流行饰品行业使用到大量的钻石,目前钻石的镶嵌主要由人工来完成。由于钻石的尺寸非常小,镶嵌难度很大,工人长期镶嵌容易造成视觉疲劳,影响身体健康,且人工成本也越来越高,因此本课题提出了一种针对流行饰品的自动镶石设备,并主要对自动镶石设备的自动上料、抓取与镶嵌和控制三个关键技术进行了详细研究,使此设备能够提高镶石工艺自动化程度与工厂生产效率,减少工人劳动强度,降低企业成本。本文首先针对自动上料技术设计了自动上料系统,自动上料系统包括振动传输机构、排序定向机构和检测机构三部分,振动传输机构对工件进行送料,排序定向机构对工件进行排序与定向,筛选出正确姿态的钻石,传感器检测机构对工件的位置进行到位检测。本文使用Solidworks软件进行三维建模;对自动上料系统的工件速度进行建模与理论研究;利用HYPERMESH与ANSYS软件对关键零部件进行静力学分析,验证设计的合理性。针对抓取与镶嵌技术设计了二自由度抓取与镶嵌机械手,机械手以同步带线性模组作为移动机械臂,以针管作为末端执行器。当控制器接收到检测机构的反馈信号时,机械手启动,机械臂带动末端执行器将工件抓取至下一工位进行镶嵌;利用Solidworks软进行三维建模;结合电机与接近开关技术,确保机械手的定位精度。在此基础上,本文以欧姆龙的CP1E型PLC为控制核心,设计了自动上料系统和抓取与镶嵌机械手的控制方案,主要包括档位模块、振动传输模块、排序定向模块和机械手模块。搭建自动镶石设备实验装置,将该装置调试到最佳状态,并进行大量实验验证了装置在实验室环境下能够实现工件稳定、准确以及快速地自动上料、抓取与镶嵌功能,后续有望满足企业的实际生产要求。