一種水筆自動裝配系統和方法

2023-09-16 05:38:10 7

專利名稱：一種水筆自動裝配系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種水筆裝配設備以及裝配的方法。
技術背景
原來水筆的裝配都是靠手工裝配的，這種方式效率低下，後來出現一些自動裝配 的方式，提高了生產效率，但是大多不能實現完全自動化的方式，在某些環節還需要通過手 工的方式來實現裝配，這樣也大大影響了生產效率。

發明內容
本發明的目的在於提供一種完全自動化的水筆裝配系統和方法，利用這種裝配系 統和方法將大大提高裝配的效率。本發明的技術方案一種水筆自動裝配系統，包括機架，機架上設置有動力傳輸 裝置，動力傳輸裝置連接輸送機構，所述輸送機構上依次設置有筆桿供給機構、筆桿檢測機 構、筆尖供給機構、筆尖焊接機構、筆尖檢測機構、第一次筆桿換位機構、卷包芯供給機構、 卷包芯檢測機構、尾塞供給機構、尾塞焊接機構、尾塞檢測機構、第二次筆桿換位機構、引水 芯筆頭供給機構、引水芯筆頭檢測機構、筆蓋供給機構、筆蓋檢測機構、剔除機構；所述輸 送機構包括傳輸鏈條、鏈輪，所述的筆桿供給機構包括筆桿料槽，筆桿料槽下端設置有筆桿 出料口，筆桿出料口下端緊貼傳輸鏈條，筆桿從筆桿出料口落下後隨傳輸鏈條傳輸，所述的 筆桿檢測機構包括檢測筆桿並發送檢測信號的檢測組件和設在傳輸鏈條上的用於將筆桿 託高至檢測組件檢測位置的定位座塊，所述的筆尖供給機構、卷包芯供給機構、尾塞供給機 構、引水芯筆頭供給機構、筆蓋供給機構都包括震動送料盤和下料軌道槽。所述筆桿檢測機構、筆尖檢測機構、卷包芯檢測機構、尾塞檢測機構、引水芯筆頭 檢測機構、筆蓋檢測機構都採用光纖感應器。選用高靈敏度的感應元器件，以達到提高成品 筆裝配精度、穩定成品質量的目的。所述的筆尖焊接機構、尾塞焊接機構都採用超聲波塑膠焊接機。採用超聲波塑膠 焊接機焊接方便、牢固。所述的動力傳輸裝置包括主電機，主電機通過皮帶傳動連接減速箱，減速箱帶動 主軸上的傳動鏈輪，傳動鏈輪連接桶形凸輪，桶形凸輪連接輸送機構上的鏈輪。所述的筆尖焊接機構、尾塞焊接機構包括有緩衝氣缸，緩衝氣缸通過浮動接頭連 接線性道軌，線性軌道上設置有立座，立座上活動連接有焊頭，焊頭連接傳動子，傳動子連 接超聲波塑膠熔接電器。一種水筆的自動裝配方法，包括以下步驟(1)、將筆桿由筆桿供給機構下落到傳輸鏈條上，傳輸鏈條將筆桿輸送至筆桿檢測 機構處；(2)、筆桿檢測機構檢測到筆桿後發送感應信號；(3)、筆尖供給機構接收到筆桿檢測機構發送的感應信號後將筆尖輸送到傳輸鏈條上，並將筆尖套在筆桿上；(4)、筆尖焊接機構通過超聲波塑膠焊接機將筆桿和筆尖焊接在一起；(5)、筆尖檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆尖，若檢測到有則發送感應信號給第一次筆桿換位機構；(6)、第一次筆桿換位機構接收到筆尖檢測機構發送的感應信號將裝有筆尖的筆 杆旋轉180度調頭換位；(7)、卷包芯供給機構將已注好墨水的卷包芯裝入筆桿內；(8)、卷包芯檢測機構檢測筆桿內是否有裝入卷包芯，若檢測到有則發送感應信號 給尾塞供給機構；(9)、尾塞供給機構接收到卷包芯檢測機構發送的感應信號後將尾塞套在筆桿 上；(10)、尾塞焊接機構通過超聲波塑膠焊接機將筆塞和筆桿焊接在一起；(11)、尾塞檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆塞，若檢測到有則發送感應信號給第 二次筆桿換位機構；(12)、第二次筆桿換位機構接收到尾塞檢測機構發送的感應信號將筆桿再次旋轉 180度調頭換位；(13)、引水芯筆頭供給機構將引水芯筆頭組裝到筆尖上；(14)、引水芯筆頭檢測機構檢測筆桿上是否裝有引水芯筆頭，若檢測到有則發送 感應信號給筆蓋供給機構；(15)、筆蓋供給機構將筆蓋套在引水芯筆頭上；(16)、筆蓋檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆蓋，若檢測到有則通過傳輸鏈條將裝 配好的筆桿輸送至成品料鬥箱內，若沒有檢測到筆蓋則通過剔除機構將其推出至不合格品
品.裡ο本發明包括電動機械部件、氣動機械部件、感應元件、測量元件、超聲波塑膠熔接 電器等組成多個操作單元，模擬製造工藝流程中每個工序的人工操作方法，編制操作程序 軟體系統，給每個操作單元下達操作指令，以桶形凸輪控制將輸送鏈條步進方式將所需要 的所有水筆配件按先後順序組裝在一起，並對每個操作單元的結果進行自動檢測和篩選， 將合格產品與不合格產品進行自動區分，以達到提高生產效率、節約人力成本、降低勞動強 度和提高產品質量的目的。


圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明的超聲波焊接機構的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述如圖1、2所示，一種水筆自動裝配系統，包括機架100，機架100上設置有動力傳輸 裝置，動力傳輸裝置連接輸送機構，所述輸送機構上依次設置有筆桿供給機構1、筆桿檢測 機構2、筆尖供給機構3、筆尖焊接機構4、筆尖檢測機構5、第一次筆桿換位機構6、卷包芯供給機構8、卷包芯檢測機構9、尾塞供給機構10、尾塞焊接機構11、尾塞檢測機構12、第二次 筆桿換位機構13、引水芯筆頭供給機構14、引水芯筆頭檢測機構15、筆蓋供給機構16、筆蓋 檢測機構17、剔除機構18 ；所述輸送機構包括傳輸鏈條19、鏈輪20，所述的筆桿供給機構1 包括筆桿料槽21，筆桿料槽21下端設置有筆桿出料口 22，筆桿出料口 22下端緊貼傳輸鏈 條19，筆桿從筆桿出料口 22落下後隨傳輸鏈條19傳輸，所述的筆桿檢測機構2包括檢測筆 杆並發送檢測信號的檢測組件24和設在傳輸鏈條19上的用於將筆桿託高至檢測組件24 檢測位置的定位座塊23，所述的筆尖供給機構3、卷包芯供給機構8、尾塞供給機構10、引水 芯筆頭供給機構14、筆蓋供給機構16都包括震動送料盤25和下料軌道槽26。所述筆桿檢 測機構2、筆尖檢測機構5、卷包芯檢測機構9、尾塞檢測機構12、引水芯筆頭檢測機構15、筆 蓋檢測機構17都採用光纖感應器。所述的筆尖焊接機構4、尾塞焊接機構11都採用超聲波 塑膠焊接機。所述的動力傳輸裝置包括主電機30，主電機30通過皮帶傳動連接減速箱31， 減速箱31帶動主軸32上的傳動鏈輪33，傳動鏈輪33連接桶形凸輪34，桶形凸輪34連接 輸送機構上的鏈輪35。所述的筆尖焊接機構4、尾塞焊接機構11包括有緩衝氣缸41，緩衝 氣缸41通過浮動接頭42連接線性道軌43，線性軌道43上設置有立座44，立座上44活動 連接有焊頭45，焊頭45連接傳動子46，傳動子46連接超聲波塑膠熔接電器47。整個水筆的裝配步驟如下(1)、將筆桿由筆桿供給機構下落到傳輸鏈條上，傳輸鏈條將筆桿輸送至筆桿檢測 機構處；其中筆桿從筆桿供給機構1的筆桿料槽21內由控制氣缸帶動推送板將筆桿從筆桿 出料口 22落下準確落到輸送鏈條19上；(2)、筆桿檢測機構檢測到筆桿後發送感應信號；其中凸輪機構控制定位座塊23 向上運行，將筆桿上託至檢測組件24恰好接觸筆桿，檢測組件24檢測到筆桿後發送感應信 號給筆尖供給機構，為組裝筆尖提供正常動作的信號；(3)、筆尖供給機構接收到筆桿檢測機構發送的感應信號後將筆尖輸送到傳輸鏈 條上，並將筆尖套在筆桿上；利用震動送料盤25將筆尖輸送到下料軌道槽26內，由氣缸按 操作軟體設定的擒縱程序控制擒縱銷來回運動使筆尖下落到輸送鏈條19上，同時凸輪機 構控制定位座塊23向上運行將輸送鏈條19上的筆桿上託定位，再利用凸輪連杆機構將筆 尖前推與定位座塊23上的筆桿組裝；(4)、筆尖焊接機構通過超聲波塑膠焊接機將筆桿和筆尖焊接在一起；利用緩衝氣 缸41動作控制焊頭45前推與筆尖貼合，同時超聲波塑膠熔接電器47通過傳動子46傳導 給焊頭45使其做功，令筆桿與筆尖兩塑料件發熱熔合；利用超聲波焊接機焊接比之原來採 用膠水固定的方式更加的方便牢固；(5)、筆尖檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆尖，若檢測到有則發送感應信號給第一 次筆桿換位機構；(6)、第一次筆桿換位機構接收到筆尖檢測機構發送的感應信號將裝有筆尖的筆 杆旋轉180度調頭換位；利用凸輪擺杆機構控制旋轉頭向上運行，將筆桿上託至壓頭壓住， 再利用凸輪擺杆機構讓齒輪轉動使旋轉頭上的筆桿旋轉180度掉頭換位，為組裝卷包芯做 準備；(7)、卷包芯供給機構將已注好墨水的卷包芯裝入筆桿內；利用凸輪機構36使定位座塊向上運行，將輸送鏈條上的半成品上託定位，再由氣缸動作帶動推桿將料槽內的卷包芯(已注墨水)準確推到筆桿內；(8)、卷包芯檢測機構檢測筆桿內是否有裝入卷包芯，若檢測到有則發送感應信號 給尾塞供給機構；(9)、尾塞供給機構接收到卷包芯檢測機構發送的感應信號後將尾塞套在筆桿上； 利用震動送料盤將尾塞輸送到下料軌道槽內，由氣缸按操作軟體設定的擒縱程序控制擒縱 銷來回運動使尾塞下落到輸送鏈條上，同時凸輪機構控制定位座塊向上運行將輸送鏈條上 的半成品上託定位，再利用凸輪連杆機構將尾塞前推與定位座塊上的筆桿組裝；(10)、尾塞焊接機構通過超聲波塑膠焊接機將筆塞和筆桿焊接在一起；利用凸輪 機構使定位座塊向上運行，將輸送鏈條上的半成品上託定位，再利用氣缸動作控制焊頭前 推與尾塞貼合，同時超聲波塑膠熔接電器通過傳動子傳導給焊頭使其做功，令筆桿與尾塞 兩塑料件發熱熔合；(11)、尾塞檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆塞，若檢測到有則發送感應 信號給第 二次筆桿換位機構；(12)、第二次筆桿換位機構接收到尾塞檢測機構發送的感應信號將筆桿再次旋轉 180度調頭換位；利用凸輪擺杆機構控制旋轉頭向上運行，將半成品上託至壓頭壓住，再利 用凸輪擺杆機構讓齒輪轉動使旋轉頭上的半成品旋轉180度掉頭換位，為組裝引水芯筆頭 做準備；(13)、引水芯筆頭供給機構將引水芯筆頭組裝到筆尖上；利用震動送料盤將引水 芯筆頭輸送到下料軌道槽內，由氣缸按操作軟體設定的擒縱程序控制擒縱銷來回運動使引 水芯筆頭下落到輸送鏈條上，同時凸輪機構控制定位座塊向上運行將輸送鏈條上的半成品 上託定位，再利用凸輪連杆機構將引水芯筆頭前推與定位座塊上的半成品組裝；(14)、引水芯筆頭檢測機構檢測筆桿上是否裝有引水芯筆頭，若檢測到有則發送 感應信號給筆蓋供給機構；(15)、筆蓋供給機構將筆蓋套在引水芯筆頭上；利用震動送料盤將引水芯筆頭輸 送到下料軌道槽內，由氣缸按操作軟體設定的擒縱程序控制擒縱銷來回運動使引水芯筆頭 下落到輸送鏈條上，同時凸輪機構控制定位座塊向上運行將輸送鏈條上的半成品上託定 位，再利用凸輪連杆機構將引水芯筆頭前推與定位座塊上的半成品組裝；(16)、筆蓋檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆蓋，若檢測到有則通過傳輸鏈條將裝 配好的筆桿輸送至成品料鬥箱內，若沒有檢測到筆蓋則通過剔除機構將其推出至不合格品
品.裡ο
權利要求
一種水筆自動裝配系統，包括機架(100)，機架(100)上設置有動力傳輸裝置，動力傳輸裝置連接輸送機構，其特徵在於，所述輸送機構上依次設置有筆桿供給機構(1)、筆桿檢測機構(2)、筆尖供給機構(3)、筆尖焊接機構(4)、筆尖檢測機構(5)、第一次筆桿換位機構(6)、卷包芯供給機構(8)、卷包芯檢測機構(9)、尾塞供給機構(10)、尾塞焊接機構(11)、尾塞檢測機構(12)、第二次筆桿換位機構(13)、引水芯筆頭供給機構(14)、引水芯筆頭檢測機構(15)、筆蓋供給機構(16)、筆蓋檢測機構(17)、剔除機構(18)；所述輸送機構包括傳輸鏈條(19)、鏈輪(20)，所述的筆桿供給機構(1)包括筆桿料槽(21)，筆桿料槽(21)下端設置有筆桿出料口(22)，筆桿出料口(22)下端緊貼傳輸鏈條(19)，筆桿從筆桿出料口(22)落下後隨傳輸鏈條(19)傳輸，所述的筆桿檢測機構(2)包括檢測筆桿並發送檢測信號的檢測組件(24)和設在傳輸鏈條(19)上的用於將筆桿託高至檢測組件(24)檢測位置的定位座塊(23)，所述的筆尖供給機構(3)、卷包芯供給機構(8)、尾塞供給機構(10)、引水芯筆頭供給機構(14)、筆蓋供給機構(16)都包括震動送料盤(25)和下料軌道槽(26)。
2.根據權利要求1所述的一種水筆自動裝配系統，其特徵在於，所述筆桿檢測機構 (2)、筆尖檢測機構(5)、卷包芯檢測機構(9)、尾塞檢測機構(12)、引水芯筆頭檢測機構 (15)、筆蓋檢測機構(17)都採用光纖感應器。
3.根據權利要求1所述的一種水筆自動裝配系統，其特徵在於，所述的筆尖焊接機構 (4)、尾塞焊接機構(11)都採用超聲波塑膠焊接機。
4.根據權利要求1所述的一種水筆自動裝配系統，其特徵在於，所述的動力傳輸裝置 包括主電機(30)，主電機(30)通過皮帶傳動連接減速箱(31)，減速箱(31)帶動主軸(32) 上的傳動鏈輪(33)，傳動鏈輪(33)連接桶形凸輪(34)，桶形凸輪(34)連接輸送機構上的 鏈輪(35)。
5.根據權利要求1或3所述的一種水筆自動裝配系統，其特徵在於，所述的筆尖焊接機 構(4)、尾塞焊接機構(11)包括有緩衝氣缸(41)，緩衝氣缸(41)通過浮動接頭(42)連接 線性道軌(43)，線性軌道(43)上設置有立座(44)，立座上(44)活動連接有焊頭(45)，焊頭 (45)連接傳動子(46)，傳動子(46)連接超聲波塑膠熔接電器(47)。
6.一種水筆的自動裝配方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)、將筆桿由筆桿供給機構下落到傳輸鏈條上，傳輸鏈條將筆桿輸送至筆桿檢測機構處；(2)、筆桿檢測機構檢測到筆桿後發送感應信號；(3)、筆尖供給機構接收到筆桿檢測機構發送的感應信號後將筆尖輸送到傳輸鏈條上， 並將筆尖套在筆桿上；(4)、筆尖焊接機構通過超聲波塑膠焊接機將筆桿和筆尖焊接在一起；(5)、筆尖檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆尖，若檢測到有則發送感應信號給第一次筆 杆換位機構；(6)、第一次筆桿換位機構接收到筆尖檢測機構發送的感應信號將裝有筆尖的筆桿旋 轉180度調頭換位；(7)、卷包芯供給機構將已注好墨水的卷包芯裝入筆桿內；(8)、卷包芯檢測機構檢測筆桿內是否有裝入卷包芯，若檢測到有則發送感應信號給尾 塞供給機構；(9)、尾塞供給機構接收到卷包芯檢測機構發送的感應信號後將尾塞套在筆桿上；(10)、尾塞焊接機構通過超聲波塑膠焊接機將筆塞和筆桿焊接在一起；(11)、尾塞檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆塞，若檢測到有則發送感應信號給第二次 筆桿換位機構；(12)、第二次筆桿換位機構接收到尾塞檢測機構發送的感應信號將筆桿再次旋轉180 度調頭換位；(13)、引水芯筆頭供給機構將引水芯筆頭組裝到筆尖上；(14)、引水芯筆頭檢測機構檢測筆桿上是否裝有引水芯筆頭，若檢測到有則發送感應 信號給筆蓋供給機構；(15)、筆蓋供給機構將筆蓋套在引水芯筆頭上；(16)、筆蓋檢測機構檢測筆桿上是否裝有筆蓋，若檢測到有則通過傳輸鏈條將裝配好 的筆桿輸送至成品料鬥箱內，若沒有檢測到筆蓋則通過剔除機構將其推出至不合格品盒
全文摘要
本發明涉及一種水筆裝配設備以及裝配的方法。本發明包括電動機械部件、氣動機械部件、感應元件、測量元件、超音波塑膠熔接電器等組成多個操作單元，模擬製造工藝流程中每個工序的人工操作方法，編制操作程序軟體系統，給每個操作單元下達操作指令，以桶形凸輪控制將輸送鏈條步進方式將所需要的所有水筆配件按先後順序組裝在一起，並對每個操作單元的結果進行自動檢測和篩選，將合格產品與不合格產品進行自動區分，以達到提高生產效率、節約人力成本、降低勞動強度和提高產品質量的目的。
文檔編號B43K15/02GK101830137SQ20101013587
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月30日 優先權日2010年3月30日
發明者張漢平 申請人:張漢平