一種自動化點鉆設備的制作方法
【專利摘要】一種自動化點鉆設備，包括橫梁，所述橫梁上連接有取鉆裝置，所述取鉆裝置包括轉盤，所述轉盤上設有多根取鉆桿，所述轉盤與帶動其旋轉的旋轉軸連接，所述旋轉軸通過齒輪傳動機構與驅動其間歇旋轉的電機連接，所述旋轉軸上連接有由其帶動旋轉的凸輪，所述旋轉軸外套裝有立柱，所述立柱與凸輪之間設有滾輪，所述立柱的下端設有橫桿，所述橫桿與轉盤連接，所述橫桿與轉盤之間安裝有支撐彈簧；所述取鉆裝置的下方安裝有均可沿XY方向移動的用于放置裝有鉆石的塑料工位盤的取鉆工作臺和置鉆工作臺，所述置鉆工作臺上安裝有一可作上下移動和旋轉運動的圓形工作臺，所述圓形工作臺上設有裝夾飾品金屬底座的裝夾機構。
【專利說明】一種自動化點鉆設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動化點鉆設備。
【背景技術】
[0002]各種飾品行業中，鉆石的點鉆工作主要由人工完成，點鉆過程是一項需要極大細心、耐心，極其復雜繁瑣的生產過程。在此過程中，工人需要先在首飾底座的已經加工好的空臺中放入分量合適的膠水，再根據首飾底座的形狀大小以及鉆石鑲嵌位置的不同把不同大小的鉆石顆粒放入其中(點鉆過程)。由于首飾的生命周期短，更新速度較快，產品沒有固定的形狀和尺寸。所以點鉆的整個過程并無利于自動化設備加工的固定的加工運動軌跡，再加上鉆石顆粒的大小、形狀不一，孔的位置及深淺不確定，使得自動化的進程實現更加復雜艱難。而人工點鉆需要大量的勞動力，生產效率低，生產成本高，勞動強度大。

【發明內容】

[0003]本實用新型提供了一種自動化程度高、可靠度高、生產效率高的自動化點鉆設備。
[0004]本實用新型采用的技術方案是:
[0005]一種自動化點鉆設備，其特征在于:包括橫梁，所述橫梁上連接有取鉆裝置，所述取鉆裝置包括轉盤，所述轉盤上設有多根取鉆桿，所述轉盤與帶動其旋轉的旋轉軸連接，所述旋轉軸通過齒輪傳動機構與驅動其間歇旋轉的電機連接，所述旋轉軸上連接有由其帶動旋轉的凸輪，所述旋轉軸外套裝有立柱，所述立柱與凸輪之間設有滾輪，所述立柱的下端設有橫桿，所述橫桿與轉盤連接，所述橫桿與轉盤之間安裝有支撐彈簧；所述取鉆裝置的下方安裝有均可沿XY方向移動的用于放置裝有鉆石的塑料工位盤的取鉆工作臺和置鉆工作臺，所述置鉆工作臺上安裝有一可作上下移動和旋轉運動的圓形工作臺，所述圓形工作臺上設有裝夾飾品金屬底座的裝夾機構。
[0006]進一步，所述圓形工作臺與一帶有絲桿副的T桿連接，所述T桿的下端通過連接管與旋轉臺的下端絲桿連接，所述連接管內設有供T桿和下端絲桿運動的導軌，所述旋轉臺上設有導向桿，所述導向桿與虎克鉸鏈U的外圈固接形成移動副，所述虎克鉸鏈U的內圈與絲桿螺母固接，所述絲桿螺母連接在絲桿副上。
[0007]進一步，所述齒輪傳動機構包括一與電機連接的槽輪主動輪，所述槽輪主動輪上連接有第一槽輪從動輪和第二槽輪從動輪，所述一槽輪從動輪和第二槽輪從動輪均與帶動旋轉軸旋轉的傳動齒輪連接。
[0008]進一步，所述取鉆桿分布在所述轉盤的外圓周上，所述取鉆桿的下端安裝有可更換的真空吸筆，所述真空吸筆與真空泵通過導氣管連接，所述導氣管內設有由電磁鐵的通斷電控制開閉的連接孔。
[0009]進一步，所述電機與齒輪傳動機構安裝在橫梁的凸臺內。
[0010]本實用新型通過凸臺內部的電機帶動槽輪主動輪運動，通過槽輪主動輪帶動槽輪從動輪，再通過帶動傳動齒輪將運動傳遞給旋轉軸，實現橫梁下面的轉盤間歇轉動，同時旋轉軸帶動凸輪旋轉，凸輪壓下與其緊密接觸的滾輪使得立柱下移，立柱下移帶動與其剛接的橫桿的下移，凸輪繼續轉動，當凸輪與滾輪不接觸時，立柱和橫桿在支撐彈簧作用下上移，繼而實現轉盤上下移動，帶動取鉆桿上下移動，使得橫梁下面的執行部分能夠實現相應功能。取鉆工作臺可以沿XY方向移動，把塑料工位盤中特定的水鉆送至氣動吸嘴位置。置鉆工作臺能夠讓裝夾在圓形工作臺上的飾品金屬底座沿著任意的方向進行旋轉，并且能夠實現沿著XY兩坐標軸方向上的直線運動。
[0011]本實用新型的有益效果:自動化程度高、可靠度高、生產效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結構立體示意圖。
[0013]圖2是本實用新型的傳動機構示意圖。
[0014]圖3是本實用新型配套的機器視覺系統框圖。
[0015]圖4是本實用新型的工作過程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體實施例來對本實用新型進行進一步說明，但并不將本實用新型局限于這些【具體實施方式】。本領域技術人員應該認識到，本實用新型涵蓋了權利要求書范圍內所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。
[0017]參照圖1、圖2，一種自動化點鉆設備，包括橫梁2，所述橫梁2上連接有取鉆裝置，所述取鉆裝置包括轉盤6，所述轉盤6上設有多根取鉆桿7，所述轉盤6與帶動其旋轉的旋轉軸12連接，所述旋轉軸12通過齒輪傳動機構與驅動其間歇旋轉的電機I連接，所述旋轉軸12上連接有由其帶動旋轉的凸輪14，所述旋轉軸12外套裝有立柱3，所述立柱3與凸輪14之間設有滾輪13，所述立柱3的下端設有橫桿4，所述橫桿4與轉盤6連接，所述橫桿4與轉盤6之間安裝有支撐彈簧10 ;所述取鉆裝置的下方安裝有均可沿XY方向移動的用于放置裝有鉆石的塑料工位盤的取鉆工作臺8和置鉆工作臺9，所述置鉆工作臺9上安裝有一可作上下移動和旋轉運動的圓形工作臺91，所述圓形工作臺91上設有裝夾飾品金屬底座的裝夾機構。
[0018]所述圓形工作臺91與一帶有絲桿副的T桿92連接，所述T桿92的下端通過連接管95與旋轉臺97的下端絲桿連接，所述連接管95內設有供T桿92和下端絲桿運動的導軌，所述旋轉臺97上設有導向桿96，所述導向桿96與虎克鉸鏈U94的外圈固接形成移動畐0，所述虎克鉸鏈U94的內圈與絲桿螺母93固接，所述絲桿螺母93連接在絲桿副上。
[0019]所述齒輪傳動機構包括一與電機I連接的槽輪主動輪16，所述槽輪主動輪16上連接有第一槽輪從動輪15和第二槽輪從動輪5，所述一槽輪從動輪15和第二槽輪從動輪5均與帶動旋轉軸12旋轉的傳動齒輪17連接。
[0020]所述取鉆桿7分布在所述轉盤6的外圓周上，所述取鉆桿7的下端安裝有可更換的真空吸筆，所述真空吸筆與真空泵通過導氣管連接，所述導氣管內設有由電磁鐵的通斷電控制開閉的連接孔。
[0021]所述電機I與齒輪傳動機構安裝在橫梁2的凸臺內。
[0022]本實用新型通過凸臺內部的電機I帶動槽輪主動輪16運動，通過槽輪主動輪16帶動槽輪從動輪15、5，再通過帶動傳動齒輪17將運動傳遞給旋轉軸12，實現橫梁4下面的轉盤6間歇轉動，同時旋轉軸12帶動凸輪14旋轉，凸輪14壓下與其緊密接觸的滾輪13使得立柱3下移，立柱3下移帶動與其剛接的橫桿4的下移，凸輪14繼續轉動，當凸輪14與滾輪3不接觸時，立柱3和橫桿4在支撐彈簧10作用下上移，繼而實現轉盤6上下移動，帶動取鉆桿7上下移動，使得橫梁4下面的執行部分能夠實現相應功能。取鉆工作臺8可以沿XY方向移動，把塑料工位盤中特定的水鉆送至氣動吸嘴位置。置鉆工作臺9能夠讓裝夾在圓形工作臺91上的飾品金屬底座沿著任意的方向進行旋轉，并且能夠實現沿著XY兩坐標軸方向上的直線運動。
[0023]參照圖3，本實用新型配套的機器視覺系統將攝像設備、計算機和軟件的功能結合在一起，用來捕獲和分析移動的圖像，包括PC機、處理軟件、像幀抓取卡，輸入/輸出卡、光源、攝像設備、鏡頭和內部檢測設置。機器視覺系統可以自動識別生產線或工作臺上的水鉆，能夠自動拍攝水鉆的圖像，對采集到的圖像首先進行目標定位，然后通過特征匹配和插值運算等計算出水鉆的顏色、形狀、大小、數目。計算結果可以輸出到控制系統，也可以傳輸給下位機。
[0024]參照圖4，本實用新型工作時，利用人工將需要點鉆的飾品金屬底座裝夾在圓形工作臺上。送至第2工位，等待打膠。在第2工位，利用自動點膠裝置完成飾品金屬底座的打膠，之后將其送至第5工位，等待置鉆。在第3工位，按照手工點鉆的同樣方法，人工做好作業前的準備。人工將水鉆分顏色、規格分別倒在塑料工位盤上，搓平，攤開，使水鉆正面朝上，無重疊。工位盤裝在取鉆工作臺8上。完成排鉆后，送至第4工位，供機器取鉆。凸臺內的電機1，通過槽輪主動輪16帶動第一槽輪從動輪15及第二槽輪從動輪5，再通過帶動傳動齒輪17將運動傳遞給旋轉軸12，實現橫梁下面的轉盤間歇轉動，同時旋轉軸帶動凸輪14旋轉，凸輪壓下與其緊密接觸的滾輪13使得立柱3下移，立柱3下移帶動與其剛接的橫桿4的下移，繼而帶動轉盤6下移，隨著凸輪14繼續轉動，凸輪14與滾輪13分開，立柱3和橫桿4在支撐彈簧10作用下上移，繼而帶動轉盤6上移，以此來實現取鉆桿7上下移動，使得橫梁下面的執行部分能夠實現相應功能。
[0025]轉盤6的外圓周分布有六個孔，孔腔內部用于安裝取鉆桿7。取鉆桿7下端裝有真空吸筆，當真空吸筆和真空泵之間的連接孔接通時，能夠在吸筆的最下端部產生吸力，并吸取下方水鉆，從而達到取鉆的目的。
[0026]接收指令后機器視覺系統開始運行，先攝取工位盤水鉆圖像，再識別出各顆水鉆的顏色、形狀、規格、以及位置，計算各類型水鉆的數目。
[0027]根據機器視覺的識別結果，沿XY方向移動取鉆工作臺8，自動把塑料工位盤中特定的水鉆送至真空吸筆的氣動吸嘴位置。取鉆工作臺8在XY方向做二軸聯動，由數字控制器控制，運動參數從機器視覺系統傳送過來。取鉆工作臺8運動到位后，吸嘴下降至接觸到水鉆，然后觸動氣閥開關，吸嘴將水鉆自動吸住，完成取鉆動作。帶有水鉆的吸嘴向置鉆工作臺9的上方運動。
[0028]置鉆工作臺9的最上端是圓形工作臺91，包含有裝夾機構，提供點鉆時的底座安裝空間，工作臺下面是帶有絲杠副的T桿92，絲杠副與絲杠螺母93連接，絲杠螺母外面是虎克鉸鏈U94，絲杠螺母93與虎克鉸鏈U94內圈剛接。虎克鉸鏈U94實際上是兩個旋轉軸線正交的轉動副的合并，所以它能夠在伺服電機的帶動下沿兩個軸線方向旋轉。虎克鉸鏈U94外圈與導向桿96固接，并于導向桿96形成移動副。T桿92最下端用一連接管95把T桿92和旋轉臺97下端絲杠連接，連接管95中間有導軌，可供T桿92和下端絲杠沿之運動。從而實現圓形工作臺91的旋轉半徑在改變時，它的高度并不發生改變。并且連接管95可以拆除，當圓形工作臺91在工作過程中可以沿著虎克鉸鏈軸線和Z軸方向自由旋轉。
[0029]裝夾有飾品金屬底座的置鉆工作臺9的進給動作從取鉆桿7的上一次水鉆鑲嵌動作完成并回到最高點處后開始。由于橫桿4推動，使得取鉆和送鉆動作得以同時進行，當一根取鉆桿7在塑料工位盤上取鉆的同時，另一根取鉆桿7也正在圓形工作臺91上進行置鉆的動作。取鉆動作完成后，置鉆動作也完成，兩根取鉆桿7同時上升。這時，置鉆工作臺9開始進給動作，把下一待點鉆的空臺送到取鉆桿7的正下方。當下一取鉆桿7間歇轉動到空臺上方時，置鉆工作臺9動作停止，等待點鉆。置鉆工作臺9的進給運動，以及取鉆桿7的間歇旋轉和上下移動，由控制系統協同控制。
[0030]由于水鉆大小形狀不一，取鉆桿7必須具有一定的靈活性，以確保成功取鉆。為此取鉆桿7末端的真空吸筆設計成可以更換的，以適應不同規格的水鉆。取鉆桿7中部套有兩塊電磁鐵，上端電磁鐵與桿固定連接，下端磁鐵通過彈簧連接。當取鉆桿7上的電磁鐵通電后，打開連接孔后導氣管連通真空泵和真空吸筆，實現吸取水鉆的目的。當取鉆桿7上的電磁鐵斷電后，連接孔關閉，吸力消失，水鉆被放下。
[0031]水鉆被吸取后，凸輪14繼續轉動，橫桿4在支撐彈簧10的作用下上升，取鉆桿7也在彈簧的作用下上升，當橫桿4上升到原位時，第一槽輪從動輪15達到停止狀態。此時，第二槽輪從動輪5又開始旋轉，并帶動取鉆后的取鉆桿7向置鉆工作臺上方旋轉。經過一定時間間隔后，取鉆桿7到達置鉆空臺上方。這時第二槽輪從動輪5達到停止狀態，第一槽輪從動輪15開始旋轉，并帶動傳動齒輪17，將運動傳遞給旋轉軸12，而旋轉軸12又帶動凸輪14轉動，凸輪14壓下與其緊密接觸的滾輪13使立柱3下移，立柱3帶動與其剛接的橫桿4，橫桿4推動取鉆桿7下移。取鉆桿7下端真空吸筆處的水鉆到達空臺后停止運動，取鉆桿7上與真空泵相連的氣路關閉，真空泵與吸筆隔離，水鉆失去吸力鑲嵌在有膠水的空臺中。置鉆工作臺9連同完成置鉆的產品，運動到第6工位，等待人工取出產品。然后取鉆桿7上升，經過旋轉后再次回到排有水鉆的塑料工位盤上方，準備再次取鉆。
【權利要求】
1.一種自動化點鉆設備，其特征在于:包括橫梁，所述橫梁上連接有取鉆裝置，所述取鉆裝置包括轉盤，所述轉盤上設有多根取鉆桿，所述轉盤與帶動其旋轉的旋轉軸連接，所述旋轉軸通過齒輪傳動機構與驅動其間歇旋轉的電機連接，所述旋轉軸上連接有由其帶動旋轉的凸輪，所述旋轉軸外套裝有立柱，所述立柱與凸輪之間設有滾輪，所述立柱的下端設有橫桿，所述橫桿與轉盤連接，所述橫桿與轉盤之間安裝有支撐彈簧；所述取鉆裝置的下方安裝有均可沿XY方向移動的用于放置裝有鉆石的塑料工位盤的取鉆工作臺和置鉆工作臺，所述置鉆工作臺上安裝有一可作上下移動和旋轉運動的圓形工作臺，所述圓形工作臺上設有裝夾飾品金屬底座的裝夾機構。
2.根據權利要求1所述的一種自動化點鉆設備，其特征在于:所述圓形工作臺與一帶有絲桿副的T桿連接，所述T桿的下端通過連接管與旋轉臺的下端絲桿連接，所述連接管內設有供T桿和下端絲桿運動的導軌，所述旋轉臺上設有導向桿，所述導向桿與虎克鉸鏈U的外圈固接形成移動副，所述虎克鉸鏈U的內圈與絲桿螺母固接，所述絲桿螺母連接在絲桿副上。
3.根據權利要求1或2所述的一種自動化點鉆設備，其特征在于:所述齒輪傳動機構包括一與電機連接的槽輪主動輪，所述槽輪主動輪上連接有第一槽輪從動輪和第二槽輪從動輪，所述一槽輪從動輪和第二槽輪從動輪均與帶動旋轉軸旋轉的傳動齒輪連接。
4.根據權利要求3所述的一種自動化點鉆設備，其特征在于:所述取鉆桿分布在所述轉盤的外圓周上，所述取鉆桿的下端安裝有可更換的真空吸筆，所述真空吸筆與真空泵通過導氣管連接，所述導氣管內設有由電磁鐵的通斷電控制開閉的連接孔。
5.根據權利要求4所述的一種自動化點鉆設備,其特征在于:所述電機與齒輪傳動機構安裝在橫梁的凸臺內。
【文檔編號】A44C27/00GK203662140SQ201320657634
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】朱信忠, 趙建民, 徐慧英 申請人:浙江師范大學