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双珠书写笔自动装配设备及方法

申请号 CN202410368936.3 申请日 2024-03-28 公开(公告)号 CN118023880A 公开(公告)日 2024-05-14
申请人 上海晨光文具股份有限公司; 发明人 沈军强; 张锐亮; 罗俊通; 郭士达; 陈伟鹏;
摘要 本 申请 提供一种双珠书写笔自动装配设备及方法,其中自动装配设备包括分度转盘、笔头夹具、笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构、引 水 芯下料机构、打点机构和检测机构。分度转盘能够旋转。笔头夹具固定于分度转盘。笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构和引水芯下料机构分别进行笔头下料、压笔头、球珠、弹性件和引水芯下料。打点机构在笔头形成限位槽。检测机构检测笔头、球珠、弹性件和引水芯的安装状态。控制机构控制以上的机构实现双珠书写笔自动装配。
权利要求

1.一种双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,包括:
分度转盘,所述分度转盘能够旋转;
笔头夹具,所述笔头夹具固定于所述分度转盘,夹持所述书写笔的笔头;
笔头下料机构,将笔头输送到所述笔头夹具中;
压笔头机构,将所述笔头压紧于所述笔头夹具;
球珠下料机构,将球珠输送到所述笔头夹具中的所述笔头中;
弹性件下料机构,将弹性件输送到容纳所述球珠的所述笔头中;
芯下料机构,将引水芯输送连接到容纳所述弹性件的所述笔头;
打点机构,在所述笔头形成限位槽;
检测机构,检测所述笔头、球珠、弹性件和引水芯的安装状态;
所述笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构、引水芯下料机构、打点机构和检测机构设置于所述分度转盘的周围;
控制机构,控制所述双珠书写笔自动装配设备。
2.如权利要求1所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述笔头下料机构包括:
笔头振动盘,所述笔头振动盘存储笔头,并将笔头振动脱出;
笔头输送结构,接收所述笔头振动盘脱出的笔头,并将所述笔头输送到所述笔头夹具;
升降结构,升降所述笔头输送结构用以笔头下料。
3.如权利要求2所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述笔头输送结构包括:
主体;
笔头运输,固定于所述主体并具有进料口和出料口,所述进料口接收所述笔头振动盘脱出的笔头,所述出料口将所述笔头输送到所述笔头夹具;
挡块;可转动地连接于所述主体,并关闭或者打开所述出料口;
驱动缸;所述驱动缸驱动所述主体上下运动;
顶柱,设置于所述挡块的远离所述主体的一侧,并与所述挡块具有距离,所述顶柱配合所述挡块打开所述出料口;
弹簧,所述弹簧的两端分别连接所述主体和所述挡块,并提供将所述挡块推离所述主体的,使得所述挡块关闭所述出料口。
4.如权利要求3所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述挡块的中部通过转动轴连接于所述主体,所述挡块的一端延伸至所述出料口,所述弹簧和所述顶柱均设置于所述挡块的另一端。
5.如权利要求1所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述压笔头机构包括:
下压结构,所述下压结构包括杠杆和压轴,所述杠杆连接所述压轴并驱动所述压轴下压;
升降轴,驱动所述杠杆;
上顶结构,设置于所述笔头夹具背向所述下压结构的一侧,并与所述下压结构配合将笔头夹具中的笔头压紧。
6.如权利要求5所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述压笔头机构还包括连杆,所述杠杆的一端连接所述压轴,另一端连接所述连杆,所述连杆的另一端连接所述升降轴。
7.如权利要求5或6所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述笔头夹具包括夹具头和圈,所述夹具头夹设所述笔头,所述锁圈设置于所述夹具头的外周,并能够上下移动,所述压轴下压所述锁圈将所述笔头压紧在所述夹具头。
8.如权利要求1所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述弹性件下料机构包括:
支撑体;
弹性件运输块,固定于所述支撑体并具有进料口和出料口,所述进料口接收所述弹性件,所述出料口将所述弹性件输送到所述笔头中;
弹性件挡块;可转动地连接于所述支撑体,并关闭或者打开所述出料口;
弹性件驱动缸;所述弹性件驱动缸驱动所述支撑体上下运动;
弹性件顶柱,设置于所述弹性件挡块的远离所述支撑体的一侧,并与所述弹性件挡块具有距离,所述弹性件顶柱配合所述弹性件挡块打开所述出料口;
弹簧,所述弹簧的两端分别连接所述支撑体和所述弹性件挡块,并提供将所述弹性件挡块推离所述支撑体的力,使得所述弹性件挡块关闭所述出料口;
所述弹性件挡块的一端延伸至所述出料口,所述弹簧和所述弹性件顶柱均设置于所述弹性件挡块的另一端。
9.如权利要求8所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述弹性件下料机构还包括:
储料块,设置于所述弹性件运输块的出料口和所述笔头夹具中的笔头之间,存储从所述出料口落下的弹性件;
挡料结构,设置于所述储料块与所述笔头之间,阻止所述弹性件从所述储料块中下落;
顶料结构,所述顶料结构包括顶料缸和顶料轴,所述顶料缸带动所述顶料轴将所述储料块中的弹性件顶住。
10.如权利要求1所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述引水芯下料机构包括:
料斗,存放所述引水芯;
推料缸,将所述引水芯推出;
夹爪,将所述引水芯抓夹后放置连接到容纳所述弹性件的所述笔头。
11.如权利要求1所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述检测机构包括:
笔头检测机构,设置于所述压笔头机构和所述球珠下料机构之间,检测所述笔头夹具中是否存在笔头;
球珠检测机构,设置于所述球珠下料机构和所述弹性件下料机构之间,检测所述笔头中是否存在球珠;
弹性件检测机构,设置于所述弹性件下料机构和所述引水芯下料机构之间,检测所述笔头中是否存在弹性件;
引水芯检测机构,设置于所述引水芯下料机构和所述打点机构之间,检测所述引水芯是否连接到所述笔头。
12.如权利要求11所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述引水芯检测机构包括检测圈、检测块和光电检测器,所述检测圈将所述引水芯压紧,所述检测圈压紧的同时,所述检测块上升,所述光电检测器检测所述检测块上的槽以检测所述引水芯是否连接到所述笔头。
13.如权利要求1所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述双珠书写笔自动装配设备还包括:
机架,所述机架内设置动力机构和传动机构,驱动所述分度转盘旋转;
装配台,设置于所述机架,并承载所述分度转盘、笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构、引水芯下料机构、打点机构和检测机构。
14.如权利要求1所述的双珠书写笔自动装配设备,其特征在于,所述双珠书写笔自动装配设备还包括:
夹具顶开机构,将所述笔头夹具顶开,以释放装配完成的书写笔成品或半成品;
取出机构,将所述成品或半成品从所述装配设备取出;
循环检测机构,检测所述笔头夹具是否顶开,以进行下一个装配循环。
15.一种双珠书写笔自动装配方法,其特征在于,采用如权利要求1‑14任一项所述的双珠书写笔自动装配设备,装配步骤包括:
步骤S1:笔头下料机构将笔头输送到所述笔头夹具中;
步骤S2:压笔头机构将所述笔头压紧于所述笔头夹具;
步骤S3:检测机构检测笔头夹具中是否存在笔头;
步骤S4:球珠下料机构将球珠输送到所述笔头夹具中的笔头中;
步骤S5:检测机构检测笔头中是否存在球珠;
步骤S6:弹性件下料机构将弹性件输送到容纳所述球珠的所述笔头中;
步骤S7:检测机构检测笔头中是否存在弹性件;
步骤S8:引水芯下料机构将引水芯输送连接到容纳所述弹性件的所述笔头;
步骤S9:检测机构检测所述引水芯是否装配正确;
步骤S10:打点机构在所述笔头形成限位槽。

说明书全文

双珠书写笔自动装配设备及方法

技术领域

[0001] 本申请涉及书写笔领域,尤其是涉及一种双珠书写笔自动装配设备及方法。

背景技术

[0002] 双珠书写笔是一种直液式书写笔,具有顺滑的书写及均衡的出墨性,通过球珠及弹性件推作用使得笔头书写球珠与笔头碗口随时保持零间隙的密闭性,不需要任何辅助结构对笔头进行密闭性的防护,也能确保笔头不渗墨、不干墨等问题,随时保持良好的书写状态。
[0003] 双珠书写笔中的阀门球珠、弹性件、引芯等均属于产品精密组件,最小外形只有0.3毫米,最大外形不足1.5毫米,目前的自动组装设备效率非常低下,小时产能不足
1500PS/h,同时极易造成部件漏装、损伤或安装不到位等现象,产品不良率达到3%左右,并且还需要人工全部逐个进行检测,存在效率低下和人为误检现象。
发明内容
[0004] 本申请的主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供一种不需要人工检测,生产效率高,产品不良率低的双珠书写笔自动装配设备及装配方法。
[0005] 为实现上述目的,本申请采用如下技术方案:
[0006] 根据本申请的一个方面,提供一种双珠书写笔自动装配设备,其中,双珠书写笔自动装配设备包括分度转盘、笔头夹具、笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构、引水芯下料机构、打点机构、检测机构和控制机构。所述分度转盘能够旋转;所述笔头夹具固定于所述分度转盘,夹持所述书写笔的笔头;笔头下料机构将笔头输送到所述笔头夹具中;压笔头机构将所述笔头压紧于所述笔头夹具;球珠下料机构将所述球珠输送到所述笔头夹具中的所述笔头中;弹性件下料机构将所述弹性件输送到容纳所述球珠的所述笔头中;引水芯下料机构将所述引水芯输送连接到容纳所述弹性件的所述笔头;打点机构在所述笔头形成限位槽;检测机构检测所述笔头、球珠、弹性件和引水芯的安装状态。所述笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构、引水芯下料机构、打点机构和检测机构设置于所述分度转盘的周围。控制机构控制所述双珠书写笔自动装配设备。
[0007] 根据本申请的其中一个实施例,所述笔头下料机构包括笔头振动盘、笔头输送结构和升降结构。所述笔头振动盘存储笔头并将笔头振动脱出;笔头输送结构接收所述笔头振动盘脱出的笔头,并将所述笔头输送到所述笔头夹具;升降结构升降所述笔头输送结构用以笔头下料。
[0008] 根据本申请的其中一个实施例,所述笔头输送结构包括主体、笔头运输、挡块、驱动缸、顶柱和弹簧。笔头运输块固定于所述主体并具有进料口和出料口,所述进料口接收所述笔头振动盘脱出的笔头,所述出料口将所述笔头输送到所述笔头夹具;挡块可转动地连接于所述主体,并关闭或者打开所述出料口;所述驱动缸驱动所述主体上下运动;顶柱设置于所述挡块的远离所述主体的一侧,并与所述挡块具有距离,所述顶柱配合所述挡块打开所述出料口;所述弹簧的两端分别连接所述主体和所述挡块,并提供将所述挡块推离所述主体的力,使得所述挡块关闭所述出料口。
[0009] 根据本申请的其中一个实施例,所述挡块的中部通过转动轴连接于所述主体,所述挡块的一端延伸至所述出料口,所述弹簧和所述顶柱均设置于所述挡块的另一端。
[0010] 根据本申请的其中一个实施例,所述压笔头机构包括下压结构、升降轴和上顶结构。所述下压结构包括杠杆和压轴,所述杠杆连接所述压轴并驱动所述压轴下压。升降轴驱动所述杠杆。上顶结构设置于所述笔头夹具背向所述下压结构的一侧,并与所述下压结构配合将笔头夹具中的笔头压紧。
[0011] 根据本申请的其中一个实施例,所述压笔头机构还包括连杆,所述杠杆的一端连接所述压轴,另一端连接所述连杆,所述连杆的另一端连接所述升降轴。
[0012] 根据本申请的其中一个实施例,所述笔头夹具包括夹具头和圈,所述夹具头夹设所述笔头,所述锁圈设置于所述夹具头的外周,并能够上下移动,所述压轴下压所述锁圈将所述笔头压紧在所述夹具头。
[0013] 根据本申请的其中一个实施例,所述弹性件下料机构包括支撑体、弹性件运输块、弹性件挡块、弹性件驱动缸、弹性件驱动缸、弹性件顶柱和弹簧。弹性件运输块固定于所述支撑体并具有进料口和出料口,所述进料口接收所述弹性件,所述出料口将所述弹性件输送到所述笔头中。弹性件挡块可转动地连接于所述支撑体,并关闭或者打开所述出料口。所述弹性件驱动缸驱动所述支撑体上下运动。弹性件顶柱设置于所述弹性件挡块的远离所述支撑体的一侧,并与所述弹性件挡块具有距离,所述弹性件顶柱配合所述弹性件挡块打开所述出料口。所述弹簧的两端分别连接所述支撑体和所述弹性件挡块,并提供将所述弹性件挡块推离所述支撑体的力,使得所述弹性件挡块关闭所述出料口。所述弹性件挡块的一端延伸至所述出料口,所述弹簧和所述弹性件顶柱均设置于所述弹性件挡块的另一端。
[0014] 根据本申请的其中一个实施例,所述弹性件下料机构还包括储料块、挡料结构和顶料结构。储料块设置于所述弹性件运输块的出料口和所述笔头夹具中的笔头之间,存储从所述出料口落下的弹性件。挡料结构设置于所述储料块与所述笔头之间,阻止所述弹性件从所述储料块中下落。顶料结构包括顶料缸和顶料轴,所述顶料缸带动所述顶料轴将所述储料块中的弹性件顶住。
[0015] 根据本申请的其中一个实施例,所述引水芯下料机构包括料斗、推料缸和夹爪。料斗存放所述引水芯。推料缸将所述引水芯推出。夹爪将所述引水芯抓夹后放置连接到容纳所述弹性件的所述笔头。
[0016] 根据本申请的其中一个实施例,所述检测机构包括笔头检测机构、球珠检测机构、弹性件检测机构和引水芯检测机构。笔头检测机构设置于所述压笔头机构和所述球珠下料机构之间,检测所述笔头夹具中是否存在笔头。球珠检测机构设置于所述球珠下料机构和所述弹性件下料机构之间,检测所述笔头中是否存在球珠。弹性件检测机构设置于所述弹性件下料机构和所述引水芯下料机构之间,检测所述笔头中是否存在弹性件。引水芯检测机构设置于所述引水芯下料机构和所述打点机构之间,检测所述引水芯是否连接到所述笔头。
[0017] 根据本申请的其中一个实施例,所述引水芯检测机构包括检测圈、检测块和光电检测器,所述检测圈将所述引水芯压紧,所述检测圈压紧的同时,所述检测块上升,所述光电检测器检测所述检测块上的槽以检测所述引水芯是否连接到所述笔头。
[0018] 根据本申请的其中一个实施例,所述自动装配设备还包括机架和装配台。所述机架内设置动力机构和传动机构,驱动所述分度转盘旋转。装配台设置于所述机架,并承载所述分度转盘、笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构、引水芯下料机构、打点机构和检测机构。
[0019] 根据本申请的其中一个实施例,所述自动装配设备还包括夹具顶开机构、取出机构和循环检测机构。夹具顶开机构将所述笔头夹具顶开,以释放装配完成的书写笔成品或半成品。取出机构将所述成品或半成品从所述装配设备取出。循环检测机构检测所述笔头夹具是否顶开,以进行下一个装配循环。
[0020] 根据本申请的另一个方面,本申请提供一种双珠书写笔自动装配方法,采用如上所述的自动装配设备,装配步骤包括:步骤S1:笔头下料机构将笔头输送到所述笔头夹具中;步骤S2:压笔头机构将所述笔头压紧于所述笔头夹具;步骤S3:检测机构检测笔头夹具中是否存在笔头;步骤S4:球珠下料机构将所述球珠输送到所述笔头夹具中的笔头中;步骤S5:检测机构检测笔头中是否存在球珠;步骤S6:弹性件下料机构将所述弹性件输送到容纳所述球珠的所述笔头中;步骤S7:检测机构检测笔头中是否存在弹性件;步骤S8:引水芯下料机构将所述引水芯输送连接到容纳所述弹性件的所述笔头;步骤S9:检测机构检测所述引水芯是否装配正确;步骤S10:打点机构在所述笔头形成限位槽。
[0021] 由上述技术方案可知,本申请提出的双珠书写笔自动装配设备及方法的优点和积极效果在于:
[0022] 本申请提出的双珠书写笔自动装配设备,通过在分度转盘周围按照装配顺序设置各机构和检测机构,能够及时检测所述笔头、球珠、弹性件和引水芯的安装状态,不需要人工检测,避免了部件漏装、损伤或安装不到位等现象降低产品不良率。本申请的自动装配设备生产的产品的不良率达到了0.05%以下,相较目前的自动装配设备3%的产品不良率,大大减小。
[0023] 本申请提出的双珠书写笔自动装配设备,分度转盘边缘设置笔头夹具,通过控制机构控制分度转盘转动,配合转盘周围设置的各装配机构和检测机构进行双珠书写笔的全自动装配,生产效率高。本申请的自动装配设备的小时产能达到3000PS/h,相较目前的设备的小时产能不足1500PS/h,生产效率大大提高。
[0024] 本申请提出的双珠书写笔自动装配方法,控制系统控制分度转盘转动完成书写笔各阶段的装配,并实时进行检测,实现了全自动装配,提高了生产效率,降低了产品的不良率,节省了人工成本。附图说明
[0025] 通过结合附图考虑以下对本申请的优选实施例的详细说明,本申请的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本申请的示范性图解,并非一定是按比例绘制。在附图中,同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中:
[0026] 图1是本申请的双珠书写笔的结构示意图。
[0027] 图2是本申请的双珠书写笔自动装配设备的俯视图。
[0028] 图3是本申请的双珠书写笔自动装配设备的结构示意图。
[0029] 图4是本申请的双珠书写笔自动装配设备(去掉电箱)的结构示意图。
[0030] 图5是本申请的双珠书写笔自动装配设备的机架内部上层的结构示意图。
[0031] 图6是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的笔头下料机构的结构示意图。
[0032] 图7是图6所示笔头下料机构的主视图。
[0033] 图8是图7中的A‑A局部剖视图。
[0034] 图9是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的压笔头机构的结构示意图。
[0035] 图10是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的笔头检测机构的局部剖视图。
[0036] 图11是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的笔头夹具(未锁紧状态)的结构示意图。
[0037] 图12是图11的剖视图。
[0038] 图13是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的笔头夹具(锁紧状态)的结构示意图。
[0039] 图14是图13的剖视图。
[0040] 图15是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的球珠下料机构的结构示意图。
[0041] 图16是图15的局部的剖视图。
[0042] 图17是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的球珠检测机构的局部剖视图。
[0043] 图18是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的弹性件下料机构的结构示意图。
[0044] 图19是图18的局部剖视图。
[0045] 图20是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的弹性件检测机构的局部剖视图。
[0046] 图21是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的引水芯下料机构的结构示意图。
[0047] 图22是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的引水芯检测机构的结构示意图。
[0048] 图23是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的打点机构的结构示意图。
[0049] 图24是图23的B‑B向剖视图。
[0050] 图25是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的夹具顶开机构的结构示意图。
[0051] 图26是本申请的双珠书写笔自动装配设备中的取出机构和循环检测机构的结构示意图。
[0052] 附图标记说明如下:
[0053] 1.双珠书写笔;
[0054] 10.书写笔的笔头;
[0055] 11.球珠;
[0056] 12.弹性件;
[0057] 13.引水芯;
[0058] 14.限位槽;
[0059] 100.双珠书写笔自动装配设备;
[0060] 101.分度转盘;
[0061] 102.笔头夹具;
[0062] 103.笔头下料机构;
[0063] 104.压笔头机构;
[0064] 105.球珠下料机构;
[0065] 106.弹性件下料机构;
[0066] 107.引水芯下料机构;
[0067] 108.打点机构;
[0068] 109.检测机构;
[0069] 110.控制机构;
[0070] 111.夹具顶开机构;
[0071] 112.取出机构;
[0072] 113.循环检测机构;
[0073] 114.机架;
[0074] 115.装配台;
[0075] 116.电箱;
[0076] 117.动力机构;
[0077] 118.传动机构;
[0078] 119.转向机构;
[0079] 201.夹具头;
[0080] 202.锁圈;
[0081] 203.夹具体;
[0082] 301.笔头振动盘;
[0083] 302.笔头输送结构;
[0084] 303.升降结构;
[0085] 401.下压结构;
[0086] 402.升降轴;
[0087] 403.上顶结构;
[0088] 404.连杆;
[0089] 501.打珠结构;
[0090] 502.球珠罐;
[0091] 503.管道;
[0092] 601.支撑体;
[0093] 602.弹性件运输块;
[0094] 603.弹性件挡块;
[0095] 604.弹性件驱动缸;
[0096] 605.弹性件顶柱;
[0097] 607.储料块;
[0098] 608.挡料结构;
[0099] 609.顶料结构;
[0100] 701.料斗;
[0101] 702.推料缸;
[0102] 703.夹爪;
[0103] 801.气缸
[0104] 802.打点部;
[0105] 803.框架
[0106] 901.笔头检测机构;
[0107] 902.球珠检测机构;
[0108] 903.弹性件检测机构;
[0109] 904.引水芯检测机构;
[0110] 1001.编码器
[0111] 1201.成品夹爪;
[0112] 1202.半成品夹爪;
[0113] 1203.成品输送带;
[0114] 1204.半成品放置盒;
[0115] 3021.主体;
[0116] 3022.笔头运输块;
[0117] 3023.挡块;
[0118] 3024.驱动缸;
[0119] 3025.顶柱;
[0120] 3026、606.弹簧;
[0121] 3031.凸轮
[0122] 3032.升降块;
[0123] 4011.杠杆;
[0124] 4012.压轴;
[0125] 5011.珠;
[0126] 5012.打珠轴;
[0127] 6081.挡料板;
[0128] 6082.挡料缸;
[0129] 6091.顶料轴;
[0130] 6092.顶料缸;
[0131] 9031.定位套;
[0132] 9041.检测圈;
[0133] 9044.合模;
[0134] 9011、9021、9032.检测轴;
[0135] 9012、9022、9033、9042.检测块;
[0136] 9013、9023、9034、9043.光电检测器。

具体实施方式

[0137] 体现本申请特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本申请能够在不同的实施例上具有各种的变化,其皆不脱离本申请的范围,且其中的说明及附图在本质上是作说明之用,而非用以限制本申请。
[0138] 在对本申请的不同示例性实施例的下面描述中,参照附图进行,所述附图形成本发明的一部分,并且其中以示例方式显示了可实现本申请的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是,可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案,并且可在不偏离本申请范围的情况下进行结构和功能性修改。而且,虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本申请的不同示例性特征和元件,但是这些术语用于本文中仅出于方便,例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本申请的范围内。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时,用语“第一”、“第二”和“第三”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
[0139] 参阅图1,本申请的双珠书写笔1包括笔头10、球珠11、弹性件12和引水芯13。笔头10靠近引水芯13的位置向内设置限位槽14,用于限制引水芯13的位置。
[0140] 如图2所示,本申请的双珠书写笔自动装配设备100包括分度转盘101、笔头夹具102、笔头下料机构103、压笔头机构104、球珠下料机构105、弹性件下料机构106、引水芯下料机构107、打点机构108、检测机构109和控制机构110。分度转盘101能够旋转;笔头夹具
102固定于分度转盘101,夹持书写笔的笔头10;笔头下料机构103将笔头10输送到笔头夹具
102中;压笔头机构104将笔头10压紧于笔头夹具102;球珠下料机构105将球珠11输送到笔头夹具102中的笔头10中;弹性件下料机构106将弹性件12输送到容纳球珠11的笔头10中;
引水芯下料机构107将引水芯13输送连接到容纳弹性件12的笔头10;打点机构108在笔头10形成限位槽;检测机构109检测笔头10、球珠11、弹性件12和引水芯13的安装状态。笔头下料机构103、压笔头机构104、球珠下料机构105、弹性件下料机构106、引水芯下料机构107、打点机构108和检测机构109设置于分度转盘101的周围。控制机构110控制双珠书写笔自动装配设备100。
[0141] 本申请提出的双珠书写笔自动装配设备100,采用能够旋转的精密分度转盘101,并在分度转盘101边缘设置精密笔头夹具102,分度盘周围按照装配顺序设置各机构103‑108和检测机构109,通过控制机构110控制分度转盘101转动,配合转盘周围设置的各装配机构103‑108和检测机构109进行双珠书写笔的全自动装配,生产效率高。并且能够及时检测笔头10、球珠11、弹性件12和引水芯13的安装状态,不需要人工检测,避免了部件漏装、损伤或安装不到位等现象降低产品不良率。本申请的自动装配设备生产的产品的不良率达到了0.05%以下,小时产能达到3000PS/h。
[0142] 其中,精密分度转盘101通过精密分割器设置在装配台115上。在本实施例中,精密分度盘的边缘等距设置有32个笔头夹具102,在其他一些实施例中,也可以设置其他数量的笔头夹具102。
[0143] 在本实施例中,参阅图3至图5,自动装配设备100还包括机架114和装配台115。机架114内设置动力机构117和传动机构118,驱动分度转盘101旋转。装配台115设置于机架114,并承载分度转盘101、笔头下料机构103、压笔头机构104、球珠下料机构105、弹性件下料机构106、引水芯下料机构107、打点机构108和检测机构109。机架114的内部分为上下两层,内部设置动力机构117和传动机构118,避免灰尘,可保持动力机构117和传动机构118的正常精确运行,保证分度转盘101的精确转动,有利于提高装配精度,避免装配漏装、损伤或安装不到位等现象。
[0144] 其中图3中还示出了电箱116,设置于机架114旁边,电箱116上设置有控制机构110,控制机构110包括可编程控制器、变频/驱动器、执行电器元件等等,均采用现有技术中常用的器件,在此不再赘述。图中显示的是控制面板。由图4可以看出,机架114内部分为上下两层。图5中示出了机架114内部上层的结构,其中包括传动机构118的一部分,转向机构
119,转向机构119主要用于带动分度转盘101转动,在转向机构119旁边还设置有编码器
1001。传动机构118主要由减速箱、传动轴、伞齿轮链轮、凸轮等传动部件组成,可以采用通常的传动部件组成,在此不再赘述。机架114下方设置有地脚和脚轮
[0145] 在本实施例中,参阅图6至图7,笔头下料机构103包括笔头振动盘301、笔头输送结构302和升降结构303。笔头振动盘301存储笔头10并将笔头10振动脱出;笔头输送结构302接收笔头振动盘301脱出的笔头10,并将笔头10输送到笔头夹具102;升降结构303升降笔头输送结构302用以笔头10下料。笔头输送结构302接收从笔头振动盘301脱落的书写笔笔头10,再通过升降结构303将笔头输送结构302中的笔头10输送到笔头夹具102中,这样可以实现精确控制,并且保证笔头10落入笔头夹具102中的状态,有利于提高装配效率,降低产品不良率。其中图7中升降结构303包括凸轮3031和升降块3032,凸轮3031旋转带动升降块
3032上下移动。
[0146] 在本实施例中,参阅图8,笔头输送结构302包括主体3021、笔头运输块3022、挡块3023、驱动缸3024、顶柱3025和弹簧3026。笔头运输块3022固定于主体3021并具有进料口和出料口,进料口接收笔头振动盘301脱出的笔头10,出料口将笔头10输送到笔头夹具102;挡块3023可转动地连接于主体3021,并关闭或者打开出料口;驱动缸3024驱动主体3021上下运动;顶柱3025设置于挡块3023的远离主体3021的一侧,并与挡块3023具有距离,顶柱3025配合挡块3023打开出料口;弹簧3026的两端分别连接主体3021和挡块3023,并提供将挡块
3023推离主体3021的力,使得挡块3023关闭出料口。挡块3023和弹簧3026相互配合实现笔头运输块3022的出料口的打开和关闭,结构简单,可靠性高,并且可以通过控制驱动缸3024动作实现出料口的打开和关闭,动作精确,效率高。
[0147] 在本实施例中,挡块3023的中部通过转动轴连接于主体3021,挡块3023的一端延伸至出料口,弹簧3026和顶柱3025均设置于挡块3023的另一端。采用以上结构能够实现挡块3023打开出料口,完成笔头10出料后自动复位,进行下一个笔头下料动作,生产效率高。
[0148] 在本实施例中,参阅图9,压笔头机构104包括下压结构401、升降轴402和上顶结构403。下压结构401包括杠杆4011和压轴4012,杠杆4011连接压轴4012并驱动压轴4012下压。
升降轴402驱动杠杆4011。上顶结构403设置于笔头夹具102背向下压结构401的一侧,并与下压结构401配合将笔头夹具102中的笔头10压紧。升降轴402通过杠杆4011驱动下压结构
401,并配合上顶结构403,能够将落入笔头夹具102中的笔头10压紧,便于后续装配。
[0149] 在本实施例中,压笔头机构104还包括连杆404,杠杆4011的一端连接压轴4012,另一端连接连杆404,连杆404的另一端连接升降轴402。连杆404的设置能够使得升降轴402尺寸较短,升降轴402安装在距离装配台115较近的位置,有利于延长升降轴402的使用寿命。连杆404的设置还有利于方便维修。
[0150] 在本实施例中,参阅图11至图14,笔头夹具102包括夹具头201和锁圈202,夹具头201夹设笔头10,锁圈202设置于夹具头201的外周,并能够上下移动,压轴4012下压锁圈202将笔头10压紧在夹具头201。笔头夹具102的夹具头201主要用于夹住书写笔笔头10,而锁圈
202用于夹紧或松开笔头10。锁圈202与压轴4012配合实现笔头压紧,实现了自动压紧,为后续的装配提供良好的前提条件。
[0151] 笔头夹具102还包括夹具体203,设置在锁圈202的外周,锁圈202可在夹具体203内上下移动从而锁紧或者松开夹具头201。
[0152] 在本实施例中,参阅图15至图16,本申请的球珠下料机构105包括球珠罐502和打珠结构501。球珠罐502通过管道503将球珠11输送到适当位置,打珠结构501中的打珠轴5012带动钢针5011向下击打球珠11将球珠11从管道503中的位置打出后落入笔头夹具102中的笔头10,实现球珠的装配。该球珠下料机构1采用现有技术中通常采用的球珠下料机构
1。
[0153] 在本实施例中,参阅图18至图19,弹性件下料机构106包括支撑体601、弹性件运输块602、弹性件挡块603、弹性件驱动缸604、弹性件驱动缸604、弹性件顶柱605和弹簧606。弹性件运输块602固定于支撑体601并具有进料口和出料口,进料口接收弹性件12,出料口将弹性件12输送到笔头10中。弹性件挡块603可转动地连接于支撑体601,并关闭或者打开出料口。弹性件驱动缸604驱动支撑体601上下运动。弹性件顶柱605设置于弹性件挡块603的远离支撑体601的一侧,并与弹性件挡块603具有距离,弹性件顶柱605配合弹性件挡块603打开出料口。弹簧606的两端分别连接支撑体601和弹性件挡块603,并提供将弹性件挡块603推离支撑体601的力,使得弹性件挡块603关闭出料口。弹性件挡块603的一端延伸至出料口,弹簧606和弹性件顶柱605均设置于弹性件挡块603的另一端。弹性件挡块603和弹簧相互配合实现弹性件运输块602的出料口的打开和关闭,结构简单,可靠性高,并且可以通过控制弹性件驱动缸604动作实现出料口的打开和关闭,动作精确,有利于提高弹性件的装配精度和装配效率。
[0154] 在本实施例中,弹性件下料机构106还包括储料块607、挡料结构608和顶料结构609。储料块607设置于弹性件运输块602的出料口和笔头夹具102中的笔头之间,存储从出料口落下的弹性件12。挡料结构608设置于储料块607与笔头10之间,阻止弹性件12从储料块607中下落。顶料结构609包括顶料缸6092和顶料轴6091,顶料缸6092带动顶料轴6091将储料块607中的弹性件12顶住。由于弹性件相互之间容易连接到一起,因此设计了储料块
607、挡料结构608和顶料结构609,可以将连接到一起的弹性件分开之后再进行下料,避免了装配过程中的失误,保证了弹性件装配的正确性和准确性,能够提高产品的良率,同时提高产能。挡料结构608包括挡料板6081和挡料缸6082,挡料板6081挡住储料块607的下方,挡料缸6082驱动挡料板6081动作。
[0155] 在本实施例中,参阅图21,引水芯下料机构107包括料斗701、推料缸702和夹爪703。料斗701存放引水芯13。推料缸702将引水芯13推出。夹爪703将引水芯13抓夹后放置连接到容纳弹性件12的笔头10。控制机构能够精确控制推料缸,可提高引水芯下料的效率和精确度。
[0156] 在本实施例中,参阅图2、图10、图17、图20和图22,检测机构109包括笔头检测机构901、球珠检测机构902、弹性件检测机构903和引水芯检测机构904。笔头检测机构901设置于压笔头机构104和球珠下料机构105之间,检测笔头夹具102中是否存在笔头10。球珠检测机构902设置于球珠下料机构105和弹性件下料机构106之间,检测笔头中是否存在球珠11。
弹性件检测机构903设置于弹性件下料机构106和引水芯下料机构107之间,检测笔头中是否存在弹性件12。引水芯检测机构904设置于引水芯下料机构107和打点机构108之间,检测引水芯13是否连接到笔头10。在各安装机构之间设置检测机构,用于检测安装成果,能够及时发现装配过程中的安装问题,避免生产材料和生产时间的浪费,并且不需要人工检测,避免人工误检,提高检测效率。
[0157] 其中,图10所示的笔头检测机构901,图17所示的球珠检测机构902和图20所示的弹性件检测机构903,均是检测机构109向下运动,当检测轴9011、9021、9032碰到所需要检测的对象是,检测轴9011、9021、9032带动检测块9012、9022、9033向上运动,检测块9012、9022、9033上有槽,光电检测器9013、9023、9034通过检测槽来判断所需要检测的对象是否安装完成。弹性件检测机构903还设置有定位套9031用于被检测弹性件12的定位,光电检测器9013、9023、9034可以采用对射型微型光电传感器,也可以采用其他类型的光电传感器
[0158] 在本实施例中,参阅图22,引水芯检测机构904包括检测圈9041、检测块9042和光电检测器9043,检测圈9042将引水芯13压紧,检测圈9041压紧的同时,检测块9042上升,光电检测器9043检测检测块9042上的槽以检测引水芯13是否连接到笔头10。引水芯检测机构904既能检测引水芯又能够压紧引水芯,节约了生产工序,提高了生产效率,减少了装配机构,降低了成本。由于引水芯长度较长,因此引水芯检测装置904还包括合模9044,合模后再进行压紧和检测,使得引水芯的装配更加牢固可靠。光电检测器9043可以采用对射型微型光电传感器,也可以采用其他类型的光电传感器。
[0159] 在本实施例中,参阅图23至图24,打点机构108包括气缸801、框架803和打点部802。打点机构采用现有技术中通常采用的打点机构即可。
[0160] 在本实施例中,参阅图25至图26,自动装配设备100还包括夹具顶开机构111、取出机构112和循环检测机构113109。夹具顶开机构111将笔头夹具102顶开,以释放装配完成的书写笔成品或半成品。取出机构112将成品或半成品从装配设备取出。循环检测机构113109检测笔头夹具102是否顶开,以进行下一个装配循环。夹具顶开机构111、取出机构112和循环检测机构113相互配合,能够及时将装配完成的成品或者半成品从装配设备取出,并且将装配设备尽快复位以便于下一装配循环,有利于装配的自动衔接,提高装配效率,全面实现装配自动化。其中图26示出了取出机构112包括成品夹爪1201、半成品夹爪1202、成品输送带1203和半成品放置盒1204。
[0161] 上述是对本申请提出的双珠书写笔自动装配设备的几个示例性实施例的详细说明,以下将对本申请提出的双珠书写笔自动装配方法进行示例性说明。
[0162] 结合附图1至图26,本申请提出的双珠书写笔自动装配方法,具体为:步骤S1:笔头下料机构103将笔头10输送到笔头夹具102中;步骤S2:压笔头机构104将笔头10压紧于笔头夹具102;步骤S3:检测机构109检测笔头夹具102中是否存在笔头10;步骤S4:球珠下料机构105将球珠11输送到笔头夹具102中的笔头10中;步骤S5:检测机构109检测笔头10中是否存在球珠11;步骤S6:弹性件下料机构106将弹性件12输送到容纳球珠11的笔头10中;步骤S7:
检测机构109检测笔头10中是否存在弹性件12;步骤S8:引水芯下料机构107将引水芯13输送连接到容纳弹性件12的笔头10;步骤S9:检测机构109检测引水芯13是否装配正确;步骤S10:打点机构108在笔头10形成限位槽14。
[0163] 以上是本申请提出的装配方法的步骤,更加具体的装配过程,即双珠书写笔自动装配设备100的详细使用过程如下:
[0164] 结合附图1至图26,笔头下料机构103的升降结构303升降带动下笔头工位下降,驱动缸3024带动笔头运输块3022下降,挡块3023也同时下降,当挡块3023的一端抵住顶柱3025时,挡块3023旋转打开出料口,笔头10落入笔头夹具102。由于弹簧3026的设置,笔头下料完成后挡块3023即可复位。
[0165] 分度转盘101带动安装有笔头10的笔头夹具102旋转到压笔头机构104,进行压笔头。上顶结构403顶住笔头夹具102,压笔头机构104的升降轴402带动连杆404向上升,由于杠杆4011,压轴4012向下运动完成压笔头动作。之后进行笔头检测,笔头检测机构901向下运动,当检测轴9011碰到笔头10时,检测轴9011带动检测块9012向上运动,检测块9012上有槽,光电检测器9013通过检测槽来判断笔头10是否安装完成。如果有则继续下一工序,如果没有则停机或者报警等。
[0166] 继续安装球珠11,采用球珠下料机构105安装球珠11,安装后进行检测。安装完球珠11之后进行弹性件12的安装,弹性件下料机构106与笔头下料机构103类似,动作原理也类似,区别在于弹性件下料机构106还设置有储料块607、顶料结构609和挡料结构608。当弹性件12通过弹性件挡板603的动作落入到储料块607之后,由于储料块607下方设置有挡料板6081,弹性件12不会再向下运动,此时顶料轴6091顶住弹性件12,弹性件挡板603复位上升,连到一起的弹性件12分开,顶料轴6091后撤松开弹性件12,挡料板6081后撤,弹性件12从储料块607落入笔头夹具102,完成弹性件的安装。
[0167] 检测弹性件是否安装成功,之后通过推料气缸801将引水芯13推出,旋转夹爪703将引水芯13夹住后安装到笔头。之后先合模,再带动引水芯检测机构904的检测圈9041下降将引水芯压紧,同时检测引水芯的安装情况。
[0168] 引水芯13安装好后进入下一工位,采用打点机构108在笔头10靠近引水芯13的位置打出限位槽14。之后进行夹具顶开,成品半成品取出收集后进行循环检测,以进行下一装配循环。
[0169] 通过上述本申请的双珠书写笔自动装配设备的使用过程,可以得出本申请的双珠书写笔自动装配设备,通过在分度转盘周围按照装配顺序设置笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构、引水芯下料机构、打点机构和检测机构,能够及时检测所述笔头、球珠、弹性件和引水芯的安装状态,不需要人工检测,避免了部件漏装、损伤或安装不到位等现象降低产品不良率。分度转盘边缘设置笔头夹具,通过控制机构控制分度转盘转动,配合转盘周围设置的各装配机构和检测机构进行双珠书写笔的全自动装配,生产效率高。
[0170] 本申请的双珠书写笔自动装配方法,控制系统控制分度转盘转动完成书写笔各阶段的装配,并实时进行检测,实现了全自动装配,提高了生产效率,降低了产品的不良率,节省了人工成本。
[0171] 综上所述,本申请提出的双珠书写笔自动装配设备包括分度转盘、笔头夹具、笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构、引水芯下料机构、打点机构和检测机构。分度转盘能够旋转。笔头夹具固定于分度转盘。笔头下料机构、压笔头机构、球珠下料机构、弹性件下料机构和引水芯下料机构分别进行笔头下料、压笔头、球珠、弹性件和引水芯下料。打点机构在笔头形成限位槽。检测机构检测笔头、球珠、弹性件和引水芯的安装状态。控制机构控制以上的机构实现双珠书写笔自动装配。能够及时检测所述笔头、球珠、弹性件和引水芯的安装状态,不需要人工检测,提高产品良率和生产能力。本申请的自动装配设备生产的产品的不良率达到了0.05%以下,小时产能达到3000PS/h,相较现有技术均有大幅度的提高。
[0172] 本申请提出的双珠书写笔自动装配方法,主要步骤为:步骤S1:笔头下料机构将笔头输送到所述笔头夹具中;步骤S2:压笔头机构将所述笔头压紧于所述笔头夹具;步骤S3:检测机构检测笔头夹具中是否存在笔头;步骤S4:球珠下料机构将所述球珠输送到所述笔头夹具中的笔头中;步骤S5:检测机构检测笔头中是否存在球珠;步骤S6:弹性件下料机构将所述弹性件输送到容纳所述球珠的所述笔头中;步骤S7:检测机构检测笔头中是否存在弹性件;步骤S8:引水芯下料机构将所述引水芯输送连接到容纳所述弹性件的所述笔头;步骤S9:检测机构检测所述引水芯是否装配正确;步骤S10:打点机构在所述笔头形成限位槽。
本申请的方法实现了全自动装配,提高了生产效率,降低了产品的不良率,节省了人工成本。
[0173] 在上述示例性实施例中,本申请提出的双珠书写笔自动装配设备是以应用于书写笔为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是,为将本申请的相关设计应用于其他的方面,而对具体实施例做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化,这些变化仍在本申请提出的双珠书写笔自动装配设备的原理的范围内。
[0174] 在此应注意,附图中示出而且在本说明书中描述的双珠书写笔自动装配设备仅仅是能够采用本申请原理的许多种双珠书写笔自动装配设备中的几个示例。应当清楚地理解,本申请的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的双珠书写笔自动装配设备的任何细节或任何部件。
[0175] 以上详细地描述和/或图示了本申请提出的双珠书写笔自动装配设备的示例性实施例。但本申请的实施例不限于这里所描述的特定实施例,相反,每个实施例的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施例的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施例的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时,用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。
[0176] 本申请的实施例不限于这里所描述的特定实施例,相反,每个实施例的组成部分可与这里所描述的其它组成部分独立和分开使用。一个实施例的每个组成部分也可与其它实施例的其它组成部分结合使用。在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0177] 虽然已根据不同的特定实施例对本申请提出的双珠书写笔自动装配设备进行了描述,但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本申请的实施进行改动。
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