CN102641036A - 一种全自动眉笔注芯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动眉笔注芯机，其包括自动定量进杆系统、定量灌注系统、多工位旋转盘系统及机械驱动系统，其特点在于，所述定量灌注系统包括储料罐、大阀体总成、小阀体总成、活塞缸套总成及活塞杆驱动系统，所述储料罐的出口与所述大阀体总成的上口连接，所述大阀体总成的下口与所述活塞缸套总成的上端连接，所述活塞缸套总成的活塞杆与所述活塞杆驱动系统连接，所述大阀体总成和小阀体总成的入口之间通过软管组连接，所述小阀体总成的出口设有出料咀总成，所述大阀体是“T”型阀体，所述小阀体是“L”型阀体。本发明打破了制笔行业的传统工艺，将密集型手工劳动变机械化生产，降低了用工成本，提高了劳动效率及产品合格率。

Description

一种全自动眉笔注芯机

技术领域

本发明涉及笔芯的填装技术领域，尤其涉及一种全自动眉笔注芯机。

背景技术

有史以来眉笔的生产是一种劳动密集型手工产业，随着用工成本连年上升，新生代劳动资源的严重不足，使得眉笔的生产成本越来越高，加之制笔用木材严重匮乏，制笔木材资源生长缓慢价格连年增长，更使眉笔生产企业的产品利润大大缩小。制笔企业要生存发展就必须要提高生产效率，降低用工成本。而提高生产效率的根本出路是采用自动化设备取代人工繁琐操作，但目前这类设备尚属空白。

发明内容

本发明针对目前眉笔生产中存在的生产效率低下问题，提供一种全自动眉笔注芯机，其能对笔芯实现自动高效灌注。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种全自动眉笔注芯机，包括自动定量进杆系统、定量灌注系统、多工位旋转盘系统及机械驱动系统，所述自动定量进杆系统与所述多工位旋转盘系统的上杆工位相对接、所述定量灌注系统与所述多工位旋转盘系统的灌注工位相对接、所述机械驱动系统包括主传动轴，其特点在于：

所述定量灌注系统包括储料罐、大阀体总成、小阀体总成、小阀体总成滑座、活塞缸套总成及活塞杆驱动系统，所述储料罐的出口与所述大阀体总成的上口连接，所述大阀体总成的下口与所述活塞缸套总成的上端连接，所述活塞缸套总成的活塞杆与所述活塞杆驱动系统连接，所述大阀体总成出口和小阀体总成的入口之间通过软管组连接，所述小阀体总成的出口设有出料咀总成，所述小阀体总成固定连接在所述小阀体总成滑座上，所述小阀体总成滑座连接滑座驱动气缸，所述大阀体总成和小阀体总成还分别连接有大阀体气缸和小阀体气缸。所述大阀体气缸用于驱动大阀体总成的阀芯转动，所述小阀体气缸用于驱动小阀体总成的阀杆前后运动。

本发明的有益效果是：本发明打破了制笔行业的传统工艺，将密集型手工劳动变为机械化生产，使笔杆进杆、工作盘间歇旋转、灌注、出笔杆等工序协调自动完成，降低了用工成本，提高了劳动效率，并能有效提高产品的质量及合格率，更有利于企业的现代化管理，优化了生产环境，大大减少了厂房使用面积。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述定量灌注系统的大阀体总成、软管组、小阀体总成、活塞缸套总成及出料咀总成分别包括至少一个大阀体、软管、小阀体、活塞缸套及出料咀，所述大阀体是“T”型阀体，所述小阀体是“L”型阀体。

采用上述进一步方案的有益效果是，根据不同笔芯的生产需要，可以选择每组灌注笔芯的数目，进而确定对应的大阀体、软管、小阀体、活塞缸套及出料咀配套。所述“T”型阀体可以实现灌注物料从储料罐被吸入所述活塞缸套，并从所述活塞缸套通过“T”型阀换向压入软管的动作。

进一步，所述活塞杆驱动系统包括活塞杆顶杆、顶杆摇臂及内凸轮，所述内凸轮安装在所述主传动轴上，所述内凸轮与所述顶杆摇臂连接，所述顶杆摇臂与所述活塞杆顶杆连接，所述活塞杆顶杆连接所述活塞杆。

采用上述进一步方案的有益效果是，活塞杆驱动系统将活塞的动作通过主传动轴与工作盘间歇运动相同步，使得活塞与工作盘协调动作。

进一步，所述多工位旋转盘系统包括槽轮、槽轮固定基座、槽轮拨盘、槽轮连接套及工作盘，所述槽轮固定于所述槽轮固定基座上，所述槽轮拨盘的转轴通过伞齿轮与所述机械驱动系统的主传动轴连接，所述工作盘上方还设有灌注压紧气缸和出笔杆气缸及推板。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用槽轮和槽轮拨盘结构将主传动轴的旋转运动转换为槽轮的间歇运动，进而实现工作盘在各工位如上杆、灌注、出杆等操作，其结构简单实用。

进一步，所述工作盘上均布有多个工装位，所述工装位设有笔杆模板，所述笔杆模板上设有多个笔杆槽，所述笔杆槽的数目等于所述出料咀的数目。

采用上述进一步方案的有益效果是，利用笔杆模板固定成组的笔杆，不仅方便多个工位成组操作，而且对于不同的代加工笔杆可以方便更换与之相适应的模板。

进一步，所述工作盘上设有6～12个工装位，所述笔杆模板上设有6～12个笔杆槽。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以根据不同的生产需要，设置合理的工装位，以取得较好的灌注效果。

进一步，所述自动定量进杆系统包括笔杆储备仓、进杆机构、进杆数量控制机构及振动送杆机构，所述进杆机构、进杆数量控制机构及振动送杆机构分别包括进杆气缸、进杆数量控制气缸及振动送杆气缸。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用自动定量进杆系统，实现了笔杆自动排布、自动成组分隔、自动进杆到工作盘。

进一步，所述机械驱动系统还包括电机、减速机、安全离合器，所述电机通过皮带与所述减速机连接，所述减速机经过所述安全离合器并通过链条与主传动轴连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用常规的传动系统，其机构简单可靠，安全离合器可以保证在设备运转受阻时，使主传动轴与动力分离，避免设备受损。

进一步，所述主传动轴的轴端还设有用于同步注芯机动作的电子开关感应环。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用电子开关感应环并结合控制系统可以实现各个工序动作在时间上协调一致。

进一步，所述储料罐、大阀体总成及小阀体总成分别设有加热保温系统，所述储料罐内还设有搅拌装置。

采用上述进一步方案的有益效果是，加热保温系统可以通过对灌注物料的不断加温保持其很好的流动性，而搅拌装置则有利于物料的均匀性和悬浮性，加热保温系统包括温度检测和控制，可以保证灌注物料的温度在最佳状态。

进一步，所述活塞杆驱动系统还包括灌注量调整机构。

采用上述进一步方案的有益效果是，灌注量调整机构通过调整活塞杆顶杆的行程大小，改变灌注物料在活塞缸套中的吸入量，从而方便的按每种笔芯的需要控制灌注量。

进一步，还包括控制系统，所述控制系统包括控制柜。

采用上述进一步方案的有益效果是，控制系统包括电机控制，以及检测电子开关感应环信号，并据此控制各电磁阀，进而控制各个气缸协调工作。

进一步，还包括用于控制气缸动作的气动电磁阀组。

采用上述进一步方案的有益效果是，气动电磁阀组统一设置在眉笔注芯机机体内，接受控制系统控制，利用压缩空气动力使各个气缸协调动作。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的传动原理示意图；

图3为本发明的自动定量进杆系统和多工位旋转盘系统俯视示意图；

图4为大阀体总成示意图；

图5为大阀体内部结构示意图；

图6为小阀体总成示意图；

图7为小阀体内部结构示意图；

图8为活塞缸套总成示意图；

图9为活塞缸套内部结构示意图；

图10为物料进入活塞缸套原理示意图；

图11为物料灌注进入笔杆原理示意图。

在图1到11中，1、工作台；2、进杆机构；2-1、进杆气缸；2-2、布杆仓；3、进杆数量控制机构；4、振动送杆机构；5、笔杆储备仓；6、气缸固定盘；7、工作盘；8、灌注压紧气缸；9、出料咀总成；10、小阀体总成；10-1、阀杆；10-2、加热孔；10-3、出料咀压板；10-4、进料口；10-5、阀杆压板；10-6、密封圈；11、小阀体气缸；12、软管组；13、压力调节阀；14、搅拌装置；15、储料罐；16、大阀体总成；16-1、物料进阀通道；16-2、测温点；16-3、物料进小阀体通道；16-4、物料进缸套通道；16-5、加热孔；16-6、“T”型阀芯；17、活塞缸套总成；17-1、活塞密封圈；17-2、活塞；17-3活塞杆；18、活塞杆顶杆；19、大阀体气缸；20、小阀体总成滑座；21、滑座气缸；22、笔杆出槽；23、出笔杆气缸及推板；24、槽轮；25、槽轮拨盘；26、槽轮固定基座；27、伞齿轮；28、主传动轴；29、灌注量调整机构；30、电子开关感应环；31、内凸轮；32、顶杆摇臂；33、链条；34、安全离合器；35、减速机；36、电机；37、笔杆；38、笔杆模板；39、工装位；40、控制柜；41、槽轮连接套；42、气动电磁阀组。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1到图3所示，一种全自动眉笔注芯机，包括自动定量进杆系统、定量灌注系统、多工位旋转盘系统及机械驱动系统。所述自动定量进杆系统是将笔杆储备仓中的笔杆通过振动送杆机构整理成单排排布，再通过进杆数量控制机构按要求数量分组，然后通过进杆机构将每组笔杆送进所述工作盘上的笔杆模板上；所述定量灌注系统是将储料罐中的物料通过所述大阀体总成、小阀体总成及活塞缸套总成的协调动作，按通过所述灌注量调整机构设定的定量通过出料咀总成压入笔杆；所述多工位旋转盘系统间歇运动并与其它系统同步动作，实现笔杆上杆、灌注及出杆动作；所述机械驱动系统则是提供给注芯机各机械运动件动力。

所述自动定量进杆系统与所述多工位旋转盘系统的上杆工位相对接、所述定量灌注系统与所述多工位旋转盘系统的灌注工位相对接、所述机械驱动系统包括主传动轴28，所述定量灌注系统包括储料罐15、大阀体总成16、小阀体总成10、小阀体总成滑座20、活塞缸套总成17及活塞杆驱动系统，所述储料罐15的出口与所述大阀体总成16的上口连接，所述大阀体总成16的下口与所述活塞缸套总成17的上端连接，所述活塞缸套总成17的活塞杆17-3与所述活塞杆驱动系统连接，所述大阀体总成16出口和小阀体总成10的入口之间通过软管组12连接，所述小阀体总成10的出口设有出料咀总成9，所述小阀体总成10固定连接在所述小阀体总成滑座20上，所述小阀体总成滑座20连接滑座驱动气缸21，所述大阀体总成16和小阀体总成10还分别连接有大阀体气缸19和小阀体气缸11。

所述定量灌注系统的大阀体总成16、软管组12、小阀体总成10、活塞缸套总成17及出料咀总成9分别包括8个大阀体、8根软管、8个小阀体、8个活塞缸套及8个出料咀，所述每个大阀体是“T”型阀体，所述每个小阀体是“L”型阀体。

本机所有接触物料的部件均由304不锈钢制作.

所述活塞杆驱动系统包括活塞杆顶杆18、顶杆摇臂32及内凸轮31，所述内凸轮31安装在所述主传动轴28上，所述内凸轮31与所述顶杆摇臂32连接，所述顶杆摇臂32与所述活塞杆顶杆18连接，所述活塞杆顶杆18连接所述活塞杆17-3。

所述多工位旋转盘系统包括槽轮24、槽轮固定基座26、槽轮拨盘25、槽轮连接套41及工作盘7，所述槽轮24固定于所述槽轮固定基座26上，所述槽轮拨盘25的转轴通过伞齿轮27与所述机械驱动系统的主传动轴28连接，所述工作盘7上方还通过气缸固定盘6设有灌注压紧气缸8和出笔杆气缸及推板23。

所述工作盘7上均布有多个工装位39，所述工装位39设有笔杆模板38，所述笔杆模板38上设有多个笔杆槽，所述笔杆槽的数目等于所述出料咀的数目。

本例中，所述工作盘7上设有12个工装位39，所述笔杆模板38上设有8个笔杆槽。

所述自动定量进杆系统包括笔杆储备仓5、进杆机构2、进杆数量控制机构3及振动送杆机构4，所述进杆机构2包括进杆气缸2-1及布杆仓2-2、所述进杆数量控制机构3及振动送杆机构4分别包括进杆数量控制气缸及振动送杆气缸。

所述机械驱动系统还包括电机36、减速机35、安全离合器34，所述电机36通过皮带与所述减速机35连接，所述减速机35经过所述安全离合器34并通过链条33与主传动轴28连接。

所述主传动轴28的轴端还设有用于同步注芯机动作的电子开关感应环30。

所述储料罐15、大阀体总成16及小阀体总成10分别设有加热保温系统，所述储料罐15内还设有搅拌装置14，所述储料罐15还设有用于控制罐内压力的压力调节阀13。

所述活塞杆驱动系统还包括灌注量调整机构29。

所述全自动眉笔注芯机还包括控制系统，所述控制系统包括控制柜40。

所述全自动眉笔注芯机还包括用于控制气缸动作的气动电磁阀组42。

本发明的定量灌注系统工作原理如下：

所述定量灌注系统包括大阀体总成16、小阀体总成10、活塞缸套总成17。所述大阀体总成16如图4和图5所示，其包括8个“T”型大阀体，每个“T”型大阀体上设有物料进阀通道16-1、物料进小阀体通道16-3及物料进缸套通道16-4，在通道内设有“T”型阀芯16-6，在阀体内设有加热孔16-5和测温点16-2，以保证物料能恒温。

所述小阀体总成如图6和图7所示，8个“L”型小阀体并排组成小阀体总成10，在小阀体总成10的出口通过出料咀压板10-3连接出料咀总成9，阀体上部设有进料口10-4，阀体内设有阀杆10-1，阀杆10-1的密封圈10-6通过阀杆压板10-5固定，在阀体内还设有加热孔10-2。

所述活塞缸套总成如图8和图9所示，其由8个活塞缸套分两排组成，每个活塞缸套设有活塞杆17-3、活塞17-2及活塞密封圈17-1。

所述定量灌注系统在灌注作业时，其“T”型大阀体和“L”型小阀体的两个工作状态如图1、图10和图11所示；当活塞缸套总成17的活塞杆17-3向下运动时，“T”型大阀体切断阀体同软管的联系，此时没有物料输出，并接通储料罐15与活塞缸套总成17的通道，在活塞杆17-3向下运动的同时，物料在压力及活塞抽力下迅速充满缸套，为灌注做好准备，“L”型小阀体利用凡尔线密封原理封住出料咀，并将出料咀中残余物料强行挤压进笔杆37中；当活塞杆17-3下行到下死点时，“T”型大阀体在“T”型大阀体气缸19的作用下旋转90度，切断储料罐15与活塞缸套的通道，同时“L”型小阀体的阀芯后退打开软管到出料咀的通道，使缸套、“T”型大阀体、软管、“L”型小阀体及出料咀形成通路，这时活塞杆17-3上行将缸套中的灌注物料强行挤压进入笔杆37中，完成一次灌注动作。

本发明的工作过程如下：电机36将动力通过三角皮带传递到蜗轮蜗杆减速机35，减速机35动力输出端装有机械式安全离合器34，通过减速机35输出轴上的链轮进一步变速由链条33将动力传到主传动轴28，主传动轴28上设有改变力的方向的伞齿轮27及活塞杆驱动系统和灌注量调整机构29，还设有控制气缸电磁阀工作的电子接近开关感应环30。通过伞齿轮轴上联接的槽轮拨盘25，将动力传递给槽轮24，并转化为槽轮24的间歇运动。槽轮24带动与其同轴的工作盘7转动，主传动轴28每转动一周，拨动工作盘7转过一个工位，同时活塞杆驱动系统带动活塞杆也往复动作一次，所述小阀体总成10及出料咀通过小阀体总成滑座20驱动气缸带动往返动作一次，所述T型大阀体和L型小阀体按上述工作原理协调动作，完成对一个工位笔杆的灌注。

在上述灌注作业的同时，自动定量进杆系统同步工作，即通过电子开关感应环30得到同步指令，通过进杆数量控制气缸控制好每组笔杆数量，通过进杆气缸将成组的笔杆准确的推入工作盘7上的相对应笔杆模板38中。其工作盘7的出笔杆气缸和推板23同时推出一组灌注好的笔杆，通过笔杆出槽22导出。

本发明的全自动眉笔注芯机，对能适应各种材质的笔杆，比如再生资源纤维笔杆、可降解的塑料笔杆等，而利用纤维笔杆，塑料笔杆是节约木头资源、解决原料资源匮乏保护环境的有效途径。另外，本发明也不限于对眉笔的生产，基于同样的原理可以用于对空芯灌注类杆状产品生产，如对儿童用彩色木杆蜡笔的灌注。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种全自动眉笔注芯机，包括自动定量进杆系统、定量灌注系统、多工位旋转盘系统及机械驱动系统，所述自动定量进杆系统与所述多工位旋转盘系统的上杆工位相对接、所述定量灌注系统与所述多工位旋转盘系统的灌注工位相对接、所述机械驱动系统包括主传动轴，其特征在于：

所述定量灌注系统包括储料罐、大阀体总成、小阀体总成、小阀体总成滑座、活塞缸套总成及活塞杆驱动系统，所述储料罐的出口与所述大阀体总成的上口连接，所述大阀体总成的下口与所述活塞缸套总成的上端连接，所述活塞缸套总成的活塞杆与所述活塞杆驱动系统连接，所述大阀体总成出口和小阀体总成的入口之间通过软管组连接，所述小阀体总成的出口设有出料咀总成，所述小阀体总成固定连接在所述小阀体总成滑座上，所述小阀体总成滑座连接滑座驱动气缸，所述大阀体总成和小阀体总成还分别连接有大阀体气缸和小阀体气缸。

2.根据权利要求1所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述定量灌注系统的大阀体总成、软管组、小阀体总成、活塞缸套总成及出料咀总成分别包括至少一个大阀体、软管、小阀体、活塞缸套及出料咀，所述大阀体是“T”型阀体，所述小阀体是“L”型阀体。

3.根据权利要求1或2所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述活塞杆驱动系统包括活塞杆顶杆、顶杆摇臂及内凸轮，所述内凸轮安装在所述主传动轴上，所述内凸轮与所述顶杆摇臂连接，所述顶杆摇臂与所述活塞杆顶杆连接，所述活塞杆顶杆连接所述活塞杆。

4.根据权利要求3所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述多工位旋转盘系统包括槽轮、槽轮固定基座、槽轮拨盘、槽轮连接套及工作盘，所述槽轮固定于所述槽轮固定基座上，所述槽轮拨盘的转轴通过伞齿轮与所述机械驱动系统的主传动轴连接，所述工作盘上方还设有灌注压紧气缸和出笔杆气缸及推板。

5.根据权利要求3所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述工作盘上均布有多个工装位，所述工装位设有笔杆模板，所述笔杆模板上设有多个笔杆槽，所述笔杆槽的数目等于所述出料咀的数目。

6.根据权利要求5所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述工作盘上设有6～12个工装位，所述笔杆模板上设有6～12个笔杆槽。

7.根据权利要求5所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述自动定量进杆系统包括笔杆储备仓、进杆机构、进杆数量控制机构及振动送杆机构，所述进杆机构、进杆数量控制机构及振动送杆机构分别包括进杆气缸、进杆数量控制气缸及振动送杆气缸。

8.根据权利要求7所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述机械驱动系统还包括电机、减速机、安全离合器，所述电机通过皮带与所述减速机连接，所述减速机经过所述安全离合器并通过链条与主传动轴连接。

9.根据权利要求8所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述主传动轴的轴端还设有用于同步注芯机动作的电子开关感应环。

10.根据权利要求9所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述储料罐、大阀体总成及小阀体总成分别设有加热保温系统，所述储料罐内还设有搅拌装置。

11.根据权利要求10所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，所述活塞杆驱动系统还包括灌注量调整机构。

12.根据权利要求10所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括控制柜。

13.根据权利要求11所述的全自动眉笔注芯机，其特征在于，还包括用于控制气缸动作的气动电磁阀组。

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