笔头自动装配机的制作方法

本实用新型涉及笔芯生产设备技术领域，尤其是涉及一种笔头自动装配机。

背景技术：

水性墨水笔芯是日常生活办公中常用的一种办公工具。水性墨水笔芯包括笔尖、笔头、吸墨管、吸墨杆和笔管几部分。笔管中存储有墨水，笔头用于连连接笔尖和笔管。吸墨杆和吸墨管设置在笔管内，吸墨杆安装在笔头上，吸墨杆具有吸水特性，能够对笔管中墨水进行吸收，吸墨管采用塑料细管，吸墨管的一端与吸墨杆插接，吸墨管的另一端插入到笔尖中，进而通过虹吸原理，将吸墨杆中的墨水引入到笔尖中，从而能够对使用笔尖进行书写。在对笔芯进行制作加工时，通过需要将吸墨管插入到笔尖中，进而再进行后续的水性墨水笔芯生产流程。吸墨管由成卷的吸墨线裁切而来。

授权公告号为CN202878992U的中国实用新型专利文件公开了一种针型笔头组件自动组装系统，包括构成设备支撑和主体的机架，动力装置以及与之连接的零件传输系统，沿零件传输系统运动方向依次设置笔头供给机构、笔头装配机构、笔头方向检测机构、引水芯供给机构、引水芯切割和装配机构、引水芯装配检测机构、前头上料机构、前头装配机构、前头装配检测机构、中继芯上料机构、中继芯装配机构、中继芯装配检测机构，不良品挑选机构、完成品下料机构。

上述笔头组件自动组装系统通过饮水芯供给机构将吸墨线插入到笔尖中，进而通过饮水芯切割和装配机构对吸墨线进行切断，从而将吸墨管插入到笔尖中；但是由于吸墨线的长度较长，具有一定柔性，在饮水芯供给机构将吸墨线插入到笔尖中容易出现偏差而无法将吸墨线插入到笔尖中。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种笔头自动装配机，能够精确的将吸墨线插入到笔尖中。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种笔头自动装配机，包括机架、绕竖直轴线与机架转动连接的工作台，所述工作台周向设置有若干个对笔尖进行夹持固定的夹持机构，所述机架上设置有将吸墨管安装到笔尖上的吸墨管安装机构，所述吸墨管安装机构包括固定在机架上的安装架，所述安装架设置有用于缠放吸墨线的线辊，所述线辊绕水平轴线与安装架转动连接；所述线辊的一端设置有放线电机，所述放线电机的机体与安装架固定连接，所述放线电机的输出轴与线辊同轴固定连接；所述吸墨管安装机构还包括对吸墨线进行传输的牵引组件、对传输的吸墨线的松紧度进行调节的张紧组件、对传输的吸墨线进行限位的限位组件以及对吸墨线进行裁断的分切组件。

通过采用上述技术方案，笔头自动装配机包括机架、绕竖直轴线与机架转动连接的工作台，工作台周向设置有若干个对笔尖进行夹持固定的夹持机构，机架上设置有将吸墨管安装到笔尖上的吸墨管安装机构，机架上固定有安装架，安装架设置有用于缠放吸墨线的线辊，线辊绕水平轴线与安装架转动连接；线辊的一端设置有放线电机，放线电机的机体与安装架固定连接，放线电机的输出轴与线辊同轴固定连接；吸墨管安装机构还包括对吸墨线进行传输的牵引组件、对传输的吸墨线的松紧度进行调节的张紧组件、对传输的吸墨线进行限位的限位组件以及对吸墨线进行裁断的分切组件，通过放线电机对线辊的放线进行控制，并且通过张紧组件进一步对吸墨线的松紧度进行进行调节，限位组件对吸墨线在传输过程中进行限位，进而使用吸墨线能够保持良好的状态插入到笔尖中，进而将吸墨线进行裁断，完成笔尖吸墨管的安装。

本实用新型进一步设置为：所述限位组件包括限位块，所述限位块上设置有竖直贯穿限位块的限位孔。

通过采用上述技术方案，限位组件包括限位块，限位块上设置有竖直贯穿限位块的限位孔，吸墨线从限位块上的限位孔中穿过，进而通过限位孔对吸墨线的限位作用对吸墨线进行传输限位，从而使吸墨线能够准确的插入到笔尖中。

本实用新型进一步设置为：所述牵引组件包括牵引伺服电机、牵引轮和传输轮；所述牵引伺服电机的机体水平固定在安装架上，所述牵引轮与牵引伺服电机的输出轴同轴设置并且固定连接，所述传输轮绕水平轴线与限位块转动连接，吸墨线夹持在牵引轮和传输轮之间。

通过采用上述技术方案，牵引组件包括牵引伺服电机、牵引轮和传输轮；牵引伺服电机的机体水平固定在安装架上，牵引轮与牵引伺服电机的输出轴同轴设置并且固定连接，传输轮绕水平轴线与限位块转动连接，吸墨线夹持在牵引轮和传输轮之间，从而牵引伺服电机驱动牵引轮进行转动，进而通过牵引轮和传输轮对吸墨线的作用带动吸墨线进行传输，从而能够方便快捷的对吸墨线进行传输。

本实用新型进一步设置为：所述张紧组件包括张紧辊、张紧杆、中间杆和中间辊；所述张紧杆的中部绕水平轴线与安装架铰接，所述张紧辊位于张紧杆的一端并且绕水平轴线与张紧杆转动连接，所述张紧杆的另一端固定有配重块；所述中间杆的一端与安装架固定连接，所述中间辊位于中间杆的另一端并且绕水平轴线与中间杆转动连接。

通过采用上述技术方案，张紧组件包括张紧辊、张紧杆、中间杆和中间辊，张紧杆的中部绕水平轴线与安装架铰接，张紧辊位于张紧杆的一端并且绕水平轴线与张紧杆转动连接；中间杆的端与安装架固定连接，中间辊位于中间杆的另一端并且绕水平轴线与中间杆转动连接，从线辊引出的吸墨线通过张紧辊和中间辊支撑后进而向下通过限位组件进行限位传输，张紧杆的中部与安装架铰接，并且通过设置在张紧杆一端的配重块对吸墨线进行施力张紧。

本实用新型进一步设置为：所述分切组件包括分切气缸和分切刀，所述安装架固定有连接架，所述分切气缸的缸体水平固定在连接架上，所述分切气缸的活塞杆朝向夹持机构，所述分切刀与分切气缸的活塞杆固定连接。

通过采用上述技术方案，分切组件包括分切气缸和分切刀，安装架固定有连接架，分切气缸的缸体水平固定在连接架上，分切气缸的活塞杆朝向夹持机构，分切刀与分切气缸的活塞杆固定连接，通过分切气缸驱动分切刀朝向吸墨线进行运动，进而方便快捷的将吸墨线进行切断。

本实用新型进一步设置为：还包括PLC，所述配重块处固定有检测头，所述安装架上固定有对检测头进行检测的光电传感器；所述PLC向牵引伺服电机发生矩形脉冲信号，所述牵引伺服电机接收并且响应于PLC发出的矩形脉冲信号，当 PLC发出高电平时，所述牵引伺服电机进行驱动转动，当PLC发出低电平时，所述牵引伺服电机停止驱动；所述光电传感器对检测头进行检测，当光电传感器检测到不到检测头时，所述光电传感器向放线电机发出脉冲信号，所述放线电机接收并且响应于PLC发出的脉冲信号，完成一个步距的转动。

通过采用上述技术方案，笔头自动装配机还包括PLC，配重块处固定有检测头，安装架上固定有对检测头进行检测的光电传感器；PLC向牵引伺服电机发生矩形脉冲信号，牵引伺服电机接收并且响应于PLC发出的矩形脉冲信号，当PLC发出高电平时，牵引伺服电机进行驱动转动，当PLC发出低电平时，牵引伺服电机停止驱动；从而通过PLC控制牵引伺服电机精确的对吸墨线进行牵引，从而精确控制吸墨管的长度；牵引组件对吸墨线进行牵引时，通过吸墨线对张紧杆的作用力，使张紧杆绕其铰接点进行转动，进而使检测头脱离其检测位置；光电传感器对检测头进行检测，当光电传感器检测到不到检测头时，光电传感器向放线电机发出脉冲信号，放线电机接收并且响应于PLC发出的脉冲信号，完成一个步距的转动，进而实现对放线辊进行自动伺服放线。

本实用新型进一步设置为：所述吸墨管安装机构进料端设置有对夹持机构上的笔尖进行检测的笔尖光纤传感器；所述吸墨管安装机构的出料端设置有对笔尖上的吸墨管进行检测的吸墨管光纤传感器。

通过采用上述技术方案，吸墨管安装机构进料端设置有对夹持机构上的笔尖进行检测的笔尖光纤传感器；吸墨管安装机构的出料端设置有对笔尖上的吸墨管进行检测的吸墨管光纤传感器，进而在通过吸墨管安装机构前对夹持机构是否夹持有笔尖进行检测，在通过吸墨管安装机构进行完吸墨管安装工序后对笔尖上是否插接有吸墨管进行检测，从而保证工序能够顺利运行，减少不良品的产生。

本实用新型进一步设置为：所述夹持机构包括夹持芯和夹持套，所述夹持芯包括直杆和固定直杆上端的锥型夹，所述锥型夹包括若干个对笔尖进行夹持的夹持部，所述夹持套与工作台固定连接，所述夹持套包括位于夹持套上部的锥孔部和位于夹持套下部的直孔部；所述直杆与直孔部插接并且沿直孔部轴向方向与直孔部滑动连接。

通过采用上述技术方案，夹持机构包括夹持芯和夹持套，夹持芯包括直杆和固定直杆上端的锥型夹，锥型夹包括若干个对笔尖进行夹持的夹持部，夹持套与工作台固定连接，夹持套包括位于夹持套上部的锥孔部和位于夹持套下部的直孔部；直杆与直孔部插接并且沿直孔部轴向方向与直孔部滑动连接，锥形夹置锥型部内时，进而通过锥型部对锥型夹的作用的使夹持部对笔尖进行夹紧，通过将直杆沿真孔部向上滑动，锥型夹脱离锥型部对其的束缚，进而松开对笔尖的夹持。

本实用新型进一步设置为：所述直杆的下端固定有竖直的锁紧弹簧，所述锁紧弹簧底部固定有施力块，所述施力块沿竖直方向与工作台滑动连接；机架上料端和机架的出料端设置有将夹持机构打开的开启机构，所述开启机构包括竖直固定在机架上的开启气缸，当夹持机构运动到开启气缸位置处时，所述开启气缸的活塞杆与施力块下表面抵接。

通过采用上述技术方案，直杆的下端固定有竖直的锁紧弹簧，锁紧弹簧底部固定有施力块，施力块沿竖直方向与工作台滑动连接；机架上料端和机架的出料端设置有将夹持机构打开的开启机构，开启机构包括竖直固定在机架上的开启气缸，当夹持机构运动到开启气缸位置处时，开启气缸的活塞杆与施力块下表面抵接，通过锁紧弹簧的施力块的作用使夹持机构对笔尖进行保持夹紧，在机架的进料端和机架的出料端，通过开启气缸的活塞杆伸长驱动夹持芯向上运动，进而使夹持部松开对笔尖的夹持，进而将组装完成的物料从而夹持机构中取出。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.通过在线辊的一端设置有放线电机，放线电机的机体与安装架固定连接，放线电机的输出轴与线辊同轴固定连接；吸墨管安装机构还包括对吸墨线进行传输的牵引组件、对传输的吸墨线的松紧度进行调节的张紧组件、对传输的吸墨线进行限位的限位组件以及对吸墨线进行裁断的分切组件，通过放线电机对线辊的放线进行控制，并且通过张紧组件进一步对吸墨线的松紧度进行调节，限位组件对吸墨线在传输过程中进行限位，进而使用吸墨线能够保持良好的状态插入到笔尖中，进而将吸墨线进行裁断，完成笔尖吸墨管的安装。

2.笔头自动装配机还包括PLC，配重块处固定有检测头，安装架上固定有对检测头进行检测的光电传感器；PLC向牵引伺服电机发生矩形脉冲信号，牵引伺服电机接收并且响应于PLC发出的矩形脉冲信号，当 PLC发出高电平时，牵引伺服电机进行驱动转动，当PLC发出低电平时，牵引伺服电机停止驱动；从而通过PLC控制牵引伺服电机精确的对吸墨线进行牵引，从而精确控制吸墨管的长度；牵引组件对吸墨线进行牵引时，通过吸墨线对张紧杆的作用力，使张紧杆绕其铰接点进行转动，进而使检测头脱离其检测位置；光电传感器对检测头进行检测，当光电传感器检测到不到检测头时，光电传感器向放线电机发出脉冲信号，放线电机接收并且响应于PLC发出的脉冲信号，完成一个步距的转动，进而实现对放线辊进行自动伺服放线。

3.吸墨管安装机构进料端设置有对夹持机构上的笔尖进行检测的笔尖光纤传感器；吸墨管安装机构的出料端设置有对笔尖上的吸墨管进行检测的吸墨管光纤传感器，进而在通过吸墨管安装机构前对夹持机构是否夹持有笔尖进行检测，在通过吸墨管安装机构进行完吸墨管安装工序后对笔尖上是否插接有吸墨管进行检测，从而保证工序能够顺利运行，减少不良品的产生。

附图说明

图1为笔头自动装配机的结构示意图；

图2为夹紧机构的结构示意图；

图3为体现夹持芯和夹持套的配合关系的结构示意图；

图4为体现吸墨管安装机构的结构示意图；

图5为体现牵引组件的结构示意图；

图6为PLC监控原理框图。

图中，1、机架；2、工作台；3、夹持机构；31、夹持芯；311、直杆；312、锥型夹；3121、夹持部；32、夹持套；321、锥孔部；322、直孔部；33、锁紧弹簧；34、施力块；4、吸墨管安装机构；41、安装架；42、线辊；421、放线电机；43、牵引组件；431、牵引伺服电机；432、牵引轮；433、传输轮；44、张紧组件；441、张紧辊；442、张紧杆；443、中间杆；444、中间辊；445、配重块；45、限位组件；451、限位块；452、限位孔；46、分切组件；461、分切气缸；462、分切刀；463、连接架；5、PLC；6、光电传感器；61、检测头；7、检测架；71、笔尖光纤传感器；72、吸墨管光纤传感器；8、开启机构；81、开启气缸。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，一种笔头自动装配机，包括机架1、工作台2以及吸墨管安装机构4。工作台2绕竖直轴线与机架1转动连接，工作台2下方设置有驱动电机，驱动电机的输出轴与工作台2固定连接，驱动电机的机体与机架1固定连接。工作台2周向设置有若干个对笔尖进行夹持固定的夹持机构3。通过夹持机构3对笔尖进行夹持，进而通过驱动电机驱动工作台2进行抓动，使用笔尖依次通过吸墨管安装机构4，从而将吸墨管安装到笔尖中。

参照图2和图3，夹持机构3包括夹持芯31和夹持套32。夹持芯31包括直杆311和固定直杆311上端的锥型夹312，锥型夹312包括若干个对笔尖进行夹持的夹持部3121，夹持套32与工作台2固定连接，夹持套32包括位于夹持套32上部的锥孔部321和位于夹持套32下部的直孔部322；直杆311与直孔部322插接并且沿直孔部322轴向方向与直孔部322滑动连接。直杆311的下端固定有竖直的锁紧弹簧33，锁紧弹簧33底部固定有施力块34，施力块34沿竖直方向与工作台2滑动连接。机架1上料端和机架1的出料端设置有将夹持机构3打开的开启机构8，开启机构8包括竖直固定在机架1上的开启气缸81，当夹持机构3运动到开启气缸81位置处时，开启气缸81的活塞杆与施力块34下表面抵接。机架1的进料端时，通过开启气缸81的活塞杆伸长，进而使用夹持芯31沿夹持套32轴线方向向上滑动，进而能够将笔尖放入夹持部3121之中。启动气缸81的活塞杆收缩，在施力块34和锁紧弹簧33作用下，夹持芯31向下滑动恢复到原位，通过锥孔部321对锥型夹312的锁紧作用，将笔尖牢固的夹持在夹持部3121之间。

参照图4和图5，吸墨管安装机构4还包括安装架41，安装架41固定在机架1上。安装架41设置有用于缠放吸墨线的线辊42。线辊42绕水平轴线与安装架41转动连接；线辊42的一端设置有放线电机421，放线电机421的机体与安装架41固定连接，放线电机421的输出轴与线辊42同轴固定连接。吸墨管安装机构4还包括对吸墨线进行传输的牵引组件43、对传输的吸墨线的松紧度进行调节的张紧组件44、对传输的吸墨线进行限位的限位组件45以及对吸墨线进行裁断的分切组件46。通过放线电机421驱动线辊42进行主动转动，从而实现对吸墨线的精确放线控制。通过牵引组件43对吸墨进行牵引传输，通过张紧组件44对传输过程中吸墨线的松紧情况进行调节，通过限位组件45对吸墨线在传输过程中进行限位，从而使吸墨线精确的插入到笔尖中，进而通过分切组件46对吸墨线进行切断，从而将吸墨管安装到笔尖中。分切组件46包括分切气缸461和分切刀462，安装架41固定有连接架463，分切气缸461的缸体水平固定在连接架463上，分切气缸461的活塞杆朝向夹持机构3，分切刀462与分切气缸461的活塞杆固定连接。通过分切气缸461驱动分切刀462水平移动，进而将吸墨线进行切断。

参照图4和图5，限位组件45包括限位块451，限位块451固定在安装架41上。限位块451上设置有竖直贯穿限位块451的限位孔452。牵引组件43包括牵引伺服电机431、牵引轮432和传输轮433。牵引伺服电机431的机体水平固定在安装架41上，牵引轮432与牵引伺服电机431的输出轴同轴设置并且固定连接，传输轮433绕水平轴线与限位块451转动连接，吸墨线夹持在牵引轮432和传输轮433之间。吸墨线从限位孔452中穿过，进而通过限位孔452对吸墨线进行限位，使吸墨线竖直插入到笔尖中。吸墨线从牵引轮432和传输轮433之间穿过，进而通过牵引伺服电机431驱动牵引轮432进行转动，从而通过牵引轮432和传输轮433对吸墨线的作用力带动吸墨线向下进行运动传输。

参照图4和图5，张紧组件44包括张紧辊441、张紧杆442、中间杆443和中间辊444。张紧杆442的中部绕水平轴线与安装架41铰接，张紧辊441位于张紧杆442的一端并且绕水平轴线与张紧杆442转动连接，张紧杆442的另一端固定有配重块445；中间杆443的一端与安装架41固定连接，中间辊444位于中间杆443的另一端并且绕水平轴线与中间杆443转动连接。从线辊42引出的吸墨线经张紧辊441和中间辊444支撑后，再进入到限位孔452中进行向下传输，通过配重块445对张紧杆442的施力作用，进而对吸墨线进行张紧。

参照图4和图6，笔头自动装配机还包括PLC5，配重块445处固定有检测头61，中间杆443上固定有对检测头61进行检测的光电传感器6。PLC5向牵引伺服电机431发生矩形脉冲信号，牵引伺服电机431接收并且响应于PLC5发出的矩形脉冲信号，当PLC5发出高电平时，牵引伺服电机431进行驱动转动，当PLC5发出低电平时，牵引伺服电机431停止驱动。当张紧杆442处于平衡位置时，检测头61位于光电传感器6的检测位置。当牵引组件43对吸墨线进行牵引时，通过吸墨线对张紧杆442的作用力，使张紧杆442绕其铰接点进行转动，进而使检测头61脱离其检测位置。光电传感器6对检测头61进行检测，并且将检测值发送给PLC5,PLC5对光电传感器6发送的检测值进行判断，当光电传感器6检测到不到检测头61时，光电传感器6向放线电机421发出脉冲信号，放线电机421接收并且响应于PLC5发出的脉冲信号，完成一个步距的转动，进而实现对放线辊42进行自动伺服放线。

参照图4和图6，吸墨管安装机构4的进料端和出料端处的机架1上分别固定有检测架7，进料端处的检测架7上固定有对夹持机构3上的笔尖进行检测的笔尖光纤传感器71，出料端处的检测架7上固定有对笔尖上的吸墨管进行检测的吸墨管光纤传感器72。笔尖光纤传感器71对夹持机构3上是否有夹持有笔尖进行检测，并将检测值发送给PLC5，吸墨管光纤传感器72对笔尖上是否安装有吸墨管进行检测，并且将检测值发送PLC5，进而在方便对笔头自动装配机在安装吸墨管进行工序监测，减小不良品的生产。

本实施例的具体实施原理为：

线辊42上的吸墨线从线辊42引出依次通过张紧辊441和中间辊444对吸墨线进行支撑，经过中间辊444的吸墨线进而到限位孔452中，并且通过中间的牵引轮432和传输轮433。PLC5向牵引伺服电机431发生矩形脉冲信号，牵引伺服电机431接收并且响应于PLC5发出的矩形脉冲信号，进而当夹持机构3运动到限位孔452下方时，在牵引伺服电机431的作用下，吸墨线插入到夹持机构3夹持的笔尖中。通过分切气缸461驱动分切到将吸墨线进行切断，从而完成对吸墨管的安装。在吸墨线向下传输时，受吸墨线的作用力的作用，张紧杆442绕其铰接点进行转动，进而检测头61脱离其检测位置，PLC5此时向放线电机421发出脉冲信号，放线电机421接收并且响应于PLC5发出的脉冲信号，完成一个步距的转动，进而实现对放线辊42进行自动伺服放线。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。