CN112622455B - 一种三维钢瓶打字装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维钢瓶打字装置，包括有基座部分、自动控制系统、移动机构、步进升降机构、机头部分、上料机构及刻字头机构，刻字头机构包括有字头组件，字头组件包括有字盘，步进升降机构位于移动机构与机头部分之间；刻字头机构安装在机头部分与移动机构相对的一侧；移动机构安装在基座部分上，移动机构上设置有夹紧旋转机构，通过夹紧旋转机构将位于打字工位的钢瓶夹紧固定并形成可旋转钢瓶的结构。本发明通过钢瓶和字盘相对旋转滚压成型打字，对钢瓶的冲击力小，可在同一工位实现多行打字；可实现字盘沿拨叉轴随意摆动，保证钢瓶球面与字盘垂直，打印字符清晰不变形；可连续成形，极大提高生产效率；设备采用全自动设计，自动化程度高。

Description

一种三维钢瓶打字装置

技术领域

本发明涉及刻字设备技术领域，尤其涉及一种用于给钢瓶及类似产品进行刻字的设备。

背景技术

目前市面上使用的钢瓶打字机种类少，结构较为单一，效率低。基本上是手持式、立式、卧式、台式等简单的结构，采用的原理一般是通过打印针在二维工作台上打字或者移动打印针在旋转钢瓶上打字，由于结构的局限性，导致其存在打字不连续或字符易变形等缺陷。具体而言，每打印一个字变换一个位置，为不连续打字形式；钢瓶不动的打字，类似打字针在平面上打字，存在字符易变形缺陷；操作复杂，效率低，设备自动化水平低，人工操作劳动强度大，质量不易控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种钢瓶与字盘既可以同时相对旋转，又能保证钢瓶打字面与字盘随时处于垂直状态，还可以在不同直径的钢瓶肩部整个球面上打印字符，也可以中英文同时双工位多行打印，打印效率高、自动化水平高、无需过多人工介入的三维钢瓶打字装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种三维钢瓶打字装置，包括有基座部分、自动控制系统及刻字头机构，刻字头机构包括有字头组件，字头组件包括有用于实现在钢瓶上刻字的字盘，字盘通过整个字头组件安装在刻字头机构上形成可活动结构，其特征在于：还包括有移动机构、步进升降机构、机头部分和上料机构，移动机构、步进升降机构和机头部分分别安装在基座部分上，其中步进升降机构位于移动机构与机头部分之间；刻字头机构以滑配的方式安装在机头部分与移动机构相对的一侧，并悬于步进升降机构上方，通过步进升降机构将钢瓶输送至打字工位；移动机构以滑配的方式安装在基座部分上形成可相对刻字头机构做远离或接近移动的结构，移动机构上设置有夹紧旋转机构，通过夹紧旋转机构将位于打字工位的钢瓶夹紧固定并形成可旋转钢瓶的结构；所述上料机构靠近所述夹紧旋转机构，由上料机构与步进升降机构配合形成上料工位。

在机头部分上设置有至少两套沿横向并列布置的刻字头机构以形成至少两个可同时进行刻字的打字工位(优选两个打工字位)，在步进升降机构上设置有至少一个上料工位和至少两个分别与各刻字头机构对应的打字工位，打字工位与上料工位之间及相邻的打字工位之间具有相同的间距，该间距与相邻刻字头机构之间的间距相同，上料工位与上料机构相对；移动机构对应各刻字头机构设置至少两组夹紧旋转机构，相邻夹紧旋转机构之间的间距与相邻刻字头机构之间的间距相同。

还包括有前定位机构和出料托架机构，前定位机构的数量与位置均与刻字头机构相适配，每一前定位机构对准一夹紧旋转机构，通过前定位机构与夹紧旋转机构配合从前后两端一起固定钢瓶；出料托架机构位于基座部分的另一侧而形成与上料机构分列于基座部分两侧的结构，出料托架机构的上表面朝外并朝下倾斜以形成钢瓶可从出料托架机构上自行往外滚落的结构，在出料托架机构与步进升降机构之间形成下料工位。步进升降机构移动到下料工位后下降，钢瓶沿出料托架机构的斜面滚落到下一工序。

刻字头机构还包括有伺服减速电机、溜板组件、拨叉及拨动滑板，伺服减速电机通过电机座安装在溜板组件上，字头组件安装在溜板组件中，整个刻字头机构则通过溜板组件安装在机头部分上形成可移动的结构；字头组件还包括有谐波减速电机、字头移动液压缸和摆动座，摆动座中设置有接近导轨，字盘安装在接近导轨上而朝向移动机构及步进升降机构，字头移动液压缸安装在摆动座上并连接字盘使字盘形成可靠近或远离钢瓶的移动结构，谐波减速电机连接字盘使字盘形成可旋转结构；

在溜板组件一侧设置有摆动导轨，拨动滑板通过摆动滑块安装在摆动导轨上；在拨动滑板上设置有限位轴，通过限位轴安装有拨叉；在溜板组件的两侧安装有拨叉轴承座，在拨叉轴承座中安装有拨叉轴，拨叉轴连接摆动座，拨叉连接拨叉轴，使摆动座形成可沿拨叉轴为轴线的摆动结构；

伺服减速电机连接有字头丝杠，字头丝杠上装有字头移动丝母，字头移动丝母与拨动滑板连接；在拨动滑板的侧面设置有字头组件限位架，在摆动导轨的旁边设有两处与字头组件限位架相配的字头组件限位开关，形成对字头组件移动行程的限位结构。刻字头机构是整个设备的主要部分，可以在钢瓶整个球面部位打印出符合国家标准的多行字符。伺服减速电机旋转带动与字头丝杠配合的字头移动丝母移动，字头移动丝母带动拨动滑板移动，从而通过限位轴带动拨叉，通过拨叉带动字头组件的摆动座沿两拨叉轴的轴线随意摆动；字头组件限位开关与字头组件限位架配合使用，保障字头组件在行程范围内的使用安全。

所述机头部分包括有机头底座、机头滚珠丝杠和机头减速电机，机头底座朝向步进升降机构的一面设置为斜面，机头底座的底面安装在基座部分的机身上；机头减速电机通过机头电机座安装在机头底座上，机头滚珠丝杠与机头减速电机连接；在机头底座的斜面设置数量与刻字头机构相配的至少两对刻字滑动导轨，刻字头机构的溜板组件通过若干刻字滑块安装在刻字滑动导轨上形成沿所述斜面倾斜升降移动的结构；在溜板组件与机头部分装配的一侧设置有字头丝母和刻字头移动导向架，刻字头机构通过字头丝母与机头滚珠丝杠连接，刻字头移动导向架则架设在机头底座的侧面形成对刻字头机构移动过程的导向结构；

在每对刻字滑动导轨的旁边各设置有一组刻字头限位开关，在字头丝母旁边的溜板组件上则设置与刻字头限位开关相配的刻字限位开关支架，通过上下的刻字头限位开关隔出刻字头机构的移动行程范围。机头减速电机转动带动机头滚珠丝杠旋转，旋转的机头滚珠丝杠与刻字头机构的字头丝母配合，使安装在刻字滑块上的刻字头机构沿机头底座的斜面滑动，可以在钢瓶肩部打上多行字符；刻字头限位开关实现对刻字头机构的行程限位。

所述基座部分还包括有位置及数量与刻字头机构相配的托轮组和位于上料机构前方的前托架，托轮组位于机头底座斜面部位的下方，可将钢瓶托起；前托架安装在机身的侧面朝机身外侧伸出与上料机构配合形成上料工位，前托架位于和刻字头机构横向相对的位置，步进升降机构则设置在前托架与上料机构之间，前托架和上料机构配合可将上道工序转来的钢瓶托起。在机身的后部上面设置有移动导轨，移动导轨上设置有移动滑块，移动机构通过移动滑块架设在该移动导轨上；在机身侧面靠近移动导轨的位置设置有前后两移动限位开关；

在前托架与上料机构之间的机身两侧各设置有齿轮和朝外伸出的支撑板，在支撑板上均设置有铜套和升降液压缸，升降液压缸与步进升降机构对接以驱动其进行升降移动。

所述步进升降机构包括有滑座、移料滑板和移料液压缸，滑座与升降液压缸连接固定，移料液压缸安装在滑座上，移料滑板通过横移滑块架设在滑座上并与移料液压缸连接形成可相对机身做横向移动的结构；在移料滑板上按刻字头机构的相同间距设置有至少三组托瓶架以形成至少一上料工位和至少两打字工位，托瓶架以伸展的姿态设置在移动机构与前定位机构之间；移料滑板的长度小于滑座的长度，以在对应出料托架机构的一侧留出下料工位；在滑座侧面靠近两端的位置各设置有一步进限位开关，在移料滑板的侧面设置有两处与步进限位开关相配的限位支撑件，通过步进限位开关与限位支撑件的配合隔出移料滑板的移动行程范围；在滑座的靠两端位置各设有一朝下伸出的齿条，齿条分别穿过铜套与所述齿轮啮合，形成对步进升降机构升降过程的同步结构；在滑座的底面设置有升降限位组件，升降限位组件随滑座一起升降，与移动限位开关配合，保证步进升降机构的升降移动安全；移料液压缸伸出时，将上料工位的钢瓶送达第一个打字工位，第一个打字工位的钢瓶送达第二个打字工位，第二个打字工位的钢瓶则送达下料工位。

所述移动机构包括有移动座，移动座通过移动丝母安装在基座部分的移动丝杠上，并通过移动滑块架设在移动导轨上形成可沿基座部分纵向移动的结构；夹紧旋转机构包括有夹爪和伺服旋转电机，伺服旋转电机连接有主动齿轮，主动齿轮连接有从动齿轮，夹爪与从动齿轮同轴连接形成可旋转结构；夹爪还连接有定位液压缸，以形成可向前定位机构移动的结构，伺服旋转电机及定位液压缸分别安装在移动座上；在夹爪前方的移动座边缘位置安装有支托架，以形成与托轮组配合托住钢瓶的结构；在支托架的旁边设置有行程开关，以形成感应钢瓶是否放置到位的结构；在移动座的侧面设置有与移动限位开关配合的限位撞块，通过限位撞块在前后两移动限位开关之间运动而隔成移动机构的移动行程范围。移动机构可以同时夹紧并旋转钢瓶，通过移动丝母与移动丝杠配合移动以适应不同的钢瓶长度，此为一级长度调节。夹爪可以夹紧钢瓶，支托架辅助托起钢瓶；行程开关可以感应有无钢瓶，若有钢瓶则夹爪可以完成夹紧动作，若无钢瓶则夹爪不动作；定位液压缸可以推动夹爪以夹紧不同长度的钢瓶，此为二级长度调节；限位撞块与两移动限位开关配合，用以保障移动机构前后移动位置范围。

所述前定位机构位于刻字头机构下方，其包括有定位箱体，定位箱体安装在机身上；在定位箱体的前侧设置有限位液压缸，在定位箱体的后侧设置有直线轴承座，通过直线轴承座在定位箱体中安装有直线轴承，限位液压缸的缸杆通过直线轴承穿过定位箱体；在缸杆的前端固定有顶头，在顶头固定有挡环；在顶头的旁边装有两处定位行程开关，通过挡环在两定位行程开关之间的范围内移动形成顶头的移动行程范围；由顶头从前面顶住钢瓶的前端，夹爪则从后面夹紧钢瓶的后端。挡环为定位行程开关的感应元件，随限位液压缸的缸杆一起移动，与两个定位行程开关配合，保证限位液压缸的移动安全；顶头直接作用于钢瓶前端用于顶紧钢瓶。

上料机构包括有上料托架和托架座，上料托架安装在移动机构的移动座上，托架座则安装在上料托架伸出于机身外面的部位上，并且托架座与前托架纵向对齐；在上料托架上设置有后定位气缸，后定位气缸位于托架座后面，通过后定位气缸朝托架座伸出以顶紧钢瓶后端；在托架座的旁边设置有钢瓶检测开关，以形成对钢瓶是否装入到位的检测结构。钢瓶检测开关检测到钢瓶后，后定位气缸会伸出顶紧钢瓶，以使钢瓶定位；当步进升降机构升起到位后，后定位气缸缩回，步进升降机构托起钢瓶移动到下一工序(即第一个打字工位)。

本发明具有以下优点：第一，通过钢瓶和字盘相对旋转滚压成型打字，对钢瓶的冲击力小，打字部件体积小，设备功耗小；第二，可以在同一工位实现多行打字；第三，可以实现字盘沿两个拨叉轴轴线随意摆动，保证钢瓶球面与字盘随时垂直，打印的字符清晰不变形；第四，字符打印可连续成形，极大的提高了生产效率；第五，可设计成双打字工位，可以同时打印中英文字符，使钢瓶在一次生产线上完成所有打印工序，极大的提高了效率；第六，整个设备采用全自动设计，操作简单，自动化程度高，质量容易控制。

附图说明

图1为本发明整机主视图；

图2为本发明整机俯视图；

图3为本发明整机左视图；

图4为基座部分主视图；

图5为基座部分俯视图；

图6为基座部分左视图；

图7为移动机构俯视图；

图8为移动机构视左视图；

图9为步进升降机构前视图；

图10为步进升降机构俯视图；

图11为步进升降机构侧视图；

图12为机头部分主视图；

图13为机头部分俯视图；

图14为机头部分侧视图；

图15为刻字头机构前视图；

图16为刻字头机构侧视图；

图17为刻字头机构俯视图；

图18为前定位机构侧视图；

图19为前定位机构俯视图；

图20为上料机构前视图；

图21为上料机构俯视图；

图22为上料机构侧视图。

图中，1为基座部分，11为机身，12为托轮组，13为前托架，14为铜套，15为升降液压缸，16为移动丝杠，17为移动限位开关，18为移动导轨，19为齿轮，110为移动滑块，2为移动机构，20为移动座，21为移动丝母，22为夹爪，23为支托架，24为行程开关，25为从动齿轮，26为主动齿轮，27为伺服旋转电机，28为限位撞块，29为定位液压缸，3为步进升降机构，31为滑座，32为托瓶架，33为移料滑板，34为横移滑块，35为导杆齿条，36为升降限位组件，37为步进限位开关，38为限位支撑件，39为移料液压缸，4为机头部分，41为机头底座，42为机头滚珠丝杠，43为机头减速电机，44为机头电机座，45为刻字头限位开关，46为刻字滑块，47为刻字滑动导轨，5为刻字头机构，51为伺服减速电机，52为电机座，53为溜板组件，54为摆动滑块，55为拨叉轴承座，56为字头组件，561为谐波减速电机，562为字头移动液压缸，563为摆动座，564为字盘，57为刻字限位开关支架，58为字头丝母，59为字头组件限位开关，510为字头组件限位架，511为刻字头移动导向架，512为拨叉，513为拨叉轴，514为拨动滑板，515为字头移动丝母，516为字头丝杠，517为摆动导轨，518为接近导轨，519为限位轴，6为前定位机构，61为定位箱体，62为直线轴承，63为限位液压缸，64为直线轴承座，65为挡环，66顶头，67为定位行程开关，7为出料托架机构，8为上料机构，81为上料托架，82为托架座，83为后定位气缸，84为钢瓶检测开关，9为钢瓶，10为自动控制系统。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施例对本发明做进一步说明：

本实施例中，参照图1-图3、图15，所述三维钢瓶打字装置，包括有基座部分1、自动控制系统10及刻字头机构5，刻字头机构5包括有字头组件56，字头组件56包括有用于实现在钢瓶9上刻字的字盘564，字盘564通过整个字头组件56安装在刻字头机构5上形成可活动结构；还包括有移动机构2、步进升降机构3、机头部分4和上料机构8，移动机构2、步进升降机构3和机头部分4分别安装在基座部分1上，其中步进升降机构3位于移动机构2与机头部分4之间；刻字头机构5以滑配的方式安装在机头部分4与移动机构2相对的一侧，并悬于步进升降机构3上方，通过步进升降机构3将钢瓶9输送至打字工位；移动机构2以滑配的方式安装在基座部分1上形成可相对刻字头机构5做远离或接近移动的结构，移动机构2上设置有夹紧旋转机构，通过夹紧旋转机构将位于打字工位的钢瓶9夹紧固定并形成可旋转钢瓶9的结构；所述上料机构8靠近所述夹紧旋转机构，由上料机构8与步进升降机构3配合形成上料工位。

在机头部分4上设置有至少两套沿横向并列布置的刻字头机构5以形成至少两个可同时进行刻字的打字工位(优选两个打字工位)，在步进升降机构3上设置有至少一个上料工位和至少两个分别与各刻字头机构5对应的打字工位，打字工位与上料工位之间及相邻的打字工位之间具有相同的间距，该间距与相邻刻字头机构5之间的间距相同，上料工位与上料机构8相对；移动机构2对应各刻字头机构5设置至少两组夹紧旋转机构，相邻夹紧旋转机构之间的间距与相邻刻字头机构5之间的间距相同。

还包括有前定位机构6和出料托架机构7，前定位机构6的数量与位置均与刻字头机构5相适配，每一前定位机构5对准一夹紧旋转机构，通过前定位机构5与夹紧旋转机构配合从前后两端一起固定钢瓶9；出料托架机构7位于基座部分1的另一侧而形成与上料机构8分列于基座部分1两侧的结构，出料托架机构7的上表面朝外并朝下倾斜以形成钢瓶9可从出料托架机构7上自行往外滚落的结构，在出料托架机构7与步进升降机构3之间形成下料工位。步进升降机构3移动到下料工位后下降，钢瓶9沿出料托架机构7的斜面滚落到下一工序。

参照图15-17，刻字头机构5还包括有伺服减速电机51、溜板组件53、拨叉512及拨动滑板514，伺服减速电机51通过电机座52安装在溜板组件53上，字头组件56安装在溜板组件53中，整个刻字头机构5则通过溜板组件53安装在机头部分4上形成可移动的结构；字头组件56还包括有谐波减速电机561、字头移动液压缸562和摆动座563，摆动座563中设置有接近导轨518，字盘564安装在接近导轨518上而朝向移动机构2及步进升降机构3，字头移动液压缸562安装在摆动座563上并连接字盘564使字盘564形成可靠近或远离钢瓶9的移动结构，谐波减速电机561连接字盘564使字盘564形成可旋转结构；

在溜板组件53一侧设置有摆动导轨517，拨动滑板514通过摆动滑块54安装在摆动导轨517上；在拨动滑板514上设置有限位轴519，通过限位轴519安装有拨叉512；在溜板组件53的两侧安装有拨叉轴承座55，在拨叉轴承座55中安装有拨叉轴513，拨叉轴513连接摆动座563，拨叉512连接拨叉轴513，使摆动座563形成可沿拨叉轴513为轴线的摆动结构；

伺服减速电机51连接有字头丝杠516，字头丝杠516上装有字头移动丝母515，字头移动丝母515与拨动滑板514连接；在拨动滑板514的侧面设置有字头组件限位架510，在摆动导轨517的旁边设有两处与字头组件限位架510相配的字头组件限位开关59，形成对字头组件56移动行程的限位结构。刻字头机构5是整个设备的主要部分，可以在钢瓶9整个球面部位打印出符合国家标准的多行字符。伺服减速电机51旋转带动与字头丝杠516配合的字头移动丝母515移动，字头移动丝母515带动拨动滑板514移动，从而通过限位轴519带动拨叉512，通过拨叉512带动字头组件56的摆动座563沿两拨叉轴513的轴线随意摆动；字头组件限位开关59与字头组件限位架510配合使用，保障字头组件56在行程范围内的使用安全。

参照图12-图14，所述机头部分4包括有机头底座41、机头滚珠丝杠42和机头减速电机43，机头底座41朝向步进升降机构3的一面设置为斜面，机头底座41的底面安装在基座部分1的机身11上；机头减速电机43通过机头电机座44安装在机头底座41上，机头滚珠丝杠42与机头减速电机43连接；在机头底座41的斜面设置数量与刻字头机构5相配的至少两对刻字滑动导轨47，刻字头机构5的溜板组件53通过若干刻字滑块46安装在刻字滑动导轨47上形成沿所述斜面倾斜升降移动的结构；在溜板组件53与机头部分4装配的一侧设置有字头丝母58和刻字头移动导向架511，刻字头机构5通过字头丝母58与机头滚珠丝杠42连接，刻字头移动导向架511则架设在机头底座41的侧面形成对刻字头机构5移动过程的导向结构；

在每对刻字滑动导轨47的旁边各设置有一组刻字头限位开关45，在字头丝母58旁边的溜板组件53上则设置与刻字头限位开关45相配的刻字限位开关支架57，通过上下的刻字头限位开关45隔出刻字头机构5的移动行程范围。机头减速电机43转动带动机头滚珠丝杠42旋转，旋转的机头滚珠丝杠42与刻字头机构5的字头丝母58配合，使安装在刻字滑块46上的刻字头机构5沿机头底座41的斜面滑动，可以在钢瓶9肩部打上多行字符；刻字头限位开关45实现对刻字头机构5的行程限位。

参照图4-图6，所述基座部分1还包括有位置及数量与刻字头机构5相配的托轮组12和位于上料机构8前方的前托架13，托轮组12位于机头底座41斜面部位的下方，可将钢瓶9托起；前托架13安装在机身11的侧面朝机身11外侧伸出与上料机构8配合形成上料工位，前托架13位于和刻字头机构5横向相对的位置，步进升降机构3则设置在前托架13与上料机构8之间，前托架13和上料机构8配合可将上道工序转来的钢瓶9托起。在机身的后部上面设置有移动导轨18，移动导轨18上设置有移动滑块110，移动机构2通过移动滑块110架设在该移动导轨18上；在机身11侧面靠近移动导轨18的位置设有前后两移动限位开关17；

在前托架13与上料机构8之间的机身两侧各设置有齿轮19和朝外伸出的支撑板，在支撑板上均设置有铜套14和升降液压缸15，升降液压缸15与步进升降机构3对接以驱动其进行升降移动。

参照图9-图11，所述步进升降机构3包括有滑座31、移料滑板33和移料液压缸39，滑座31与升降液压缸15连接固定，移料液压缸39安装在滑座31上，移料滑板33通过横移滑块34架设在滑座31上并与移料液压缸39连接形成可相对机身11做横向移动的结构；在移料滑板33上按刻字头机构5的相同间距设置有至少三组托瓶架32以形成至少一上料工位和至少两打字工位，托瓶架32以伸展的姿态设置在移动机构2与前定位机构6之间；移料滑板33的长度小于滑座31的长度，以在对应出料托架机构7的一侧留出下料工位；在滑座31侧面靠近两端的位置各设置有一步进限位开关37，在移料滑板33的侧面设置有两处与步进限位开关37相配的限位支撑件38，通过步进限位开关37与限位支撑件38的配合隔出移料滑板33的移动行程范围；在滑座31的靠两端位置各设有一朝下伸出的齿条35，齿条35分别穿过铜套14与所述齿轮19啮合，形成对步进升降机构3升降过程的同步结构；在滑座31的底面设置有升降限位组件36，升降限位组件36随滑座31一起升降，与移动限位开关17配合，保证步进升降机构3的升降移动安全；移料液压缸39伸出时，将上料工位的钢瓶9送达第一个打字工位，第一个打字工位的钢瓶9送达第二个打字工位，第二个打字工位的钢瓶9则送达下料工位。

参照图7、图8，所述移动机构2包括有移动座20，移动座20通过移动丝母21安装在基座部分1的移动丝杠16上，并通过移动滑块110架设在移动导轨18上形成可沿基座部分1纵向移动的结构；夹紧旋转机构包括有夹爪22和伺服旋转电机27，伺服旋转电机27连接有主动齿轮26，主动齿轮26连接有从动齿轮25，夹爪22与从动齿轮25同轴连接形成可旋转结构；夹爪22还连接有定位液压缸29，以形成可向前定位机构6移动的结构，伺服旋转电机27及定位液压缸29分别安装在移动座20上；在夹爪22前方的移动座20边缘位置安装有支托架23，以形成与托轮组12配合托住钢瓶9的结构；在支托架23的旁边设置有行程开关24，以形成感应钢瓶9是否放置到位的结构；在移动座20的侧面设置有与移动限位开关17配合的限位撞块28，通过限位撞块28在前后两移动限位开关17之间运动而隔成移动机构2的移动行程范围。移动机构2可以同时夹紧并旋转钢瓶9，通过移动丝母21与移动丝杠16配合移动以适应不同的钢瓶9长度，此为一级长度调节。夹爪22可以夹紧钢瓶9，支托架23辅助托起钢瓶9；行程开关24可以感应有无钢瓶，若有钢瓶则夹爪22可以完成夹紧动作，若无钢瓶则夹爪22不动作；定位液压缸29可以推动夹爪22以夹紧不同长度的钢瓶，此为二级长度调节；限位撞块29与两移动限位开关17配合，用以保障移动机构2前后移动位置范围。

参照图18、图19，所述前定位机构6位于刻字头机构5下方，其包括有定位箱体61，定位箱体61安装在机身11上；在定位箱体61的前侧设置有限位液压缸63，在定位箱体61的后侧设置有直线轴承座64，通过直线轴承座64在定位箱体61中安装有直线轴承62，限位液压缸63的缸杆通过直线轴承62穿过定位箱体61；在缸杆的前端固定有顶头66，在顶头66固定有挡环65；在顶头66的旁边装有两处定位行程开关67，通过挡环65在两定位行程开关67之间的范围内移动形成顶头的移动行程范围；由顶头从前面顶住钢瓶的前端，夹爪则从后面夹紧钢瓶9的后端。挡环65为定位行程开关67的感应元件，随限位液压缸63的缸杆一起移动，与两个定位行程开关67配合，保证限位液压缸63的移动安全；顶头66直接作用于钢瓶9前端用于顶紧钢瓶9。

参照图20-图22，上料机构8包括有上料托架81和托架座82，上料托架81安装在移动机构2的移动座20上，托架座20则安装在上料托架81伸出于机身11外面的部位上，并且托架座82与前托架13纵向对齐；在上料托架81上设置有后定位气缸83，后定位气缸83位于托架座82后面，通过后定位气缸83朝托架座82伸出以顶紧钢瓶9后端；在托架座82的旁边设置有钢瓶检测开关84，以形成对钢瓶9是否装入到位的检测结构。钢瓶检测开关84检测到钢瓶9后，后定位气缸83会伸出顶紧钢瓶9，以使钢瓶9定位；当步进升降机构3升起到位后，后定位气缸83缩回，步进升降机构3托起钢瓶9移动到下一工序(即第一个打字工位)。

工作过程：待打字的钢瓶9经上道工序放到基座部件1的前托架13和上料机构8的托架座82上；步进升降机构3升起将钢瓶9托起同时移动到刻字头机5的(下)中心线位置，步进升降机构3下降，托轮组12与支托架23配合托住钢瓶9，前定位机构6顶住钢瓶9前端，移动机构2的对应夹爪22将钢瓶9夹紧，钢瓶9可沿轴向旋转；刻字头机构5(下)移动到钢瓶9肩部，钢瓶9和刻字头机构5的字盘564同时相向旋转，可以在整个球面部位打印出符合国家标准的多行字符；如果字符太多，为提高生产效率，可将步进升降机构3升起将钢瓶9托起同时移动到刻字头机构5的(上)中心线位置，步进升降机构3下降，托轮组12与支托架23配合托住钢瓶9，前定位机构6顶住钢瓶9前端，移动机构2的对应夹爪22将钢瓶9夹紧；刻字头机构5(上)移动到钢瓶肩部，钢瓶9和刻字头组件56(上)的字盘564同时相向旋转，可以在整个球面部位打印出符合国家标准的多行字符；完成钢瓶9的字符打印后步进升降机构3升起，将钢瓶9托起同时移动到出料托架机构7上自动滚落到下道工序。

以上动作全部是自动控制，钢瓶9的所有数据，包括自重、型号、标准号、商标、技术参数等，通过系统网络自动上传到本装置的自动控制系统10，可以实现自动控制打字内容。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种三维钢瓶打字装置，包括有基座部分、自动控制系统及刻字头机构，刻字头机构包括有字头组件，字头组件包括有用于实现在钢瓶上刻字的字盘，字盘通过整个字头组件安装在刻字头机构上形成可活动结构，其特征在于：还包括有移动机构、步进升降机构、机头部分和上料机构，移动机构、步进升降机构和机头部分分别安装在基座部分上，其中步进升降机构位于移动机构与机头部分之间；刻字头机构以滑配的方式安装在机头部分与移动机构相对的一侧，并悬于步进升降机构上方，通过步进升降机构将钢瓶输送至打字工位；移动机构以滑配的方式安装在基座部分上形成可相对刻字头机构做远离或接近移动的结构，移动机构上设置有夹紧旋转机构，通过夹紧旋转机构将位于打字工位的钢瓶夹紧固定并形成可旋转钢瓶的结构；所述上料机构靠近所述夹紧旋转机构，由上料机构与步进升降机构配合形成上料工位；

刻字头机构还包括有伺服减速电机、溜板组件、拨叉及拨动滑板，伺服减速电机通过电机座安装在溜板组件上，字头组件安装在溜板组件中，整个刻字头机构则通过溜板组件安装在机头部分上形成可移动的结构；在溜板组件一侧设置有摆动导轨，拨动滑板通过摆动滑块安装在摆动导轨上；在拨动滑板上设置有限位轴，通过限位轴安装有拨叉；在溜板组件的两侧安装有拨叉轴承座，在拨叉轴承座中安装有拨叉轴，拨叉轴连接摆动座，拨叉连接拨叉轴，使摆动座形成可沿拨叉轴为轴线的摆动结构。

2.根据权利要求1所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：在机头部分上设置有至少两套沿横向并列布置的刻字头机构以形成至少两个可同时进行刻字的打字工位，在步进升降机构上设置有至少一个上料工位和至少两个分别与各刻字头机构对应的打字工位，打字工位与上料工位之间及相邻的打字工位之间具有相同的间距，该间距与相邻刻字头机构之间的间距相同，上料工位与上料机构相对；移动机构对应各刻字头机构设置至少两组夹紧旋转机构，相邻夹紧旋转机构之间的间距与相邻刻字头机构之间的间距相同。

3.根据权利要求2所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：还包括有前定位机构和出料托架机构，前定位机构的数量与位置均与刻字头机构相适配，每一前定位机构对准一夹紧旋转机构，通过前定位机构与夹紧旋转机构配合从前后两端一起固定钢瓶；出料托架机构位于基座部分的另一侧而形成与上料机构分列于基座部分两侧的结构，出料托架机构的上表面朝外并朝下倾斜以形成钢瓶可从出料托架机构上自行往外滚落的结构，在出料托架机构与步进升降机构之间形成下料工位。

4.根据权利要求3所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：字头组件还包括有谐波减速电机、字头移动液压缸和摆动座，摆动座中设置有接近导轨，字盘安装在接近导轨上而朝向移动机构及步进升降机构，字头移动液压缸安装在摆动座上并连接字盘使字盘形成可靠近或远离钢瓶的移动结构，谐波减速电机连接字盘使字盘形成可旋转结构；

伺服减速电机连接有字头丝杠，字头丝杠上装有字头移动丝母，字头移动丝母与拨动滑板连接；在拨动滑板的侧面设置有字头组件限位架，在摆动导轨的旁边设有两处与字头组件限位架相配的字头组件限位开关，形成对字头组件移动行程的限位结构。

5.根据权利要求4所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：所述机头部分包括有机头底座、机头滚珠丝杠和机头减速电机，机头底座朝向步进升降机构的一面设置为斜面，机头底座的底面安装在基座部分的机身上；机头减速电机通过机头电机座安装在机头底座上，机头滚珠丝杠与机头减速电机连接；在机头底座的斜面设置数量与刻字头机构相配的至少两对刻字滑动导轨，刻字头机构的溜板组件通过若干刻字滑块安装在刻字滑动导轨上形成沿所述斜面倾斜升降移动的结构；在溜板组件与机头部分装配的一侧设置有字头丝母和刻字头移动导向架，刻字头机构通过字头丝母与机头滚珠丝杠连接，刻字头移动导向架则架设在机头底座的侧面形成对刻字头机构移动过程的导向结构；

在每对刻字滑动导轨的旁边各设置有一组刻字头限位开关，在字头丝母旁边的溜板组件上则设置与刻字头限位开关相配的刻字限位开关支架，通过上下的刻字头限位开关隔出刻字头机构的移动行程范围。

6.根据权利要求5所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：所述基座部分还包括有位置及数量与刻字头机构相配的托轮组和位于上料机构前方的前托架，托轮组位于机头底座斜面部位的下方，前托架安装在机身的侧面朝机身外侧伸出与上料机构配合形成上料工位，前托架位于和刻字头机构横向相对的位置，步进升降机构则设置在前托架与上料机构之间；在机身的后部上面设置有移动导轨，移动导轨上设置有移动滑块，移动机构通过移动滑块架设在该移动导轨上；在机身侧面靠近移动导轨的位置设置有前后两移动限位开关；

在前托架与上料机构之间的机身两侧各设置有齿轮和朝外伸出的支撑板，在支撑板上均设置有铜套和升降液压缸，升降液压缸与步进升降机构对接以驱动其进行升降移动。

7.根据权利要求6所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：所述步进升降机构包括有滑座、移料滑板和移料液压缸，滑座与升降液压缸连接固定，移料液压缸安装在滑座上，移料滑板通过横移滑块架设在滑座上并与移料液压缸连接形成可相对机身做横向移动的结构；在移料滑板上按刻字头机构的相同间距设置有至少三组托瓶架以形成至少一上料工位和至少两打字工位，托瓶架以伸展的姿态设置在移动机构与前定位机构之间；移料滑板的长度小于滑座的长度，以在对应出料托架机构的一侧留出下料工位；在滑座侧面靠近两端的位置各设置有一步进限位开关，在移料滑板的侧面设置有两处与步进限位开关相配的限位支撑件，通过步进限位开关与限位支撑件的配合隔出移料滑板的移动行程；在滑座的靠两端位置各设有一朝下伸出的齿条，齿条分别穿过铜套与所述齿轮啮合，形成对步进升降机构升降过程的同步结构；在滑座的底面设置有升降限位组件。

8.根据权利要求7所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：所述移动机构包括有移动座，移动座通过移动丝母安装在基座部分的移动丝杠上，并通过移动滑块架设在移动导轨上形成可沿基座部分纵向移动的结构；夹紧旋转机构包括有夹爪和伺服旋转电机，伺服旋转电机连接有主动齿轮，主动齿轮连接有从动齿轮，夹爪与从动齿轮同轴连接形成可旋转结构；夹爪还连接有定位液压缸，以形成可向前定位机构移动的结构，伺服旋转电机及定位液压缸分别安装在移动座上；在夹爪前方的移动座边缘位置安装有支托架，以形成与托轮组配合托住钢瓶的结构；在支托架的旁边设置有行程开关，以形成感应钢瓶是否放置到位的结构；在移动座的侧面设置有与移动限位开关配合的限位撞块，通过限位撞块在前后两移动限位开关之间运动而隔成移动机构的移动行程范围。

9.根据权利要求8所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：所述前定位机构位于刻字头机构下方，其包括有定位箱体，定位箱体安装在机身上；在定位箱体的前侧设置有限位液压缸，在定位箱体的后侧设置有直线轴承座，通过直线轴承座在定位箱体中安装有直线轴承，限位液压缸的缸杆通过直线轴承穿过定位箱体；在缸杆的前端固定有顶头，在顶头固定有挡环；在顶头的旁边装有两处定位行程开关，通过挡环在两定位行程开关之间的范围内移动形成顶头的移动行程范围；由顶头从前面顶住钢瓶的前端，夹爪则从后面夹紧钢瓶的后端。

10.根据权利要求9所述的三维钢瓶打字装置，其特征在于：上料机构包括有上料托架和托架座，上料托架安装在移动机构的移动座上，托架座则安装在上料托架伸出于机身外面的部位上，并且托架座与前托架纵向对齐；在上料托架上设置有后定位气缸，后定位气缸位于托架座后面，通过后定位气缸朝托架座伸出以顶紧钢瓶后端；在托架座的旁边设置有钢瓶检测开关，以形成对钢瓶是否装入到位的检测结构。

Images