一种圆珠笔圆珠的前期制作设备及其控制系统 |
|||||||
| 申请号 | CN201710078937.4 | 申请日 | 2017-02-14 | 公开(公告)号 | CN106825092A | 公开(公告)日 | 2017-06-13 |
| 申请人 | 上海牧森自动化设备有限公司; | 发明人 | 徐治; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种圆珠笔圆珠的前期制作设备，包括 挤压 出线设备、拉线切断设备和操控台，所述挤压出线设备包括 机架 A、油缸、模具头、放料筒、底模和传输带，其中放料筒设于底模上方，模具头设于放料筒上方；所述拉线切断设备包括机架B、 同步带 和第一伺服驱动装置，其中同步带由第一伺服驱动装置驱动；其中，传输带输出端对应机架A上 位置 侧设有来料检测仪，所述移动机构上设有光纤检测仪；该制作设备由操控台统一控制。该设备既保证了圆珠笔圆珠前期制作时线形制材的准确成型，实现了圆珠的线形制材的直径大小统一，继而实现了后期圆珠制作的坚硬度、大小、硬度、 密度 的均匀一致，从而保证了圆珠的后期使用寿命，提高了圆珠笔的使用寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种圆珠笔圆珠的前期制作设备，包括挤压出线设备、拉线切断设备和操控台，所述挤压出线设备包括机架A、油缸、模具头、放料筒、底模和传输带，其中放料筒设于底模上方，模具头设于放料筒上方；所述拉线切断设备包括机架B、同步带和第一伺服驱动装置，其中同步带由第一伺服驱动装置驱动；其特征在于： |
||||||
| 说明书全文 | 一种圆珠笔圆珠的前期制作设备及其控制系统技术领域[0001] 本发明涉及圆珠笔圆珠的制作，具体的涉及一种圆珠笔圆珠的前期制作设备及其控制系统。 背景技术[0002] 圆珠笔(Ball Point Pen)，或称原子笔，是近数十年来风行世界的一种书写工具；其使用干稠性油墨，依靠笔头上自由转动的圆珠带出来，转写到纸上。使用圆珠笔，具有不渗漏、不受气侯影响、并且书写时间较长、无需经常灌注墨水等优点，而价格又比较低廉，是近些年来最为风行世界的书写工具。它具有结构简单、携带方便、书写润滑，且适宜于用来复写等优点；因而，从学校的学生到写字楼的文职人员等各界人士都乐于使用。 [0003] 圆珠笔之所以能够写字，是因为笔尖里的圆珠在滚动时，能迅速将油墨带出来转写到纸上；即圆珠笔是一种笔尖使用微小旋转圆珠的笔。这种圆珠由黄铜、钢或者碳化钨制成，可在书写时将墨水释放到纸上；即笔尖圆珠必须采用硬质合金——碳化钨球珠。 [0004] 通常圆珠笔笔尖圆珠的大小、硬度、光滑度不均匀等，导致其使用寿命降低，使圆珠笔质量出现问题。由于该笔尖圆珠的要求较高，从而对于笔尖圆珠的制作是整个圆珠笔质量的关键；对于圆珠笔圆珠的制作设备，同样要求较高，是圆珠笔产品成品质量的关键因素。其中圆珠于其前期线形制材的挤压呈线形、拉直、切断及传输工序中，线形制材的挤压前压力不够、挤压过程中挤压力度不均、拉力不均、切断不及时等，通常会导致线形制材直径大小不统一，从而对于其后续制作的圆珠大小、硬度、密度等不均一，继而对于圆珠的成品质量产生一定影响，从而降低圆珠笔的使用寿命。且对于现有自动化设备逐步完善化，从而对于圆珠笔圆珠的的前期制作工序均实现自动一体化，是社会发展的必然趋势。 发明内容[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种圆珠笔圆珠的前期制作设备及其控制系统，有效解决了现有圆珠笔笔尖圆珠前期线形制材制作过程中，由于挤压前压力不够、挤压过程中挤压力度不均、拉力不均等不利条件，造成后续圆珠的硬度、大小、密度不一等问题，从而造成圆珠笔寿命的降低；且对于圆珠笔圆珠的的前期制作工序的繁杂、设备及人员的大量使用，一方面增大成本的投入，另一方面增加由于人为失误影响圆珠质量的残损率。 [0006] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现： [0007] 一种圆珠笔圆珠的前期制作设备，包括挤压出线设备、拉线切断设备和操控台，所述挤压出线设备包括机架A、油缸、模具头、放料筒、底模和传输带，其中放料筒设于底模上方，模具头设于放料筒上方；所述拉线切断设备包括机架B、同步带和第一伺服驱动装置，其中同步带由第一伺服驱动装置驱动； [0008] 所述机架A中间部位设有底板，且底模设于底板上，传输带设于底板下方；其中，所述油缸包括第一油缸、第二油缸和第三油缸，该挤压出线设备还包括安全销Ⅰ和安全销Ⅱ，其中，模具头上下运动由第一油缸控制，放料筒由安全销Ⅰ固定，放料筒拆卸动作由第二油缸控制，底模由安全销Ⅱ固定； [0009] 所述拉线切断设备还包括拉线切断机构；所述拉线切断机构包括夹紧导轨、切断挡块和若干移动机构，其中夹紧导轨沿同步带后边缘设于机架B上，切断挡块通过挡块固定板设于夹紧导轨输入端和输出端上方，移动机构通过固定块均匀固定设于同步带上； [0010] 其中，传输带输出端对应机架A上位置侧设有来料检测仪，所述移动机构上设有光纤检测仪；该制作设备由操控台统一控制。 [0012] 本发明进一步改进在于：所述底模内腔呈倒锥形，且底模底部设有模芯腔，其中模芯腔内置模芯，所述底模底部径向设有通槽，底模外侧设有定位槽，所述通槽内置插销块，且该插销块上设有通孔，所述通孔与模芯位置对应；其中，插销块与第三油缸输出端固定连接，底模由其外侧的定位槽和安全销Ⅱ配合定位。 [0013] 本发明进一步改进在于：所述底板内置加热棒B，且底板中央设有过线孔，且该过线孔与模芯位置对应。 [0015] 所述夹爪基座呈L形，且夹爪基座短边为夹持端，夹爪基座长边为固定端，且夹爪基座固定端与同步带上固定块固定连接，其中夹爪基座固定端上方中央设有导轨A，且夹爪基座固定端上表面末端设有弹簧定位件Ⅰ； [0016] 所述夹紧滑块底部设有滑块A，且夹紧滑块通过滑块A和导轨A的配合与夹爪基座滑动连接，其中夹紧滑块两侧固定设有导轨B和弹簧定位件Ⅰ-Ⅰ，且夹紧滑块上表面后端设有弹簧定位件Ⅱ和夹紧导轮； [0017] 所述切刀安装座设于夹紧滑块两侧；其中切刀安装座顶部设有切刀导轮，且该切刀导轮分别设于夹紧滑块两侧切刀安装座顶部的前端和后端；所述切刀安装座内侧设有滑块B，其中切刀安装座通过滑块B和导轨B的配合与夹紧滑块滑动连接；所述切刀安装座前端内侧固定设有切刀片，切刀安装座内侧设有弹簧定位件Ⅱ-Ⅱ； [0018] 其中，弹簧定位件Ⅰ与弹簧定位件Ⅰ-Ⅰ通过复位弹簧Ⅰ连接，弹簧定位件Ⅱ与弹簧定位件Ⅱ-Ⅱ通过复位弹簧Ⅱ连接。 [0019] 本发明进一步改进在于：所述拉线切断设备的输出侧还包括排序设备，所述排序设备包括物料板滑台、物料放置板框架、滚轴丝杆和第二伺服驱动装置，其中，物料板滑台两端设有导轨C，且物料板滑台上设有物料放置板框架，其中物料放置板框架底部两端设有与导轨C相配合的滑块C；所述滚轴丝杆设于第二伺服驱动装置输出端，该滚轴丝杆设于物料板滑台中间部位，且滚轴丝杆和导轨C均垂直于同步带设置；所述物料放置板框架底部中间位置设有与滚轴丝杆相配合的丝杆配合件；所述物料放置板框架设于同步带前端下方；其中，导轨C一端设有速度检测器；且物料放置板框架上放置物料放置板。 [0020] 本发明还涉及一种如上所述的圆珠笔圆珠的前期制作的控制系统，其包括控制模块、信息接收模块和执行模块，控制模块包括信息判断处理单元，其中，控制模块输入端连接信息接收模块，控制模块输出端连接执行模块； [0021] 所述信息接收模块包括加压单元、挤压速度单元、传输单元、切断单元和排序单元； [0022] 所述执行模块包括第二油缸加压单元、第一油缸驱动挤压单元、传输带传输单元、切断机构执行单元A、切断机构执行单元B和排序设备驱动单元； [0023] 其中，信息接收模块的加压单元对应执行模块的第二油缸加压单元和第一油缸驱动挤压单元；信息接收模块的挤压速度单元对应执行模块的第一油缸驱动挤压单元；信息接收模块的传输单元对应执行模块的传输带传输单元；信息接收模块的切断单元对应执行模块的切断机构执行单元A和切断机构执行单元B；信息接收模块的排序单元对应执行模块的排序设备驱动单元。 [0024] 本发明进一步改进在于：所述信息接收模块的加压单元用于保证放料筒内挤压前的压力达到要求值时，再进行后续挤压工序；执行模块的第二油缸加压单元和第一油缸驱动挤压单元，保证实现放料筒内加料、加压及后续挤压成线的工序依次进行。 [0025] 本发明进一步改进在于：所述信息接收模块的切断单元用于获取移动机构切断动作的精确位置点；执行模块的切断机构执行单元A用于实现移动机构的前进方向侧切断动作，继而进行持续的夹持动作；切断机构执行单元B用于实现移动机构前进方向反向侧切断动作，继而进行后续的出料排序动作。 [0026] 本发明进一步改进在于：信息接收模块的排序单元用于获取排序设备的速度及线形制材切断速度，继而保证线形制材切断后于排序设备上的排列间距；执行模块的排序设备驱动单元用于根据线形制材切断速度适宜调整排序设备的速度。 [0027] 本发明有益效果：该设备用于圆珠笔圆珠前期制作工序，用于将圆珠制材在一定压力条件下，均匀的挤压呈线形，继而均匀有效的拉直、切断、传输，由于挤压出线设备的设置，从而保证圆珠制作材制成型的坚硬度，为后续圆珠使用寿命提供了前提；拉线切断设备上的拉线切断机构的设置，可在夹紧导轨和移动机构的作用下，实现由移动机构带动圆珠线形制材的拉直、切断、传输功能；避免了由于拉力不均等不利条件，造成圆珠线形制材的变形、直径大小不一等问题；且该设备可实现挤压、拉线、切断整体工序的自动化，从而降低人员的参与成本，降低人为的误差操作，提高生产效率，保证圆珠的质量及寿命。 [0028] 该设备既保证了圆珠笔圆珠前期制作时线形制材的准确成型，实现了圆珠的线形制材的直径大小统一，继而实现了后期圆珠制作的坚硬度、大小、硬度、密度的均匀一致，从而保证了圆珠的后期使用寿命，提高了圆珠笔的使用寿命。附图说明 [0029] 图1为本发明结构示意图； [0030] 图2为本发明挤压出线设备1剖面结构示意图； [0031] 图3为本发明底模15结构示意图； [0032] 图4为本发明底模15与插销块154配合结构示意图； [0033] 图5为本发明拉线切断设备2结构示意图； [0034] 图6为本发明移动机构243结构示意图； [0035] 图7为本发明移动机构243俯视结构示意图； [0036] 图8为图7中A-A剖面结构示意图； [0037] 图9为图7中B-B剖面结构示意图； [0038] 图10为本发明排序设备25结构示意图； [0039] 图11为本发明排序设备25仰视结构示意图； [0040] 图12为本发明控制系统原理示意图。 [0041] 其中：1-挤压出线设备，11-机架A，12-油缸，121-第一油缸，123-第三油缸，13-模具头，131-加热棒A，14-放料筒，141-模体，142-模体套，143-加热带，15-底模，151-模芯腔，152-通槽，153-定位槽，154-插销块，1541-通孔，155-模芯，16-传输带，17-底板，171-加热棒B，172-过线孔，18-来料检测仪，191-安全销Ⅰ，192-安全销Ⅱ，2-拉线切断设备，21-机架B，22-同步带，23-第一伺服驱动装置，24-拉线切断机构，241-夹紧导轨，242-切断挡块， 243-移动机构，2431-光纤检测仪，2432-夹爪基座，321-夹持端，322-固定端，323-导轨A， 324-弹簧定位件Ⅰ，2433-夹紧滑块，331-滑块A，332-导轨B，333-弹簧定位件Ⅰ-Ⅰ，334-弹簧定位件Ⅱ-Ⅱ，335-夹紧导轮，2434-切刀片，2435-切刀安装座，351-切刀导轮，352-滑块B， 353-弹簧定位件Ⅱ-Ⅱ，361-复位弹簧Ⅰ，362-复位弹簧Ⅱ，244-挡块固定板，245-固定块， 25-排序设备，251-物料板滑台，2511-导轨C，2512-速度检测器，252-物料放置板框架， 2521-滑块C，2522-丝杆配合件，253-滚轴丝杆，254-第二伺服驱动装置，255-物料放置板， 3-操作台； [0042] 10-信息接收模块，101-加压单元，102-挤压速度单元，103-传输单元，104-切断单元，105-排序单元，20-控制模块，201-信息判断处理单元，30-执行模块，301-第二油缸加压单元，302-第一油缸驱动挤压单元，303-传输带传输单元，304-切断机构执行单元A，305-切断机构执行单元B，306-排序设备驱动单元。 具体实施方式[0043] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 [0044] 如图1至11所示，一种圆珠笔圆珠的前期制作设备，包括挤压出线设备1、拉线切断设备2和操控台3，所述挤压出线设备1包括机架A11、油缸12、模具头13、放料筒14、底模15和传输带16，其中放料筒14设于底模15上方，模具头13设于放料筒14上方；所述拉线切断设备2包括机架B21、同步带22和第一伺服驱动装置23，其中同步带22由第一伺服驱动装置23驱动； [0045] 所述机架A11中间部位设有底板17，且底模15设于底板17上，传输带16设于底板17下方；其中，所述油缸12包括第一油缸121、第二油缸(未示出)和第三油缸123，该挤压出线设备1还包括安全销Ⅰ191和安全销Ⅱ192，其中，模具头13上下运动由第一油缸121控制，放料筒14由安全销Ⅰ191固定，放料筒14拆卸动作由第二油缸控制，底模15由安全销Ⅱ192固定； [0046] 所述拉线切断设备2还包括拉线切断机构24；所述拉线切断机构24包括夹紧导轨241、切断挡块242和若干移动机构243，其中夹紧导轨241沿同步带22后边缘设于机架B21上，切断挡块242通过挡块固定板244设于夹紧导轨241输入端和输出端上方，移动机构243通过固定块245均匀固定设于同步带22上； [0047] 其中，传输带16输出端对应机架A11上位置侧设有来料检测仪18，所述移动机构243上设有光纤检测仪2431；该制作设备由操控台3统一控制；从而可实现该工序的自动控制。 [0048] 如图1和2所示，所述模具头13内置加热棒A131，且该模具头13顶部与第一油缸121输出轴固定连接，继而可通过第一油缸121控制模具头13的挤压动作；所述放料筒14由内之外依次包括模体141、模体套142和加热带143，即可实现圆珠材制挤压前的加热，便于该圆珠制材后续工序的进行及质量保证；且该放料筒14外侧与第二油缸输出轴固定连接，即可由第二油缸自动化控制放料筒14的拆卸。 [0049] 如图2、3和4所示，所述底模15内腔呈倒锥形，且模具头13底部亦呈倒锥形与底模15内腔底部相对应匹配，便于物料后续挤压出；且底模15底部设有模芯腔151，其中模芯腔 151内置模芯155，且模芯155中央位置设有出料孔，当模具头13下降挤压动作时，则放料筒 14内物料受压力作用，由模芯155中央位置的出料孔挤出线形材制；所述底模15底部径向设有通槽152，底模15外侧设有定位槽153，所述通槽152内置插销块154，且该插销块154上设有通孔1541，所述通孔1541与模芯155位置对应，其中，插销块154与第三油缸123输出端固定连接；即由第三油缸123控制插销块154动作：当插销块154上通孔1541与模芯155(即模芯 155中央位置的出料孔)位置对齐时，模具头13下降挤压动作时，由模芯155中央位置的出料孔挤出线形材制；当插销块154上通孔1541与模芯155(即模芯155中央位置的出料孔)位置相错时，则模具头13下降加压，使放料筒14内的压力达到预定值。 [0050] 底模15由其外侧的定位槽153和安全销Ⅱ192配合定位；从而可通过安全销Ⅱ192与定位槽153的配合实现底模15的固定及拆卸动作。 [0051] 所述底板17中央设有过线孔172，且该过线孔172与模芯155位置对应；从而在圆珠制材成线形制材后，经底板17中央的过线孔172掉落至传输带16上，继而便于后续加工工序。底板17内置加热棒B171，即可使底模受热均匀的同时，使挤压成线形制材更成型均匀。 [0052] 如图5至9所示，所述移动机构243包括夹爪基座2432、夹紧滑块2433、切刀片2434和切刀安装座2435； [0053] 所述夹爪基座2432呈L形，且夹爪基座2432短边为夹持端321，夹爪基座2432长边为固定端322，且夹爪基座2432固定端322与同步带22上固定块245固定连接，其中夹爪基座2432固定端322上方中央设有导轨A323，且夹爪基座2432固定端322上表面末端设有弹簧定位件Ⅰ324； [0054] 所述夹紧滑块2433底部设有滑块A331，且夹紧滑块2433通过滑块A331和导轨A323的配合与夹爪基座2432滑动连接，其中夹紧滑块2433两侧固定设有导轨B332和弹簧定位件Ⅰ-Ⅰ333，且夹紧滑块2433上表面后端设有弹簧定位件Ⅱ334和夹紧导轮335； [0055] 所述切刀安装座2435设于夹紧滑块2433两侧；其中切刀安装座2435顶部设有切刀导轮351，且该切刀导轮351分别设于夹紧滑块2433两侧切刀安装座2435顶部的前端和后端；所述切刀安装座2435内侧设有滑块B352，其中切刀安装座2435通过滑块B352和导轨B332的配合与夹紧滑块2433滑动连接；所述切刀安装座2435前端内侧固定设有切刀片2434，切刀安装座2435内侧设有弹簧定位件Ⅱ-Ⅱ353； [0056] 其中，弹簧定位件Ⅰ324与弹簧定位件Ⅰ-Ⅰ333通过复位弹簧Ⅰ361连接，弹簧定位件Ⅱ334与弹簧定位件Ⅱ-Ⅱ353通过复位弹簧Ⅱ362连接。 [0057] 由于夹紧导轨241和夹紧导轮335的配合动作，实现夹紧滑块2433的夹持或松开动作；由于切断挡块242和切刀导轮351的配合动作，实现切刀安装座2435的切断动作；且当上述配合关系作用力消失后，由于复位弹簧Ⅰ361和复位弹簧Ⅱ362的复位作用，从而使夹紧滑块2433和切刀安装座2435复位。 [0058] 如图10和11所示，所述拉线切断设备2的输出侧还包括排序设备25，所述排序设备25包括物料板滑台251、物料放置板框架252、滚轴丝杆253和第二伺服驱动装置254，其中，物料板滑台251两端设有导轨C2511，且物料板滑台251上设有物料放置板框架252，其中物料放置板框架252底部两端设有与导轨C2511相配合的滑块C2521；所述滚轴丝杆253设于第二伺服驱动装置254输出端，该滚轴丝杆253设于物料板滑台251中间部位，且滚轴丝杆253和导轨C2511均垂直于同步带22设置；所述物料放置板框架252底部中间位置设有与滚轴丝杆253相配合的丝杆配合件2522；所述物料放置板框架252设于同步带22前端下方；其中，导轨C2511一端设有速度检测器2512；且物料放置板框架252上放置可更好的物料放置板255，用于放置切断的线形制材。 [0059] 如图12所示，本发明还涉及一种如上所述的圆珠笔圆珠的前期制作的控制系统，其包括控制模块20、信息接收模块10和执行模块30，控制模块20包括信息判断处理单元201，其中，控制模块20输入端连接信息接收模块10，控制模块20输出端连接执行模块30； [0060] 所述信息接收模块10包括加压单元101、挤压速度单元102、传输单元103、切断单元104和排序单元105；其中，加压单元101用于获取放料筒14内压力值；挤压速度单元102用于获取模具头13的挤压速度；传输单元103用于获取传输带16的传输速度；切断单元104用于线形材制的切断位置点；排序单元105用于获取排序设备25(物料放置板框架252)的移动速度。 [0061] 所述执行模块30包括第二油缸加压单元301、第一油缸驱动挤压单元302、传输带传输单元303、切断机构执行单元A304、切断机构执行单元B305和排序设备驱动单元306；其中，第二油缸加压单元301用于控制放料筒14出料与否，从而在一方面可控制放料筒14内腔压力值；第一油缸驱动挤压单元302用于控制模具头13的挤压速度，可控制模具头13的挤压速度，从而一方面可与第二油缸加压单元301相配合控制放料筒14内腔压力值，另一方面可控制挤压出线速度；传输带传输单元303可控制传输带传输速度；切断机构执行单元A304可控制移动机构243前进方向侧切刀片2434的切断动作，切断机构执行单元B305可控制移动机构243前进方向反向侧切刀片2434的切断动作，从而由于切断机构执行单元A304和切断机构执行单元B305的结合，可实现移动机构243的夹持、拉直和切断动作；排序设备驱动单元306用于控制排序设备25(物料放置板框架252)的移动速度。 [0062] 其中，信息接收模块10的加压单元101对应执行模块30的第二油缸加压单元301和第一油缸驱动挤压单元302；信息接收模块10的挤压速度单元102对应执行模块30的第一油缸驱动挤压单元302；信息接收模块10的传输单元103对应执行模块30的传输带传输单元303；信息接收模块10的切断单元104对应执行模块30的切断机构执行单元A304和切断机构执行单元B305；信息接收模块10的排序单元105对应执行模块30的排序设备驱动单元306。 [0063] 所述信息接收模块10的加压单元101用于保证放料筒14内挤压前的压力达到要求值时，再进行后续挤压工序；执行模块30的第二油缸加压单元301和第一油缸驱动挤压单元302，保证实现放料筒14内加料、加压及后续挤压成线的工序依次进行。 [0064] 所述信息接收模块10的切断单元104用于获取移动机构243切断动作的精确位置点；执行模块30的切断机构执行单元A304用于实现移动机构243的前进方向侧切断动作，继而进行持续的夹持动作；切断机构执行单元B305用于实现移动机构243前进方向反向侧切断动作，继而进行后续的出料排序动作。 [0065] 信息接收模块10的排序单元105用于获取排序设备25的速度及线形制材切断速度，继而保证线形制材切断后于排序设备25(物料放置板255)上的排列间距；执行模块30的排序设备驱动单元306用于根据线形制材切断速度适宜调整排序设备25(物料放置板框架252)的速度。 [0066] 本发明提供一种圆珠笔圆珠的前期制作设备及其控制系统，通过本设备既保证了圆珠笔圆珠前期制作时线形制材的准确成型，实现了圆珠的线形制材的直径大小统一，继而实现了后期圆珠制作的坚硬度、大小、硬度、密度的均匀一致，从而保证了圆珠的后期使用寿命，提高了圆珠笔的使用寿命。 [0067] 本发明制作设备用于圆珠笔圆珠前期制作工序，用于将圆珠制材在一定压力条件下，均匀的挤压呈线形，继而均匀有效的拉直、切断、传输，由于挤压出线设备的设置，从而保证圆珠制作材制成型的坚硬度，为后续圆珠使用寿命提供了前提；拉线切断设备上的拉线切断机构的设置，可在夹紧导轨和移动机构的作用下，实现由移动机构带动圆珠线形制材的拉直、切断、传输功能；避免了由于拉力不均等不利条件，造成圆珠线形制材的变形、直径大小不一等问题。且通过该设备控制系统，可实现挤压、拉线、切断整体工序的自动化，从而降低人员的参与成本，降低人为的误差操作，提高生产效率，保证圆珠的质量及寿命。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈