УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГРАНЕЙ АЛМАЗА СЛОЖНОЙ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к области обработки драгоценных камней, в частности используется при огранке алмазов в бриллианты.

Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для обработки граней алмаза, которое содержит автономное ограночное приспособление с головкой, имеющей делительный механизм с узлом крепления алмаза, и механизм задания нагрузки на ограночное приспособление, связанный с приводом механизма поворота головки ограночного приспособления, расположенного на поворотной в вертикальной плоскости платформе и выполненного в виде шкива, связанного с приводом ременной передачей и снабженного кронштейном, который находится в контакте с головкой ограночного приспособления. Устройство имеет также систему автоматического управления. Делительный механизм выполнен в виде неподвижно закрепленного на платформе соосно шкиву зубчатого колеса, находящегося с ним в зацеплении, сателлита, ось вращения которого расположена на шкиве, червячного колеса, закрепленного на головке ограночного приспособления, червяка, находящегося в зацеплении с червячным колесом, и сцепной муфты с ручным управлением, одна полумуфта которой соединена с червяком, а другая выполнена подвижной в осевом направлении и соединена с сателлитом [1].

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет изменять угол обработки грани алмаза и в результате этого обрабатывать алмазы сложной морфологической формы в автоматическом режиме.

Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемое устройство для обработки граней алмаза сложной морфологической формы содержит систему автоматического управления, автономное ограночное приспособление с головкой, имеющей делительный механизм с узлом крепления алмаза, и механизм задания нагрузки на ограночное приспособление, связанный с приводом механизма поворота головки ограночного приспособления, который выполнен в виде связанного с приводом шкива, расположенного на поворотной в вертикальной плоскости платформе и снабженного кронштейном, находящимся в контакте с головкой ограночного приспособления. Делительный механизм выполнен в виде неподвижно закрепленного на платформе соосно шкиву зубчатого колеса, находящегося с ним в зацеплении, сателлита, ось вращения которого расположена на шкиве, червячного колеса, закрепленного на головке ограночного приспособления, червяка, находящегося в зацеплении с червячным колесом, и сцепной муфты с ручным управлением, одна полумуфта которой соединена с червяком, а другая выполнена подвижной в осевом направлении и соединена с сателлитом. Для автоматизации процесса обработки алмазов сложной морфологической формы на головке ограночного приспособления закреплен лимб со шкалой, указывающей угол шлифования, при котором происходит максимальный съем материала с обрабатываемого алмаза, а механизм поворота оснащен кольцом, подвижно в осевом направлении закрепленным соосно шкиву и имеющим на внешней поверхности два диаметрально расположенных кулачка для управляющего воздействия на датчик поворота и для зацепления с собачкой, закрепленной на платформе, на которой установлена стрелка, указывающая угол шлифования, при этом на внутренней поверхности кольца выполнены шлицы для взаимодействия с собачкой, закрепленной на шкиве, имеющем на верхней поверхности лимб.

Таким образом достигается технический результат, заключающийся в том, что в предложенном изобретении можно устанавливать любой угол обработки грани алмаза и в результате этого обрабатывать алмазы сложной морфологической формы в автоматическом режиме.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено предложенное устройство; на фиг.2 - то же, вид сверху без кожуха; на фиг.3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - механизм поворота; на фиг.6 - функциональная схема системы автоматического управления.

Устройство содержит механизм поворота 1, механизм задания нагрузки 2, привод 3 механизма поворота, смонтированные на основании 4.

Устройство содержит также коническое зубчатое колесо 5, закрепленное на платформе 6. Концентрично относительно зубчатого колеса расположен шкив 7, на котором посредством корпуса 8 установлен сателлит 9. С сателлитом 9 скользящей шпонкой 10 подвижно в осевом направлении связана полумуфта 11, посредством которой осуществляется периодически кинематическая связь механизма поворота 1 устройства через полумуфту 12 с червяком 13 и червячным колесом 14, эти элементы образуют делительный механизм автономного ограночного приспособления 15. Соединение полумуфт 11 и 12 осуществляет рычаг 16, проходящий сквозь паз корпуса 8 и взаимодействующий с полумуфтой 11 пальцами 17. Шкив 7, являющийся ведущим звеном механизма поворота 1, ременной передачей 18 связан с приводом 3. На шкиве 7 размещен также кронштейн 19, воздействующий на корпус 20 головки 21 ограночного приспособления 15. Подвижно в осевом направлении соосно шкиву 7 закреплено кольцо 22, имеющее два диаметрально расположенных кулачка 23, предназначенных для передачи управляющего воздействия на датчик поворота 24. На платформе 6 закреплена собачка 25, а на шкиве 7 - собачка 26. Несущая механизм поворота 1 платформа 6 шарнирно осью 27 закреплена на основании 4 и опирается на пружину кручения 28. На верхней плоскости шкива 7 расположен лимб 29, а на платформе 6 - стрелка 30.

Механизм задания нагрузки 2 содержит втягивающий электромагнит 31, с сердечником которого соединен толкатель 32 посредством пружины 33, воздействующей на одно из плеч трехплечего рычага 34, шарнирно установленного на стойке 35. Вторым плечом рычаг 34 соединен с плунжером гидравлического демпфера 36, а третьим взаимодействует с ограночным приспособлением 15, на головке 21 которого закреплен лимб 37, а на рукоятке стрелка 38.

Система автоматического управления включает пульт управления 39, блок управления 40, схему блокировок 41, датчик поворота 24, датчик окончания шлифования грани 42, одним из элементов которого является цанга 43, узел крепления алмаза 44, датчик контроля приспособления 45, датчик контроля 46 инструмента 47, блок индикации и сигнализации 48 и таймер 49.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания система управления устройством производит проверку работоспособности механизмов посредством пробного включения и установки их в исходное положение (электромагнит 31 включен, пружина 33 сжата, на датчик поворота 24 воздействует кулачок 23, блок сигнализации и индикации 48 высвечивает сигнал готовности к работе).

Алмаз закрепляется в цанге 43 узла крепления алмаза 44 головки 21 ограночного приспособления 15, вне устройства находится угол интенсивного съема материала при шлифовании, его величину указывает стрелка 38 на шкале лимба 37.

На пульте управления 39 выбирается режим "ПОВОРОТ", нажимается кнопка "ПУСК". Блок управления 40 включает привод 3 механизма поворота против часовой стрелки. Шкив 7, посредством ременной передачи 18, поворачивается против часовой стрелки, а собачка 25 удерживает кольцо 22. Привод 3 механизма поворота выключается нажатием кнопки "СТОП" во время совпадения угла на шкале лимба 29, на который указывает стрелка 30, с величиной угла, считанного с ограночного приспособления 15.

Ограночное приспособление 15 устанавливается так, что корпус 20 головки 21 приспособления 15 входит в кронштейн 19 механизма поворота 1. Рычагом 16 перемещается полумуфта 11 до соединения с полумуфтой 12, на пульте управления 29 задается режим работы (число граней, время обработки грани, автомат режима работы) и нажатием кнопки "ПУСК" устройство запускается в автоматический режим работы.

Система управления отслеживает процесс обработки. Электромагнит 31 обесточивается и толкатель 32, усилием распрямляющейся пружины 33, воздействует на сопряженное с ним плечо трехплечего рычага 34, который плавно, за счет гидравлического демпфера 36, нажимая на ограночное приспособление 15, опускает головку 21 с закрепленным в ее цанге 43 алмазом до соприкосновения последнего с плоскостью инструмента 47. Вместе с головкой 21 ограночного приспособления 15 опускается механизм поворота 1, а несущая его платформа 6, поворачиваясь вокруг оси 27, сжимает пружину 28.

Шлифование грани происходит до появления электрического контакта в датчике окончания обработки грани 41. Блок управления, получив сигнал об окончании обработки грани, отрабатывает заданную программу. При этом включается электромагнит 31, толкатель 32, соединенный с сердечником электромагнита 31, сжимает пружину 33, снимая этим нагрузку с ограночного приспособления 15, а пружина кручения 28, поворачивая вокруг оси 27 платформу 6, несущую механизм поворота 1, поднимает его вместе с головкой 21 ограночного приспособления 15 и закрепленным в ней алмазом. Далее включается электропривод 3 механизма поворота 1, который через ременную передачу 18 приводит во вращение по часовой стрелке шкив 7 механизма поворота 1, а размещенный на шкиве 7 кронштейн 19, воздействуя на корпус 20 головки 21 ограночного приспособления 15, поворачивает головку 21 вокруг вертикальной оси, а сателлит 9, установленный на шкиве 7, обкатываясь по венцу зубчатого колеса 5, посредством полумуфт 11 и 12 вращает червяк 13 делительного механизма ограночного приспособления 15 (при повороте шкива 7 на 180^o алмаз поворачивается на 45^o). Собачка 26, закрепленная на шкиве 7, поворачивает кольцо 22 на 180^o, при этом датчик поворота 24, получив воздействие от кулачка 23, выдает сигнал в блок управления 40, который, в зависимости от заданного с пульта управления 39 угла поворота алмаза, либо выключает, либо продолжает вращение привода 3 механизма поворота 1. После завершения поворота алмаза на заданный угол (45, 90 или 180^o) цикл обработки повторяется.

При незавершении обработки грани алмаза за время, установленное на таймере 49, система управления прекращает обработку (механизм задания нагрузки 2 выключается), а блок сигнализации и индикации 48 подает звуковой и световой сигнал. После установки шкива 7 на новый угол обработка продолжается в автоматическом режиме.

При возникновении аварийных ситуаций, которые могут привести к неконтролируемому съему материала алмаза (пропадание питания, пропадание сигналов с датчиков контроля приспособления 45, датчика контроля инструмента 46) схема блокировок 41 прекращает обработку, а блок сигнализации и индикации 47 подает звуковой сигнал и высвечивает код неисправности.

После завершения программы обработки блок сигнализации и индикации 48 подает звуковой сигнал и высвечивает количество обработанных граней.

Таким образом, благодаря механизму поворота с изменяемым углом шлифования появляется возможность обработки алмаза сложной морфологической формы в автоматическом режиме с предварительным ручным поиском "мягкого направления" непосредственно оператором-огранщиком алмаза.

Источники информации
1. Авторское свидетельство 1043946 СССР, МПК В 24 В 9/16. Устройство для обработки граней алмаза /В.И. Фирсов, А.М. Бочаров, В.И. Федоров, В.И. Заводченков. - 3397169/08; Заяв. 12.02.82. Опубл. 20.04.96, Бюл. 11. - 1 с.