CN108262516B - 一种笔尖开缝机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种笔尖开缝机，包括：机架；切割机构，可移动地安装在机架上，并具有一旋转的圆盘切刀，用于切割笔尖；笔尖按压机构，与切割机构配合，用于在切割笔尖时固定笔尖；振动盘，用于容纳待切割的笔尖，并具有一出料口，所述振动盘通过振动的方式将待切割的笔尖不断从出料口输出；笔尖传送机构，与振动盘的出料口连接，并配置为将振动盘输出的笔尖向笔尖按压机构方向传送；以及控制上述机构运行的控制***。本发明可以代替人工摆放笔尖，实现对笔尖的自动化切割，有效提高了笔尖加工效率。

Description

一种笔尖开缝机

技术领域

本发明涉及钢笔制造设备，尤其是一种用于对钢笔笔尖进行开缝切割的笔尖开缝机。

背景技术

在钢笔的笔尖制造过程中，其中有一步需要对笔尖进行开缝切割，使笔尖端部形成一道缝隙，用于走墨，现有的加工工艺一般由人工将笔尖摆放在切割工位上，然后由切割机对笔尖进行切割，这种人工摆放的加工方式不仅生产效率低，而且高速旋转的切割机具有很大的安全隐患，工人稍微操作不当就有可能被切割机割伤，另一方面，人工摆放的位置往往精度较低，造成生产质量下降，废品率较高，难以降低企业的生产成本。

鉴于此提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种笔尖开缝机。

为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种笔尖开缝机，包括，机架；

切割机构，可移动地安装在机架上，并具有一旋转的圆盘切刀，用于切割笔尖；

笔尖按压机构，与切割机构配合，用于在切割笔尖时固定笔尖；

振动盘，用于容纳待切割的笔尖，并具有一出料口，所述振动盘通过振动的方式将待切割的笔尖不断从出料口输出；

笔尖传送机构，与振动盘的出料口连接，并配置为将振动盘输出的笔尖向笔尖按压机构方向传送；

以及控制上述机构运行的控制***。

进一步，所述笔尖传送机构包括，动力单元、传动单元、抓取单元和间歇式输送单元；所述抓取单元配置为将振动盘输出的笔尖移动至间歇式输送单元上；所述间歇式输送单元沿着直线输送笔尖，并包括一对固定板，所述固定板上排布有若干用于容纳笔尖的凹槽，在两固定板之间还设有一活动板，所述活动板通过在两固定板之间做周期性运动以不断将笔尖从凹槽中托出并向笔尖按压机构方向移动；

所述动力单元通过传动单元驱动所述活动板做周期性运动。

进一步，所述动力单元为主电机，在主电机的转轴上安装有一主动带轮；

所述传动单元包括，凸轮轴，固定安装在凸轮轴上的凸轮组，以及与凸轮组配合的摆动杆组，所述凸轮轴的两端通过轴承安装在凸轮箱上，所述凸轮箱与机架固定连接，在凸轮轴的一端还设有一从动带轮，并通过传动带与主动带轮连接，使主电机驱动凸轮轴旋转；

所述活动板通过摆动杆组与凸轮组配合，在凸轮组转动时将驱动摆动杆组摆动，并带动活动板做周期性运动。

进一步，所述活动板沿着固定板的长度方向做圆周轨迹运动。

进一步，所述凸轮组包括，第一凸轮和第二凸轮，且第二凸轮为端面凸轮；所述摆动杆组包括，相互垂直的第一摆动杆和第二摆动杆；所述第一凸轮与第一摆动杆接触配合，并通过第一摆动杆驱动活动板上下移动；所述第二凸轮与第二摆动杆接触配合，并通过第二摆动杆驱动活动板左右移动；

所述第一摆动杆的一端与凸轮箱的侧壁转动连接，另一端与活动板连接或接触配合；所述第二摆动杆的一端与机架或凸轮箱底部转动连接，另一端与活动板滑动连接；第一摆动杆和第二摆动杆同时摆动，以使活动板沿圆周轨迹运动。

进一步，所述切割机构包括，切刀支撑座、进给传动机构、切刀复位弹簧以及第一固定座；所述第一固定座与机架固定连接；所述圆盘切刀安装在切刀支撑座上，并通过一切刀电机驱动旋转，所述切刀支撑座可滑动地安装在第一固定座上，所述切刀复位弹簧一端连接切刀支撑座，另一端连接第一固定座，并配置为向远离笔尖方向牵拉切刀支撑座；所述凸轮轴上还安装有第三凸轮，所述第三凸轮与进给传动机构配合，在第三凸轮转动时，通过进给传动机构带动切刀支撑座沿着圆盘切刀的径向向靠近笔尖按压机构方向进给。

进一步，所述笔尖按压机构包括，

与机架固定连接的第二固定座；

可上下摆动的压紧杆，其中，固定板上的至少一凹槽为定位凹槽，所述定位凹槽的形状与笔尖形状相吻合，所述压紧杆的一端用于与定位凹槽配合，以将笔尖压紧在定位凹槽内，压紧杆的另一端与第二固定座转动连接；

与第二固定座滑动连接的推动块，所述推动块的上表面具有一凸起，并与压紧杆接触配合，推动块通过水平滑动带动压紧杆向上摆动；

第三摆动杆，其中部与第二固定座或机架转动连接；所述凸轮轴上还安装有第四凸轮，所述第三摆动杆的下端与第四凸轮接触配合，上端与推动块接触配合，在第四凸轮转动时，将通过第三摆动杆带动推动块水平滑动。

进一步，所述抓取单元包括，笔尖平移机构和笔尖提升机构；

所述笔尖平移机构包括，与振动盘出料口连接的滑槽，设置在滑槽出口一侧，并与滑槽滑动配合的推板，以及驱动推板滑动的第一驱动气缸；所述推板将从滑槽中滑出的笔尖向固定板方向推动，并停止在笔尖提升机构的下方；

所述笔尖提升机构包括，

真空吸头，并具有向下延伸的真空吸管，所述真空吸管通过软管连接真空发生装置；

第二驱动气缸，所述真空吸头固定在第二驱动气缸的推杆上，第二驱动气缸驱动真空吸头在推板与固定板的上方做往复移动，所述真空吸头具有停留在推板上方的第一位置和停留在固定板上方的第二位置，在第一位置时，所述真空吸管吸取推板推出的笔尖，在第二位置时，所述真空吸管将笔尖释放，并落入至固定板上的凹槽内。

进一步，所述控制***为PLC控制***，并分别与切割机构、笔尖按压机构、振动盘、笔尖传送机构电连接。

采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本发明能够完成自动完成对笔尖的输送和切割，不需要人工摆放笔尖，一名工人可以同时照看多台设备，大大降低了人工成本，提高了安全性，并且本发明自动化水平高，生产效率高，在笔尖切割时能够对笔尖进行精确定位，提高了切割质量，提高了成品率，为企业带来了良好的经济效益。

附图说明

图1：本发明的整体结构图；

图2：本发明的主视图；

图3：本发明的左视图；

图4：本发明的俯视图；

图5：本发明的笔尖传送机构的部分结构图；

图6：本发明的固定板上的凹槽示意图；

图7：本发明的固定板与活动板的***示意图；

图8：本发明的切割机构的结构示意图；

图9：本发明的进给传动机构的***图；

图10：本发明的笔尖按压机构的俯视图；

图11：为图10的A-A面剖视图；

图12：本发明的抓取单元的结构示意图；

其中：1、机架 2、切割机构 3、笔尖传送机构 4、振动盘 5、笔尖按压机构；

21、圆盘切刀 22、切刀支撑座 23、进给传动机构 24、切刀复位弹簧 25、第一固定座 26、切刀电机 27、第三凸轮 28、刀具补偿机构 231、螺母 232、丝杠 234、套筒 235、从动件 281、位置传感器 282、补偿电机 283、传动齿轮 284、联轴器；

31、间歇式输送单元 32、传动单元 33、抓取单元 34、主电机 311、固定板 312、活动板 321、凸轮轴 322、凸轮箱 323、第一凸轮 324、第二凸轮 325、第一摆动杆 326、第二摆动杆 311a、凹槽 311b、定位凹槽 331、滑槽 332、推板 333、第二驱动气缸 334、真空吸头 335、第一驱动气缸 334a、真空吸管；

51、第二固定座 52、压紧杆 53、推动块 54、第三摆动杆 55、第四凸轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1至图4所示，一种笔尖开缝机，包括，机架1，安装在机架1上的切割机构2、笔尖按压机构5、振动盘4、笔尖传送机构3，以及控制上述机构运行的控制***。优选地，所述控制***为PLC控制***，并分别与切割机构2、笔尖按压机构5、振动盘4、笔尖传送机构3电连接。所述切割机构2主要用于对笔尖进行切割，所述振动盘4用于盛放待切割的笔尖，并具有一出料口，振动盘4通过振动的方式将笔尖从出料口输出，所述笔尖传送机构3用于将笔尖按一定的间距进行依次传送，笔尖传送机构3与振动盘4的出料口连接，以接收从出料口输出的笔尖，并将振动盘4输出的笔尖向笔尖按压机构5方向传送，切割好的笔尖将继续通过笔尖传送机构3输出至设备外部，如输送至落料仓内。

所述切割机构2可移动地安装在机架1上，并具有一旋转的圆盘切刀21，所述圆盘切刀21通过与笔尖接触以对笔尖进行切割。

所述笔尖按压机构5与切割机构2配合，在圆盘切刀21切割笔尖时，笔尖按压机构5对笔尖进行按压，使笔尖被固定，便于圆盘切刀21进行切割，并保证切割精度。

具体地，在以下内容中将详细介绍本发明的各个单元。

所述笔尖传送机构3包括，动力单元、传动单元32、抓取单元33和间歇式输送单元31；所述抓取单元33配置为将振动盘4输出的笔尖移动至间歇式输送单元31上。

结合图5、图6、图7所示，所述间歇式输送单元31沿着直线输送笔尖，并将笔尖按等间距排列，具体包括一对固定板311，所述固定板311的上表面排布有若干用于容纳笔尖的凹槽311a，所述凹槽311a的宽度与单个笔尖的宽度相同，在两固定板311之间还设有一活动板312，所述活动板312通过在两固定板311之间做周期性运动以不断将笔尖从凹槽311a中托出并向笔尖按压机构5方向移动，如可结合附图6中所示的标号，将上述凹槽311a分别命名为1号凹槽、2号凹槽、3号凹槽、4号凹槽……，活动板312每运动一个周期便将1号凹槽内的笔尖搬运至2号凹槽，2号凹槽内的笔尖搬运至3号凹槽，3号凹槽内的笔尖搬运至4号凹槽，依次类推，使笔尖不断的向笔尖按压机构5移动。

所述动力单元通过传动单元32驱动所述活动板312做周期性运动。

所述动力单元为主电机34，在主电机34的转轴上安装有一主动带轮。所述传动单元32包括，凸轮轴321，固定安装在凸轮轴321上的凸轮组，以及与凸轮组配合的摆动杆组，所述凸轮轴321的两端通过轴承安装在凸轮箱322上，所述凸轮箱322底部与机架1固定连接。在凸轮轴321的一端还设有一从动带轮，并通过传动带与主动带轮连接，使主电机34驱动凸轮轴321旋转。

所述活动板312通过摆动杆组与凸轮组配合，在凸轮组转动时将驱动摆动杆组摆动，并带动活动板312做周期性运动。所述固定板311安装在凸轮箱322的顶部，并与凸轮箱322固定连接。所述活动板312沿着固定板311的长度方向做圆周轨迹运动或者椭圆轨迹运动，当活动板312运动至最高点时，其顶部高出固定板311的上表面，当活动板312运动至最低点时，其顶部低于固定板311的上表面。

所述凸轮组包括，第一凸轮323和第二凸轮324，且第二凸轮324为端面凸轮；所述摆动杆组包括，相互垂直的第一摆动杆325和第二摆动杆326；所述第一凸轮323与第一摆动杆325接触配合，并通过第一摆动杆325驱动活动板312上下移动；所述第二凸轮324与第二摆动杆326接触配合，并通过第二摆动杆326驱动活动板312左右移动。

所述第一摆动杆325的一端与凸轮箱322的侧壁转动连接，另一端与活动板312连接或接触配合；所述第二摆动杆326的一端与机架1或凸轮箱322底部转动连接，另一端与活动板312滑动连接；第一摆动杆325和第二摆动杆326同时摆动，以使活动板312沿圆周轨迹运动。

优选地，所述第一摆动杆325和第一凸轮323各为一对，并分布在凸轮轴321的两端，使得活动板312在运动过程中始终保持平衡。所述第一摆动杆325配置为绕着与凸轮箱322的铰接点上下摆动，第二摆动杆326配置为绕着与凸轮箱322的铰接点左右摆动。所述活动板312的下端具有用于与第一摆动杆325接触的延伸结构，在活动板312的中部设有与第二摆动杆326配合的滑槽，第二摆动杆326的上端部可以在该滑槽内滑动，该滑槽限制了第二摆动杆326只能相对活动板312上下滑动而不能左右移动，进而使第二摆动杆326能够带动活动板312左右移动。

结合图3、图8和图9所示，所述切割机构2包括，切刀支撑座22、进给传动机构23、切刀复位弹簧24以及第一固定座25；所述第一固定座25与机架1固定连接。所述圆盘切刀21安装在切刀支撑座22上，并通过一切刀电机26驱动旋转，优选地，切刀电机26通过传动带驱动圆盘切刀21旋转。所述切刀支撑座22可滑动地安装在第一固定座25上，所述切刀复位弹簧24一端连接切刀支撑座22，另一端连接第一固定座25，并配置为向远离笔尖方向牵拉切刀支撑座22。所述凸轮轴321上还安装有第三凸轮27，所述第三凸轮27与进给传动机构23配合，在第三凸轮27转动时，通过进给传动机构23带动切刀支撑座22沿着圆盘切刀21的径向向靠近笔尖按压机构5方向进给。

所述进给传动机构23包括，与切刀支撑座22固定连接的螺母231，与螺母231相配的丝杠232，所述丝杠232的中心轴与圆盘切刀21的中心轴相垂直，在丝杠232远离切刀支撑座22的一端套有一套筒234，所述套筒234上端通过一从动件235与第三凸轮27接触配合，在第三凸轮27转动时，将通过从动件235驱动套筒234做轴向移动，在套筒234与丝杠232上分别设有相互配合的限位结构，使得当套筒234向远离切刀支撑座22方向移动时将带动丝杠232同步做轴向移动，进而带动螺母231和切刀支撑座22做进给运动。

优选地，所述切割机构2还包括，刀具补偿机构28。随着圆盘切刀21的磨损，在切割时，圆盘切刀21的进给量会逐渐减小，通过设置刀具补偿机构28可以补偿刀具的磨损，保证切割深度。具体地，所述刀具补偿机构28包括，位置传感器281、补偿电机282、传动齿轮283和联轴器284。所述位置传感器281用于检测圆盘切刀21的位置，并包括，光发射器和光接收器，所述光发射器和光接收器安装在固定板311上，其安装位置与圆盘切刀21的进给量相关，在圆盘切刀21未磨损时，当圆盘切刀21切割到最大深度时，能恰好阻挡光发射器与光接收器之间的信号传输。当圆盘切刀21磨损到一定程度时，所述补偿电机282启动，并通过传动齿轮283、联轴器284带动丝杠232转动，使切刀支撑座22向靠近笔尖按压机构5方向移动，以弥补圆盘切刀21的磨损。

结合图10和图11所示，所述笔尖按压机构5包括，第二固定座51、压紧杆52、推动块53、第三摆动杆54和第四凸轮55。所述固定板311上的至少一凹槽为定位凹槽311b，所述定位凹槽311b的形状与笔尖形状相吻合，能够防止笔尖在定位凹槽311b中移动。所述第二固定座51与机架1固定连接。所述压紧杆52可上下摆动，压紧杆52的一端用于与定位凹槽311b配合，以将笔尖压紧在定位凹槽311b内，压紧杆52的另一端与第二固定座51转动连接。所述推动块53可滑动地安装在第二固定座51上，在推动块53的上表面具有一锲形的凸起，并与压紧杆52接触配合，优选地，在压紧杆52上设有一滚轮，用于与推动块53上的凸起接触，所述推动块53通过水平滑动带动压紧杆52向上摆动。所述第三摆动杆54的中部与第二固定座51或机架1转动连接，优选与第二固定座51连接。所述第四凸轮55安装在凸轮轴321上，第三摆动杆54的下端与第四凸轮55接触配合，上端与推动块53接触配合，在第四凸轮55转动时，将通过第三摆动杆54带动推动块53水平滑动。

所述抓取单元33包括，笔尖平移机构和笔尖提升机构。

如图12所示，所述笔尖平移机构包括，与振动盘4出料口连接的滑槽331，设置在滑槽331出口一侧，并与滑槽331滑动配合的推板332，以及驱动推板332滑动的第一驱动气缸335。优选的，所述推板332面向滑槽331的一侧设有一缺口，当推板332停留在缺口与滑槽331对齐时，笔尖将进入缺口内，然后第一驱动气缸335驱动推板332向固定板311方向移动，并停止在笔尖提升机构的下方。

所述笔尖提升机构包括，真空吸头334、第二驱动气缸333，所述真空吸头334固定在第二驱动气缸333的推杆上，并具有一向下延伸的真空吸管334a，所述真空吸管334a通过软管连接真空发生装置。所述第二驱动气缸333驱动真空吸头334在推板332与固定板311的上方做往复移动，真空吸头334具有停留在推板332上方的第一位置和停留在固定板311上方的第二位置，在第一位置时，所述真空吸管334a吸取推板332推出的笔尖，在第二位置时，所述真空吸管334a将笔尖释放，并落入至固定板311上的凹槽311a内。

本发明的工作过程为：首先，笔尖从振动盘4的出料口输出，然后第一驱动气缸335驱动推板332向前移动，将单个的笔尖推送至笔尖提升机构的下方，使真空吸管334a的管口正对笔尖，然后真空发生装置使真空吸管334a内产生负压，将笔尖吸附，第二驱动气缸333驱动真空吸头334移动至固定板311的上方，然后释放笔尖，使笔尖落入至固定板311的凹槽311a内，主电机34驱动凸轮轴321旋转，使活动板312不断沿着圆周轨迹运动，将该凹槽311a内的笔尖托出，并向前移动放入下一凹槽311a内，活动板312每运动一个周期，笔尖就前进一个凹槽，在活动板312向上托举笔尖的同时，压紧杆52将同步向上运动，在活动板312向下运动时，压紧杆52将同步向下运动，且压紧杆52一端压触在定位凹槽311b上；当笔尖进入定位凹槽311b中时，压紧杆52将笔尖压紧固定，然后高速旋转的圆盘切刀21与笔尖接触，并对笔尖进行切割，切割后的笔尖将继续被活动板312顶出定位凹槽311b，并最终从固定板311上落下，落入至落料仓中，完成切割。

以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种笔尖开缝机，其特征在于：包括，机架；

切割机构，可移动地安装在机架上，并具有一旋转的圆盘切刀，用于切割笔尖；

笔尖按压机构，与切割机构配合，用于在切割笔尖时固定笔尖；

振动盘，用于容纳待切割的笔尖，并具有一出料口，所述振动盘通过振动的方式将待切割的笔尖不断从出料口输出；

笔尖传送机构，与振动盘的出料口连接，并配置为将振动盘输出的笔尖向笔尖按压机构方向传送，所述笔尖传送机构还将切割好的笔尖输出至设备外部；

以及控制上述机构运行的控制***；

所述笔尖传送机构包括，动力单元、传动单元、抓取单元和间歇式输送单元；所述抓取单元配置为将振动盘输出的笔尖移动至间歇式输送单元上；所述间歇式输送单元沿着直线输送笔尖，并包括一对固定板，所述固定板上排布有若干用于容纳笔尖的凹槽，在两固定板之间还设有一活动板，所述活动板通过在两固定板之间做周期性运动以不断将笔尖从凹槽中托出并向笔尖按压机构方向移动；

所述动力单元通过传动单元驱动所述活动板做周期性运动；

所述动力单元为主电机，在主电机的转轴上安装有一主动带轮；

所述传动单元包括，凸轮轴，固定安装在凸轮轴上的凸轮组，以及与凸轮组配合的摆动杆组，所述凸轮轴的两端通过轴承安装在凸轮箱上，所述凸轮箱与机架固定连接，在凸轮轴的一端还设有一从动带轮，并通过传动带与主动带轮连接，使主电机驱动凸轮轴旋转；

所述活动板通过摆动杆组与凸轮组配合，在凸轮组转动时将驱动摆动杆组摆动，并带动活动板做周期性运动；

所述切割机构包括，切刀支撑座、进给传动机构、切刀复位弹簧以及第一固定座；所述第一固定座与机架固定连接；所述圆盘切刀安装在切刀支撑座上，并通过一切刀电机驱动旋转，所述切刀支撑座可滑动地安装在第一固定座上，所述切刀复位弹簧一端连接切刀支撑座，另一端连接第一固定座，并配置为向远离笔尖方向牵拉切刀支撑座；所述凸轮轴上还安装有第三凸轮，所述第三凸轮与进给传动机构配合，在第三凸轮转动时，通过进给传动机构带动切刀支撑座沿着圆盘切刀的径向向靠近笔尖按压机构方向进给；

所述笔尖按压机构包括，

与机架固定连接的第二固定座；

可上下摆动的压紧杆，其中，固定板上的至少一凹槽为定位凹槽，所述定位凹槽的形状与笔尖形状相吻合，所述压紧杆的一端用于与定位凹槽配合，以将笔尖压紧在定位凹槽内，压紧杆的另一端与第二固定座转动连接；

与第二固定座滑动连接的推动块，所述推动块的上表面具有一凸起，并与压紧杆接触配合，推动块通过水平滑动带动压紧杆向上摆动；

第三摆动杆，其中部与第二固定座或机架转动连接；所述凸轮轴上还安装有第四凸轮，所述第三摆动杆的下端与第四凸轮接触配合，上端与推动块接触配合，在第四凸轮转动时，将通过第三摆动杆带动推动块水平滑动。

2.根据权利要求1所述的一种笔尖开缝机，其特征在于：所述活动板沿着固定板的长度方向做圆周轨迹运动。

3.根据权利要求2所述的一种笔尖开缝机，其特征在于：所述凸轮组包括，第一凸轮和第二凸轮，且第二凸轮为端面凸轮；所述摆动杆组包括，相互垂直的第一摆动杆和第二摆动杆；所述第一凸轮与第一摆动杆接触配合，并通过第一摆动杆驱动活动板上下移动；所述第二凸轮与第二摆动杆接触配合，并通过第二摆动杆驱动活动板左右移动；

所述第一摆动杆的一端与凸轮箱的侧壁转动连接，另一端与活动板连接或接触配合；所述第二摆动杆的一端与机架或凸轮箱底部转动连接，另一端与活动板滑动连接；第一摆动杆和第二摆动杆同时摆动，以使活动板沿圆周轨迹运动。

4.根据权利要求1所述的一种笔尖开缝机，其特征在于：所述抓取单元包括，笔尖平移机构和笔尖提升机构；

所述笔尖平移机构包括，与振动盘出料口连接的滑槽，设置在滑槽出口一侧，并与滑槽滑动配合的推板，以及驱动推板滑动的第一驱动气缸；所述推板将从滑槽中滑出的笔尖向固定板方向推动，并停止在笔尖提升机构的下方；

所述笔尖提升机构包括，

真空吸头，并具有向下延伸的真空吸管，所述真空吸管通过软管连接真空发生装置；

第二驱动气缸，所述真空吸头固定在第二驱动气缸的推杆上，第二驱动气缸驱动真空吸头在推板与固定板的上方做往复移动，所述真空吸头具有停留在推板上方的第一位置和停留在固定板上方的第二位置，在第一位置时，所述真空吸管吸取推板推出的笔尖，在第二位置时，所述真空吸管将笔尖释放，并落入至固定板上的凹槽内。

5.根据权利要求1所述的一种笔尖开缝机，其特征在于：所述控制***为PLC控制***，并分别与切割机构、笔尖按压机构、振动盘、笔尖传送机构电连接。