一种防盗锁扣自动装订机的制作方法

本发明涉及一种商用防盗锁扣自动装订机，是商场、超市必配的一种新型自动化设备。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，商业营销模式的不断改革。逛商场、超市，自己选择商品，已为消费者所喜欢、商家所接受。近年来，商场、超市走向具有休闲、购物于一体的大型化趋势，新颖装潢的超市、商场日益增多。

由于商家营业模式的变革，促进了监控监管技术的发展和进步，经销商为了销售商品安全防盗，实现无需人员看管，在待销的每件商品上加装一套防盗锁扣装置，确保商品的安全保障。

目前市面上没有这种防盗锁扣自动加装的配套设备，现在所有商品靠人工手工操作装配，每件待销商品加装一套锁扣，因日销商品量大，品种多，且一套锁扣是由四个物件，如：钉、商品信息卡标签、锁扣、商品组成，人工操作工序繁琐，工作量大，劳动强度大，效率低，人工成本高等缺点。

本发明的目的是克服上述缺点，经市场调研，分析人工装配特征，及反复研发设计，发明一款专供商用的防盗锁扣自动装订机。

技术实现要素：

本发明的目的是这样实现的：一种防盗锁扣自动装订机，它主要由机身、自动打钉系统、自动供钉系统、自动供纸系统、自动供扣系统、自动控制系统组成；自动打钉系统位于机身的左上部，自动供钉系统位于机身的右上部，自动供纸系统位于机身的中间和右下部，自动供扣系统位于机身的左下部，自动控制系统位于机身的上部。

该机自动打钉系统主要由打钉电动推杆装置、吸钉电磁线圈、吸钉头组成。

该机自动供钉系统由自动选钉机、选钉毛刷、钉分选装置、电机、钉室、钉输送桥、喂钉电动推杆装置、钉子、喂钉器、吸钉磁铁、吸钉头装配销组成。

该自动供纸系统由激光切纸器、标签纸上下导板、送纸器压轮、电动橡胶送纸轮、标签纸、纸室组成。

该机自动供扣系统由工作台、锁扣、送扣导槽、永磁电动锁扣转移吸头、锁扣分选室、锁扣螺旋输送道、锁扣分选转盘、分选转盘电机、锁扣d工位定位磁铁、锁扣转移磁铁、锁扣转移头电机、锁扣纠锁换头凹槽、锁扣分选缸组成。

该机自动控制系统由设计plc可编程控制器实现各工序自动化操作；操作面板上主要有主控箱、控制面板、计量液晶显示屏、手动自动转换开关、电源开关、手动送钉按钮、手动送纸按钮、手动送扣按钮、手动打扣按钮、计数复零按钮。

本发明的产品集自动化程度高，操作安全可靠，方便快捷，效率高，降低人工成本的优点，是商家一直追寻的产品，市场前景好，具有很好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明总装图，图2是自动喂钉系统左端局部装置放大图，图3是自动喂钉系统局部装置剖视图，图4是自动送标签纸系统局部装置放大图，图5是自动送标签纸系统局部装置左视图，图6是自动选锁扣系统局部装置放大示意图，图7是自动选锁扣系统局部装置俯视图，图8是自动选锁扣系统局部装置剖视图。

图标说明：1、机身；2、自动打钉系统，21、打钉电动推杆装置，22、吸钉电磁线圈，23、吸钉头，26、电动推杆螺头；3、自动供钉系统，31、自动选钉机，32、选钉毛刷，33、钉分选装置，34、电机，35、钉室，36、钉输送桥，37、喂钉电动推杆装置，38、钉子，39、喂钉器，310、吸钉磁铁，311、吸钉头装配销；4、自动供纸系统，41、激光切纸器，42、标签纸上下导板，43、送纸器压轮，44、电动橡胶送纸轮，45、标签纸，46、纸室，47、激光割纸扫描电机，48、微型割纸激光头，49、激光束；5、自动供扣系统、51、工作台，52、锁扣，53、送扣导槽，54、永磁电动锁扣转移吸头，55、锁扣分选室，56、锁扣螺旋输送道，57、锁扣分选转盘，58、锁扣分选转盘电机，59、锁扣d工位定位磁铁，510、锁扣转移磁铁，511、锁扣转移头电机、512、锁扣纠锁换头凹槽、513、锁扣分选缸；6、自动控制系统。

具体实施方式

如图1所示，一种防盗锁扣自动装订机，它主要由机身1、自动打钉系统2、自动供钉系统3、自动供纸系统4、自动供扣系统5、自动控制系统6组成；自动打钉系统2位于机身1的左上部，自动供钉系统3位于机身1的右上部，自动供纸系统4位于机身1的中间和右下部，自动供扣系统5位于机身1的左下部，自动控制系统6位于机身1的上部。

该机自动打钉系统2主要由打钉电动推杆装置21、吸钉电磁线圈22、吸钉头23组成。

如图1、2、3所示，该机自动供钉系统3由自动选钉机31、选钉毛刷32、钉分选装置33、电机34、钉室35、钉输送桥36、喂钉电动推杆装置37、钉子38、喂钉器39、吸钉磁铁310、吸钉头装配销311组成。

该机自动供钉系统3设计有喂钉器39，喂钉器开有单方向的钉针入槽，槽的端部特殊设计成三角形、与钉针圆相切；喂钉器39与钉输送桥端部a工位设计一斜口配合。

该机自动供钉系统3优选立式滚筒选钉机构，同时适用于设计平式离心选钉机构。

如图1、4、5所示，该机自动供纸系统4由激光切纸器41、标签纸上下导板42、送纸器压轮43、电动橡胶送纸轮44、标签纸45、纸室46组成。

该机自动供纸系统4优先设计激光裁纸结构，该机同时适用于设计机械式刀切裁纸。

如图1、6、7、8所示，该机自动供扣系统5由工作台51、锁扣52、送扣导槽53、永磁电动锁扣转移吸头54、锁扣分选室55、锁扣螺旋输送道56、锁扣分选转盘57、分选转盘电机58、锁扣d工位定位磁铁59、锁扣转移磁铁510、锁扣转移头电机511、锁扣纠锁换头凹槽512、锁扣分选缸513组成。

该机自动供扣系统5优选设计平式离心锁扣分选机构，同时适用于立式滚筒锁扣分选机构。

为便于审查员理解，下面结合实施例附图对该机工作原理及设计理念作进一步说明：

本发明的目的是这样实现的：它由五个系统和一个机身构成。

一、机身：

如图1它主要由梁架，壳体机构，标识部分组成。

在壳体正上方设计有控制面板，安装有一些控制元件和设有标识资料。

二、自动打钉系统：

如图1--3所示，打钉电动推杆机构21，在推杆下端设计安装一直流吸钉电磁线圈22、吸钉头23，用于吸装钉子38，电磁吸钉头采用螺丝连接推杆21。特别是在吸钉头23外径上设计一个非磁性材料的套与吸钉头芯构成一个钉帽凹槽，确保钉子38自动定位在吸钉头上，确保钉子与推杆的同心度和直线度，提高钉子的装配精度。

三、自动供钉系统：

它主要由自动选钉机构和自动喂钉机构组成。

（一）自动选钉机构：

如图1、2、3所示，钉子38是批量倒入分选室35内，室底设斜面，使钉子向立式分选装置轮33内滑进，由电机34带动滚轮转动，滚轮内圆上设计有多条横向条板、将钉子带至滚轮上端，在滚轮中央设计一条钉输送桥36，桥设计成一条钉针槽、钉子由分选轮转动带至上方后自由落下，一部分落在桥上，一部分落入钉室。

钉子38由钉分选装置轮33转动带至上方，钉子自由下落，一部分没有落在桥上而是落入钉室35，一部分落到钉输送桥36上，钉子的圆帽落入槽而钉针横在桥上，由于桥的上方设计有一个选钉毛刷32来回摆动将桥上的钉扫了下来，掉进钉室，只有选正的钉子38的钉帽在桥面上，钉针在槽内，可以通过钉输送桥36上的选钉毛刷32，钉输送桥内设有输送带将钉送至桥的前端a工位待机。这就是自动选钉原理。

（二）自动喂钉机构

如图1所示，喂钉电动推杆装置37设计在钉输送桥36的下方，推杆前端安装有一个喂钉器39，喂钉器安装在电动推杆37上随推杆暂时处于右端a工位，在喂钉器39钉针槽端部设有一小磁体；如图2喂钉器处于a工位时将钉子38吸在槽内，此时电动推杆伸出，将喂钉器39在a工位取的钉子一同送至图1左端的b工位，即吸钉头23的正下方，此时，打钉电动推杆装置21伸出带着吸钉头23下行与喂钉器39上的钉子38接触，吸钉电磁线圈22通电，吸钉头23有了磁力吸住钉子38，电动推杆装置21开始反回上行，带动吸着钉子的吸钉头23上行离开喂钉器39，完成了装钉工序。此时，喂钉器39由b工位返回a工位再次取钉，如此循环实现自动供钉。

四、自动供纸系统

如图1、4所示，自动供纸系统主要由自动送纸机构1、自动裁纸机构2组成。

送纸工序是这样实现的，如图1所示，先在电脑打印机上将商品相关信息资料打印在标签纸45上，打印后的标签纸是一种折叠形式，放入该机的纸室46里，装入送纸机构送纸器压轮43、电动橡胶送纸轮44的滚轴中，电动橡胶送纸轮44设计成有弹性滚轴并安装在电动机轴上由电机带动，输送标签纸45，通过上下导板42送出至c工位时，在导板槽端口处设有激光切纸机构，进行激光自动裁纸。

自动裁纸机构：

它由激光切纸器41、激光割纸扫描电机47、微型割纸激光头48、激光束49所组成，标签纸45每张上设计有一条黑色带，割纸激光头自带有光感元件检测到信息，说明一张标签已至c工位，指令激光裁一张，从而实现自动裁纸供纸工序。

五、自动供扣系统

如1、6、7、8所示，它主要由盘式锁扣分选机构、锁扣转移输送机构、锁扣自动分选装置三部分组成。

本发明研发人员经过对锁扣的外形几何特点，参数及内部结构特征的反复分析、试验制定设计方案。

本发明的锁扣是根据实施方便、省时省力、批量混装到分选室的原则，但因它的几何形状复杂，所以必须先做严格的分析、试验，以实际状态参数为依据，制定设计方案，确保样机试制的成功率，故本研发团队先做大量的分析和各工序试验，分析如下：

如图1、6所示，锁扣产品属一种条状特性的多面不同体形结构。当它混装在一容积内，在一定高度倒出在重力作用下自由下落时，它的方位特征有：有平置、反置、左、右侧置，大小头斜置六种状态，如将它倾入一个小面积容器内时，它的六种状态机率没有明显的多少区分。当它混装在一小容积内，各种状态没有明显数量差异，倒入一个面积宽些的容积里，在自由下落过程中和下落后由于几何形状的差异，则发生了明显不同的概率变化。

其一：由于它属条状体，有大头小头的区分，且大头重、小头轻，故重力作用下，下落时大头向下落的概率高，同时在下落过程中、转头趋势也明显。

其二：从几何面的特性分析，平面朝下自由下落的扣堆中它的阻力小向周围下滑力大，且它保持平置状态最稳定，不会再次发生状态变化，其它状态在下落至扣堆上向平置状态转化的可能性大。另外由于它向周围下滑力大，所以平置状态的扣主要集中于容器边沿，所以分析到入分选室平置态的概率最高，且第一时间在边沿最靠近分选道，第一时间被选的优势。

由上述经验设计师预定平置态为被选对象。结合它的条状、头重、尾轻，像一只蝌蚪特性：头在离心运动中的离心力大，到达边缘的速度快，在离心过程中会发生头尾转换，侧置转平置，反置转为下平置的机率都有。

研发人员优先设计平置离心分选机构设计方案，进行试验：

1、反复做锁扣下落实践统计，表明理论分析是正确。

2、先设计制造了一台手动操作简易离心分选机，多次做离心选先实验统计。①在分选盘旋转过程中由各种状态向平置态转化。②大头朝向转盘转向的概率高达85%~90%以上，尾部朝向转盘转动方向的极少，但是有之；分选要求是100%的，不能有误选的。③本发明在离心分选结构设计，为了解决误选入的朝向转盘转向的锁扣，做了两个方案。

第一是自动纠错换头方案，如本发明图7中锁扣纠锁换头凹槽512是在离心机圆筒侧面上设计一个凹区，在离心作用下，使尾在前的扣的尾部可进入凹区内，使锁扣在凹区内进行纠错调头。而大头在前时、凹区侧向高度小于大头高度所以大头不能进入凹区，保持原有正确秩序正常通过。不受影响，实现纠错目的，当选的锁扣通过螺旋输送到锁扣螺旋输送道56的最上端平台上。

分选是一个错综复杂的过程，任意一个因素变化可能导致纠错的失误，它总是还有极小的机率，故设计师们设计第二方案。

第二是除去方案。

如图1、6所示，这一方案是充分发挥锁扣的几何特性，将永磁电动锁扣转移吸头54设计有两个凹槽和两个磁铁，当选正的锁扣在锁扣螺旋输送道56平台上，当转移头在锁扣转移头电机511带动下转向下方的平台上，与选正的锁扣52相对应使锁扣顺利进入槽内被两磁力吸住，再转向上方至送扣导槽53内。而错选至锁扣螺旋输送道56平台的锁扣，就不能进入转移头槽内，只有大头部位被一边的一个磁力吸住带至上方的锁扣输送槽端被槽挡住不能入槽，在转移头继续转动被挡住的锁扣被剥离转移头自动下落到扣室，从而被除去，实现100%选正率，无误选保障的设计特点。

在第二次转移正选的锁扣送至送扣导槽53时，将槽中前一个锁扣向前推移一个，完成一次输送锁扣工序，实现自动供锁扣至d工位待机。

如果扣道内是满扣的状态则转移头上的扣被剥离落入扣室。所以无需设计监测数量装置的优点。

这就是自动分选和供扣的工作原理。

六、自动化控制设计说明

主要是由控制面板部分，主控箱部分，执行机构和监测监控等四部分组成。采用plc可编程控制器根据该机工作特点和原理编程，给各执行机构输出相应指令，由执行机构按照工作程序指令执行，实现自动化。

（一）控制面板设计：

1、开机、停机按钮，2、手动、自动转换按钮，3、计件数显器、复零按钮，4、手动送钉按钮，5、手动送纸按钮，6、手动送扣按钮，7、手动运行打钉按钮。

（二）工作台设计：

1、安全保护：采用红外线人体感应，设定工作台安全区域。

2、采用商品进入工作台以工件至标准工作工位f时自动开启打钉。

（三）三种配件自动输送说明

如图1所示，开机后，要求钉、纸、扣三种配件在同一时间到达各工位b、c、d，。

1、开机后钉由喂钉装置将钉由a工位取钉自动送至b工位，打钉电动推杆装置21自动伸出，使电磁吸钉头23与钉对位，吸钉后打钉电动推杆上行将钉吸起提出喂钉器。喂钉器复至原a工位取钉。

2、标签纸送至工位c后自动激光裁纸。

3、锁扣送至工位d。

以上都同时到达工位待机

（四）操作工作：

操作工人将商品物件待打防盗锁扣部位放入工作台至f工位（如图1所示，在f工位设有感应器，实现自动运行。

（五）整机全自动化设计说明：

该机采用plc可编程控制器，具体待样机设计根据该机各机构工作原理，运行要求系统的编程，plc控制器分别给各执行机构相应指令，从而实现该机自动化功能。