CN103569415B - 一种气动装订装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装订装置，特别是一种适合连续、自动化工作的气动装订装置。本发明气动装订装置通过设置送丝机构、剪切及U型弯折机构和顶压装订机构，由驱动装置驱动分别依次完成输送恒定长度的钢丝、截断、对钢丝做U型弯折及装订动作。由于本装订装置采用的是钢丝卷进行供料，因此可连续工作，适合连续、自动化工作要求，工作效率大为提高。

Description

一种气动装订装置

技术领域

本发明涉及一种装订装置，特别是一种适合连续、自动化工作的气动装订装置。

背景技术

目前有许多产品在包装过程中都使用了U形订书针进行装订，如一些文具、小瓶包装的饮料和保健品在销售时是以一板一板的形式成组包装的，这些都会用到U形钉装订装置。然而由于目前没有专用的U形钉装订装置，一般只能使用普通的手动订书机进行装订，工人劳动强度大、且速度慢效率低下；也有的采用将普通的手动订书机安装在一个支架上，并通过一个驱动机构驱动订书机的压顶部分完成装订动作。但是由于普通的手动订书机并非是为了连续、自动化装订工作而设计的，其内部一次只能装非常有限数量的U形订书针，因此经常需要将其取下装填U形订书针，非常不便，同时也影响效率；另外，由于普通的手动订书机并非是为了连续、自动化装订工作而设计的，而是为了手工操作设计的，其结构设计上的限制使得普通的手动订书机的使用寿命不长，容易损坏。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种适合连续、自动化工作的气动装订装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种气动装订装置，其特征在于：包括送丝机构、剪切及U型弯折机构和顶压装订机构，所述送丝机构包括放丝盘、两个钢丝夹持装置及牵引驱动机构，其中一个钢丝夹持装置定位设置，另一个钢丝夹持装置在牵引驱动机构驱动下沿送丝路线定距离来回运动单向牵引钢丝；剪切及U型弯折机构包括一固定设置的定位剪切块和冲剪弯折块及冲剪弯折驱动机构，所述定位剪切块上设有滑行平面，滑行平面上设有出丝孔，所述冲剪弯折块设有剪切刃，所述冲剪弯折驱动机构驱动冲剪弯折块使剪切刃贴滑行平面往复运动，所述出丝孔出口处于剪切刃运动轨迹中，所述剪切及U型弯折机构还设有一个用于夹持被剪切下来的钢丝段的夹头，所述夹头为块状，具有两个相互平行的侧面，两个侧面之间的距离与U形订书针开口相等，两个侧面之间的表面上设有与钢丝段直径间隙相配的凹槽构成钢丝段嵌槽，所述嵌槽两端分别延伸至所述两个侧面并与之垂直，所述冲剪弯折块设有宽度与夹头两个侧面之间的距离间隙相配的凹槽构成的冲压槽，所述冲剪弯折块的冲压槽端部与夹头相对设置，所述冲剪弯折块的运动方向与所述侧面平行，所述夹头处于所述冲压槽的运动轨迹中，所述冲压槽侧壁与嵌槽相应的位置沿运动方向设有与钢丝段直径间隙相配的凹槽；所述顶压装订机构包括一个设有一对凹坑的装订模块、顶杆及顶杆驱动装置，所述顶杆端部与装订模块相对设置，所述夹头处于装订模块和顶杆之间，所述顶杆的运动方向与所述侧面平行。

与现有技术相比较，本发明的气动装订装置通过设置送丝机构、剪切及U型弯折机构和顶压装订机构，由驱动装置驱动分别依次完成输送恒定长度的钢丝、截断、对钢丝做U型弯折及装订动作。由于本装订装置采用的是钢丝卷进行供料，因此可连续工作，适合连续、自动化工作要求，工作效率大为提高。

  下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明具体实施例立体结构示意图；

附图2为本发明具体实施例立体结构分解示意图之一；

附图3为图2 I部局部放大图；

附图4为本发明具体实施例立体结构分解示意图之二；

附图5为本发明具体实施例结构主视图；

附图6为图5 B-B 剖视图；

附图7为本发明顶杆具体实施例立体结构示意图；

附图8为本发明冲剪弯折块具体实施例立体结构示意图；

附图9为本发明钢丝夹持装置具体实施例立体结构示意图；

附图10为本发明具体实施例顶杆与冲剪弯折块联动状态顶杆位置示意图；

附图11为本发明具体实施例顶杆与冲剪弯折块非联动状态顶杆位置示意图；

附图12为图11 II部局部放大图；

附图13为本发明钢丝夹持装置另一具体实施例立体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，气动装订装置包括送丝机构1、剪切及U型弯折机构2和顶压装订机构3，所述送丝机构1包括放丝盘101、两个钢丝夹持装置102及牵引驱动机构103，其中一个钢丝夹持装置102定位设置，另一个钢丝夹持装置102在牵引驱动机构103驱动下沿送丝路线定距离来回运动单向牵引钢丝；剪切及U型弯折机构2包括一固定设置的定位剪切块和冲剪弯折块201及冲剪弯折驱动机构202，所述定位剪切块上设有滑行平面，滑行平面上设有出丝孔203，所述冲剪弯折块201设有剪切刃204，所述冲剪弯折驱动机构202驱动冲剪弯折块201使剪切刃204贴滑行平面往复运动，所述出丝孔203出口处于剪切刃204运动轨迹中，这样设置可以保证剪切刃204能贴滑行平面滑动至出丝孔203出口处将钢丝剪断；所述剪切及U型弯折机构2还设有一个用于夹持被剪切下来的钢丝段的夹头205，所述夹头205为块状，具有两个相互平行的侧面，两个侧面之间的距离与U形订书针开口相等，两个侧面之间的表面上设有与钢丝段直径间隙相配的凹槽构成钢丝段嵌槽206，在保证钢丝段能在嵌槽206中滑动的情况下，嵌槽206与钢丝段之间的间隙尽可能小，以防止钢丝段脱落和U型弯折的质量，所述嵌槽206两端分别延伸至所述两个侧面并与之垂直；所述冲剪弯折块201设有宽度与夹头205两个侧面之间的距离间隙相配的凹槽构成的冲压槽207，所述冲剪弯折块201的冲压槽207端部与夹头205相对设置，所述冲剪弯折块201的运动方向与所述侧面平行，所述夹头205处于所述冲压槽207的运动轨迹中，所述冲压槽207侧壁与嵌槽206相应的位置沿运动方向设有与钢丝段直径间隙相配的凹槽208；所述顶压装订机构3包括一个设有一对凹坑的装订模块301、顶杆302及顶杆驱动装置，所述顶杆302端部与装订模块301相对设置，所述夹头205处于装订模块301和顶杆302之间，所述顶杆302的运动方向与所述侧面平行。本具体实施例中，如图9所示，所述钢丝夹持装置102设有一个夹持座1021和夹持块1022，所述夹持座1021上设有夹持块滑腔，所述夹持块滑腔底部设有与钢丝间隙配合的导丝凹槽1023，所述导丝凹槽1023前后贯通供钢丝穿过，所述夹持块1022可滑动地设置在夹持块滑腔1024中，所述夹持块1022朝向导丝凹槽1023的一侧与导丝凹槽1023相对应的位置设有凸起的夹条1025，所述夹条1025形状与导丝凹槽1023间隙相配，所述钢丝夹持装置102还设有夹持驱动装置1026驱动夹持块1022在夹持块滑腔1024中滑动完成对钢丝的夹持和放开。当然，钢丝夹持装置的结构并不是唯一的，所述钢丝夹持装置还可以是包括一个夹持体104，如图13所示，所述夹持体104中设有截面呈梯形状的夹持件容腔1041，所述夹持体104上设有垂直穿过夹持件容腔1041的对应梯形上下底边的两个侧面中心线的贯通孔，所述贯通孔与钢丝直径间歇配合构成钢丝穿孔1042，所述夹持件容腔1041中设有一对圆柱状的夹条105，所述夹持件容腔1041中还设有压缩弹簧106将所述一对夹条105弹性压向夹持件容腔1041的对应梯形较窄一侧底边的侧面，所述夹持件容腔1041的对应梯形较窄一侧底边的侧面宽度小于一对夹条105及钢丝的直径之和。相同的钢丝夹持装置同样设置两个，且一个固定设置，另一个可滑动地设置，钢丝从所述夹持件容腔1041的对应梯形较窄一侧底边的侧面穿入，另一侧穿出，两个钢丝夹持装置设置的方向一致。当滑动设置的钢丝夹持装置向前（即从对应梯形较窄一侧向较宽方向）移动的时候，由于所述夹持件容腔1041的对应梯形较窄一侧底边的侧面宽度小于一对夹条105及钢丝的直径之和，因此钢丝将被一对夹条105夹住无法后退而被向前牵引，而固定设置的钢丝夹持装置由于此时钢丝是从对应梯形较窄一侧向较宽方向移动，夹持件容腔1041宽度变宽，所述一对夹条105将会松开而允许钢丝移动；当钢丝将被向前牵引到位后，滑动设置的钢丝夹持装置反向移动回位的时候，则刚好相反，由此完成一次送丝动作。夹持驱动装置1026可以是多种方式，如电磁机构驱动，本具体实施例中选用气缸驱动，工作较为可靠。如图2-8所示，本具体实施例中所述剪切及U型弯折机构2设有基板，所述冲剪弯折块201为矩形条状，所述基板上设有与冲剪弯折块201相配的滑槽209，所述基板构成所述定位剪切块。滑槽209也可以由平行间隔设置在基板上的两条矩形条块构成，之间的距离等于滑槽209宽度，滑槽209侧壁构成所述滑行平面，滑槽209侧壁上设有供钢丝穿过的贯通的导丝孔，导丝孔处于滑槽209侧壁上的出口构成所述出丝孔203，所述冲剪弯折块201可滑动地设置在滑槽209中。所述冲剪弯折块201前端靠近设有出丝孔203一侧优选设有高硬度合金块20B，合金块20B的前端棱角构成所述剪切刃204，这样可以更加耐用。如图3、6所示，所述冲剪弯折块201前方的基板上设有夹头容腔，夹头容腔的截面形状优选矩形，所述夹头205的截面形状同样为矩形以方便制作，所述夹头205设置在夹头容腔中，所述夹头容腔中还设有弹性复位机构，使所述夹头205的顶部可弹性外露和回缩，所述嵌槽206设置在夹头205顶部，夹头205顶部外露时，所述嵌槽206与导丝孔处于一条直线上，所述冲压槽207设置在冲剪弯折块201朝向基板的一面上，冲压槽207截面优选为矩形，所述冲压槽207侧壁与嵌槽206高度相应的位置沿运动方向设有深度及宽度与钢丝段直径间隙相配的凹槽208；所述顶杆302为矩形条状，所述顶杆302截面形状与冲压槽207相同并间隙配合在冲压槽207中，所述装订模块301设置在夹头205相对于顶杆302的另一侧的基板上，所述顶杆302端部与装订模块301相对设置；为了使U形弯折后的钢丝段（订书针）能自动地从夹头205的嵌槽206移出进入冲剪弯折块201上冲压槽207侧壁的凹槽208中为最后装订做好准备，所述夹头205朝向顶杆302的一侧呈斜面或弧面设置，顶杆302朝向所述夹头205的一侧的下部优选也呈斜面或弧面设置，这样的设置，当顶杆302端部接触到夹头205后，由于斜面的作用，夹头205将会被向下压而缩回至夹头容腔中，而U形弯折后的钢丝段（订书针）则会架在冲压槽207两侧壁上的凹槽208上。所述顶杆302与冲剪弯折块201之间设有联动机构，在冲剪弯折块201前行及进行U形弯折过程中，所述联动机构使顶杆302与冲剪弯折块201联动，U形弯折完成后，顶杆302与冲剪弯折块201脱离联动，在顶杆302回位过程中，所述联动机构使顶杆302与冲剪弯折块201联动同时完成回位。设置联动机构的目的是为了简化动作，减少驱动机构的设置及简化装置结构。本具体实施例中，如图2-8所示，联动机构具体如下：在所述滑槽209的底部还设有下凹的顶杆联动滑槽20A，所述顶杆302同时间隙配合处于顶杆联动滑槽20A和冲压槽207中，所述顶杆302朝向顶杆联动滑槽20A和冲压槽207侧壁的两侧面上设有联动件容腔3021，联动件容腔3021中设有可弹性伸缩或一端可以摆动的联动件303，所述冲剪弯折块201的冲压槽207侧壁设有与联动件303端部相配的联动凹坑20C，所述顶杆联动滑槽20A的前段（即靠近夹头205和装订模块301的一侧）较窄，基本与顶杆302等宽，以保证联动件303缩回至联动件容腔3021中，而后段较宽，其侧壁与顶杆302之间的空间要足以使联动件303外露的端部能可靠地卡在冲剪弯折块201的冲压槽207侧壁上的联动凹坑20C中形成联动，前后段之间的侧壁由斜面20D连接使顶杆302能顺畅滑动，并通过斜面20D作用将联动件303推回至联动件容腔3021中，所述联动件303处于顶杆联动滑槽20A较宽的后段中时端部外露，所述联动件303处于顶杆联动滑槽20A较窄的前段中时端部内收至联动件容腔3021中构成所述的联动机构。斜面20D的位置要合适，当顶杆302连同冲剪弯折块201向前滑至夹头205完全进入冲剪弯折块201的冲压槽207的前端完成U形弯折，此时所述联动件303的位置应当刚好位于所述顶杆联动滑槽20A前后段过渡的斜面20D处。

所述联动机构并不局限于上述一种结构，还可以是通过行程开关与电磁控制的联动销配合，但是结构较为复杂，此处不再赘述。

气动装订装置中，所述牵引驱动机构103、冲剪弯折驱动机构202优选采用气缸驱动机构，本具体实施例中，所述剪切及U型弯折机构2和顶压装订机构3均安装在一固定板6上，所述剪切及U型弯折机构2并排安装在顶压装订机构3一侧，作为牵引驱动机构和冲剪弯折驱动机构的驱动装置牵引气缸和冲剪气缸也并排固定在述剪切及U型弯折机构2和顶压装订机构3的后侧，所述冲剪气缸的活塞与顶杆302轴线相平行，活塞前端与顶杆302末端固定连接；两个夹持装置102一前一后设置，前面的夹持装置102即固定夹持装置102A固定设置，后面的夹持装置102即牵引夹持装置102B滑动设置，牵引气缸的活塞与滑动设置夹持装置102中的夹持座1021固定连接，牵引气缸的活塞的行程距离即是订书针所用钢丝的长度。为了更加顺畅地送丝，本装订装置中，在放丝盘101和牵引夹持装置102B之间设置了弧形挡板4，在固定夹持装置102A的导丝凹槽1023出口与所述定位剪块上出丝孔203的进口之间设有导丝管5连接。

当然，所述牵引驱动机构、冲剪弯折驱动机构也可以为电磁驱动机构或电机驱动机构。

气动装订装置的工作过程如下：首先，固定夹持装置102A松开钢丝，而牵引夹持装置102B夹紧钢丝，随后在牵引气缸的驱动下将钢丝向前牵引一小段，接着固定夹持装置102A夹紧钢丝，牵引夹持装置102B松开钢丝，在牵引气缸的的驱动下回到初始位置；而同时，冲剪气缸驱动顶杆302向前滑动，如图10所示，由于此时联动件303的位置处于联动滑槽20A较宽的后段，联动件303外露的端部卡在冲剪弯折块201的冲压槽207侧壁上的联动凹坑20C中形成联动，冲剪弯折块201与顶杆302继续向前滑动，至夹头205逐渐进入冲剪弯折块201的冲压槽207的前端，通过冲压槽207的侧壁与夹头205的两个侧面相互作用完成U形弯折，当顶杆302端部接触到夹头205后，由于斜面20D的作用，夹头205将会被向下压而缩回至夹头容腔中，而U形弯折后的钢丝段（订书针）则会架在冲压槽207两侧壁上的凹槽208上，当顶杆302连同冲剪弯折块201向前滑至夹头205完全进入冲剪弯折块201的冲压槽207的前端完成U形弯折，此时所述联动件303的位置开始到达位于所述顶杆联动滑槽20A前后段过渡的斜面20D处；当冲剪弯折块201与顶杆302继续向前滑动，联动件303至联动滑槽20A较窄的前段中时，联动件303的端部内收至联动件容腔3021中，脱离冲剪弯折块201的冲压槽207侧壁上的联动凹坑20C，顶杆302与冲剪弯折块201脱离联动，如图11所示，顶杆302在冲剪气缸驱动下单独继续向前滑动，推动U形弯折后的钢丝段（订书针）至装订模块301，完成对处于夹头205和装订模块301之间的工件进行装订；随后顶杆302在冲剪气缸的驱动下反向滑动，当联动件303至联动滑槽20A后段较宽处时，联动件303端部外露，重新卡在冲剪弯折块201的冲压槽207侧壁上的联动凹坑20C中形成联动，将冲剪弯折块201一同拉回至初始位置，准备下次动作。

Claims (9)

1.一种气动装订装置，其特征在于：包括送丝机构、剪切及U型弯折机构和顶压装订机构，所述送丝机构包括放丝盘、两个钢丝夹持装置及牵引驱动机构，其中一个钢丝夹持装置定位设置，另一个钢丝夹持装置在牵引驱动机构驱动下沿送丝路线定距离来回运动单向牵引钢丝；剪切及U型弯折机构包括一固定设置的定位剪切块和冲剪弯折块及冲剪弯折驱动机构，所述定位剪切块上设有滑行平面，滑行平面上设有出丝孔，所述冲剪弯折块设有剪切刃，所述冲剪弯折驱动机构驱动冲剪弯折块使剪切刃贴滑行平面往复运动，所述出丝孔出口处于剪切刃运动轨迹中，所述剪切及U型弯折机构还设有一个用于夹持被剪切下来的钢丝段的夹头，所述夹头为块状，具有两个相互平行的侧面，两个侧面之间的距离与U形订书针开口相等，两个侧面之间的表面上设有与钢丝段直径间隙相配的凹槽构成钢丝段嵌槽，所述嵌槽两端分别延伸至所述两个侧面并与之垂直，所述冲剪弯折块设有宽度与夹头两个侧面之间的距离间隙相配的凹槽构成的冲压槽，所述冲剪弯折块的冲压槽端部与夹头相对设置，所述冲剪弯折块的运动方向与所述侧面平行，所述夹头处于所述冲压槽的运动轨迹中，所述冲压槽侧壁与嵌槽相应的位置沿运动方向设有与钢丝段直径间隙相配的凹槽；所述顶压装订机构包括一个设有一对凹坑的装订模块、顶杆及顶杆驱动装置，所述顶杆端部与装订模块相对设置，所述夹头处于装订模块和顶杆之间，所述顶杆的运动方向与所述侧面平行。

2.根据权利要求1所述的气动装订装置，其特征在于：所述钢丝夹持装置设有一个夹持座和夹持块，所述夹持座上设有夹持块滑腔，所述夹持块滑腔底部设有与钢丝间隙配合的导丝凹槽，所述导丝凹槽前后贯通，所述夹持块可滑动地设置在夹持块滑腔中，所述夹持块朝向导丝凹槽的一侧与导丝凹槽相对应的位置设有凸起的压条，所述压条形状与导丝凹槽间隙相配，所述钢丝夹持装置还设有夹持驱动装置驱动夹持块在夹持块滑腔中滑动完成对钢丝的夹持和放开。

3.根据权利要求1所述的气动装订装置，其特征在于：所述钢丝夹持装置包括一个夹持体，所述夹持体中设有截面呈梯形状的夹持件容腔，所述夹持体上设有垂直穿过夹持件容腔的对应梯形上下底边的两个侧面中心线的贯通孔，所述贯通孔与钢丝直径间歇配合构成钢丝穿孔，所述夹持件容腔中设有一对圆柱状的夹条，所述夹持件容腔中还设有压缩弹簧将所述一对夹条弹性压向夹持件容腔的对应梯形较窄一侧底边的侧面，所述夹持件容腔的对应梯形较窄一侧底边的侧面宽度小于一对夹条及钢丝的直径之和。

4.根据权利要求3所述的气动装订装置，其特征在于：所述夹持驱动装置为气缸驱动机构。

5.根据权利要求3所述的气动装订装置，其特征在于：所述夹持驱动装置为电磁驱动机构。

6.根据权利要求1所述的气动装订装置，其特征在于：所述剪切及U型弯折机构设有基板，所述冲剪弯折块为矩形条状，所述基板上设有与冲剪弯折块相配的滑槽，所述基板构成所述定位剪切块，滑槽侧壁构成所述滑行平面，滑槽侧壁上设有供钢丝穿过的贯通的导丝孔，导丝孔滑槽侧壁一侧的出口构成所述出丝孔，所述冲剪弯折块可滑动地设置在滑槽中，所述冲剪弯折块前端靠近设有出丝孔一侧设有高硬度合金块，合金块的前端棱角构成所述剪切刃；所述冲剪弯折块前方的基板上设有夹头容腔，所述夹头设置在夹头容腔中，所述夹头容腔中还设有弹性复位机构，使所述夹头的顶部可弹性外露和回缩，所述嵌槽设置在夹头顶部，夹头顶部外露时，所述嵌槽与导丝孔处于一条直线上，所述冲压槽设置在冲剪弯折块朝向基板的一面上；所述顶杆为矩形条状，所述顶杆截面形状与冲压槽相同并间隙配合在冲压槽中，所述装订模块设置在夹头相对于顶杆的另一侧的基板上，所述顶杆端部与装订模块相对设置，所述顶杆与冲剪弯折块之间设有联动机构，在冲剪弯折块前行及进行U形弯折过程中，所述联动机构使顶杆与冲剪弯折块联动，U形弯折完成后，顶杆与冲剪弯折块脱离联动，在顶杆回位过程中，所述联动机构使顶杆与冲剪弯折块联动同时完成回位。

7.根据权利要求6所述的气动装订装置，其特征在于：所述滑槽的底部还设有下凹的顶杆联动滑槽，所述顶杆同时间隙配合处于顶杆联动滑槽和冲压槽中，所述顶杆朝向顶杆联动滑槽和冲压槽侧壁的两侧面上设有联动件容腔，联动件容腔中设有可弹性伸缩或一端可以摆动的联动件，所述冲剪弯折块的冲压槽侧壁设有与联动件端部相配的联动凹坑，所述顶杆联动滑槽的前段较窄后段较宽，前后段之间的侧壁由斜面连接，所述联动件处于顶杆联动滑槽较宽的后段中时端部外露，所述联动件处于顶杆联动滑槽较窄的前段中时端部内收至联动件容腔中构成所述的联动机构。

8.根据权利要求1-7任一项所述的气动装订装置，其特征在于：所述牵引驱动机构、冲剪弯折驱动机构为气缸驱动机构或电机驱动机构。

9.根据权利要求1-7任一项所述的气动装订装置，其特征在于：所述牵引驱动机构、冲剪弯折驱动机构为电磁驱动机构或电机驱动机构。