径，所以将立柱外套管15套装在立柱轴芯14时，可以将立柱外套管15内的空气从侧壁空余缝隙缓缓排出，所以套装时不需要大力挤压立柱外套管，也不会因为排气速度过快，立柱外套管15与立柱轴芯14碰撞。在实际生产中，所述立柱外套管15的外管壁上设置有刻度16，且刻度以立柱外套管16的一定高度作为零刻度。

　　优选的是，所述立柱外套管16的顶部安装有用于微调立柱高度的高度微调螺母17，所述高度微调螺母17上的圆周设置有微调刻度18，且顶部设置排气小孔20，便于立柱外套管15内的空气缓缓排出。

　　所以当摇臂座2需要做一个微小的高度调整时，操作者可以拧动立柱上方的高度微调螺母17，由于此时高度微调螺母17与立柱外套管15、摇臂座2为整体连接，高度微调螺母17上的螺杆19在旋转时会伸长或缩短，螺杆19的一端顶住立柱轴芯14并带动立柱外套管15、摇臂座2作一个上下的高度调整，达到高度微调的目的。

　　优选的是，所述分度调节机构4包括安装在工作手柄30后端的分度轮40和分度轮螺母41，所述分度轮螺母41与分度轮40和手柄旋转轴31固定在同一轴线上，且为同以旋转体，所以旋转手柄旋转轴31或者旋转分度轮螺母41，都可以相互带动，并且可以从分度轮40上观看到旋转的刻度；所述分度轮40为齿轮状，圆周面上带有齿槽，此外由于工作手柄30上安装的分度轮控制压杆121的一端与分度轮40的齿槽接触，所以当分度轮控制压杆121压紧分度轮齿槽时，手柄旋转轴31将无法转动，此时便可研磨宝石分度面；当完成一个分度面的研磨后，将分度轮控制压杆121与分度轮40分开，手柄旋转轴31便可以自由转动，操作者便可将旋转轴调整到下一个所需的分度面；如此反复，直至完成一个圆周分度面。

　　优选的是，所述传动结构8包括安装在摇臂座2内的推动丝杆21、滑块22、齿条23和限位齿轮24，所述推动丝杆21的两端分别与角度调节手轮7和滑块21连接，所述滑块21通过销轴25与齿条23的一端固定连接，所述齿条23与限位齿轮24相互啮合安装，所述限位齿轮24通过转轴25与工作手柄30固定连接。

　　采用上述结构后，操作者转动角度调整手轮，进而带动推动丝杆旋转，由于推动丝杆与滑块为螺纹连接，所以推动丝杆旋转时带动滑块作一个前后滑动的动作，同时带动滑块上的直齿条前后滑动；由于齿条与工作手柄上的限位齿轮的齿槽相互啮合连接，所以齿条也带动限位齿轮和工作手柄旋转，从而达到调整工作手柄角度的要求。

　　优选的是，在推动丝杠21的另一端连接有角度数显表26，所述角度度显表26安装在摇臂座2的后座，且位于角度调整手轮7与摇臂座2之间，所以推动丝杆21旋转时，角度数显表26的上数字也会跟随变化，将工作手柄30与研磨台面的垂直夹角显示在数显表上。

　　优选的是，所述立柱轴芯14的底端设置有配合安装在机座上安装槽的锁紧螺母140，所述锁紧螺母140的上部设置有对应在安装槽内滑动的凹槽14a。

　　由于宝石刻面研磨机对工件的研磨角度、研磨深度具有比较高的精度要求，所本实用新型的工作手柄能够实现高度调整与微调，以及角度调整，实现宝石刻面分度面研磨调整，并且控制研磨深度，同时还可以实现手柄水平角度的微调。相比现有的技术，具有以下的优点：

　　（a）本实用型中的高精度机械手为一体式设计，现有技术的机械手为分体式设计，升降立柱与工作手柄是分开的，使用时只是将工作手柄安放于升降立柱上，无固定点，配合精度较低；本实用新型的高精度机械手一体式具有更高更精密的配合精度，

　　（b）本实用新型中的工作手柄与工件研磨盘的角度调整方式和角度显示方式，操作者旋转角度调整手轮，通过位于摇臂座内的机械传动部件带动工作手柄进行研磨角度调整，研磨角度直接在 角度数显表上显示，工作手柄可以稳定的固定在某一指定角度位置；

　　而现有的机型只能通过操作者肉眼观察工作手柄上的指针与摇臂座上刻度盘的刻度线的相对位置来判断角度，且工作手柄无法固定在某一指定角度上；角度读数也容易因操作者的观察位置容易产生读数误差；

　　本实用新型因通过机械传动来调整研磨角度所比现有的技术具有研磨角度更稳定更直观精准的优点，因在工件的研磨过程中，操作者要检查工件的刻面研磨程度，需要多次反复将工作手柄移出原有的工作位置，检查完毕后再移回原工作位置继续研磨，本实用新型可极大程度上减少在此过程中人为因素导致研磨角度不够精确，

　　（c）本实用新型比现有的技术增加了一套磨削深度指示表装置，其通过摇臂座02内的机械传动元件连接工作手柄11和研磨深度指示表，将工作手柄上下运动距离输出到指示表上，操作者可以直接在指示表读出工件的研磨深度，从而控制研磨加工余量，最小可以精确到0.01mm，使加工每个刻面时都加工到同一个深度值，每个刻面大小均匀，达到精密研磨的加工要求。

　　现有的设备没有此装置，操作者只能凭个人感觉去研磨，不同的力度研磨出来的深度均无法一致，刻面深度不一致，从而就不能实现每个刻面大小均匀，达不到精磨研磨的要求。

　　（d）本实用新型中的工作手柄水平角度微调装置，是工作手柄与工件研磨盘之间水平倾角的精细调整，由于机械本身的机械手和工件研磨盘之间的配合精度，或在长时间的使用加工过程中引起的配合间隙，需要对工作手柄进行微调以确保研磨精度。现有的设备中无此微调装置，需要通过较为复杂繁琐的方式调整或更换硬件的方式来调整。

　　本实用新型通过摇臂座与摇臂座锁紧螺丝相互配合安装在立柱上，所以在需要调节高度较大时，可松开摇臂座锁紧螺丝，将摇臂座上下移动到合适的高度，然后锁紧摇臂座锁紧螺丝将摇臂座固定在立柱上，能够实现粗条调整手柄结构的高度；同时还可以通过旋转安装在立柱顶部的高度微调螺母，进而带动立柱外套管上、下调整高度，进而实现带动摇臂座上下微调高度。此外，本实用新型通过转动角度调整手轮带动推动丝杆旋转，推动丝杆旋转时带动滑块作一个前后滑动的动作，同时带动滑块上的直齿条前后滑动，实现进而调节手柄结构与研磨台面的垂直夹角；同时还可以通过旋转分度调节结构中的分度轮，进而带动手柄旋转轴转动，所以能够在宝石的同一圆周面上研磨出一定数量的刻面，并且分度面均匀。

　　以上是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本实用新型技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的保护范围。