中性筆自動裝配機設計

中性筆自動裝配機設計分析：
中性筆是目前國際上流行的一種新穎書寫筆，是綜合應用膠體、表面活性劑、高分子化學等學科原理的高科技產品。由于中性筆兼具自來水筆和圓珠筆的優點，書寫手感舒適，因此頗受人們的喜愛，近年來發展迅速，大有取代圓珠筆之勢，人們對中性筆的需求也越來越多[1]。由于現在仍然有不少企業生產中性筆采用人工裝配，增加勞動力，效率低、成本高，本文設計了一款能自動組裝中性筆的機器，機器優點：直線式設計，組成流水線方便美觀。采用強電磁左旋蓋扭力器，徹底解決了傳統機械摩擦片在旋蓋時緊時松的弊病。它可以把裝配好的中性筆通過傳送帶運輸，快速傳送到下一道工序。節省了工作時間和產品成本，大大提高了生產效率。
　　1.總體設計
　　本文的中性筆裝配機由傳送帶，夾緊機構，裝筆芯裝置，上蓋裝置，底座箱，旋蓋機構等組成，如圖1所示。傳送帶是靠三項異步電動機帶動一直勻速的前進，夾緊機構由三項異步電動機帶動箱體下面的軸轉動，轉動時，軸帶動凸輪轉動，從而使凸輪上方的夾具向上運動，將筆桿頂起，與筆桿上方固定在箱體上的夾具加緊筆桿；裝筆芯裝置和筆頭裝置以及旋蓋機由三相異步電動機帶動圓柱凸輪機構完成向前移動，接著，旋蓋機由無刷直流電機帶動將筆頭與筆桿旋緊，旋緊后由傳送帶傳出，從而完成整個裝配工作。這樣既能達到高效迅速旋蓋的目的。
　　2.各部件設計
　　2.1旋蓋頭的結構設計
　　旋蓋頭是中性筆組裝過程中旋緊筆頭的專用設備，工作時必須保證適宜的旋緊力矩。力矩過小，筆頭旋不緊，力矩過大，易損壞筆口和筆頭[2]。總體的設計如圖2所示，工作時力矩由直流電動機輸出，通過皮帶傳動，傳給主動磁力旋盤，被動磁力旋盤6通過軸承與主動磁力旋盤3之間可相對轉動，二者間軸向隔距可調，在二者相對的端面上均勻地鑲嵌有16塊小永磁體。這些永磁體按極性相反相間分布。旋嘴與被動磁力旋盤6相聯結，用來卡緊筆頭。因此主動磁力旋盤3與被動磁力旋盤6構成一磁力傳動器，在磁力作用下，被動磁力旋盤和旋嘴獲得力矩，將由旋嘴夾住的筆頭旋緊。
　　本旋蓋頭最顯著的特點是能調整旋緊力矩，即通過調整環和被動磁力旋盤6上的螺母，調整主動磁力旋盤3和被動磁力旋盤6之間的間隙，即調整了磁力傳動器間的氣隙長度，因而磁力傳動器所能傳遞的極限扭力矩得到了調整。當筆頭已旋緊，而主動磁力旋盤仍在回轉，致使輸入扭力矩超過磁力傳動器所能傳遞的最大扭力矩時，主動磁力旋盤3與被動磁力旋盤6產生滑脫，前者可以繼續回轉，而后者則與筆頭一起靜止不轉，而旋蓋頭給筆頭施加的旋緊力矩即為磁力傳動器所能傳遞的極限力矩，并不會因傳動輸入軸4和主動磁力旋盤3的繼續回轉而增加旋緊力矩，不會因此而損壞筆口、筆頭和旋蓋頭。
　　1、調整環；2、護罩；3、主動磁力旋盤；4、扭力傳動軸；5、永磁體；6、被動磁力旋盤
　　2.2圓柱凸輪的結構設計
　　該機構由電機帶動圓柱凸輪轉動，圓柱凸輪帶動裝筆芯裝置、裝筆頭裝置以及旋蓋頭裝置向前運動，同時完成裝筆芯、筆頭以及旋緊筆頭三道工序。該裝置簡單，降低成本，提高生產效率。
　　2.3夾具的結構設計
　　夾具的結構設計比較簡單，該機構由夾具，凸輪機構和電動機組成。電動機帶動凸輪機構轉動，凸輪將夾具頂起向上運動，夾具將鏈條上的筆桿頂起與筆桿上方固定在箱體上的夾具加緊，從而完成筆桿的加緊，該裝置簡單，提高生產速度。
　　2.4裝筆芯裝置的設計
　　裝筆芯裝置是由料斗、圓柱凸輪機構和電動機組成的。將方向一致的筆芯放置在三角形的料斗中，料斗中呈成筆芯形狀，下方呈矩形固定在箱體上，筆芯由于受重力將料斗下方填滿，當與工作臺接觸的筆芯裝入筆桿后，上方的筆芯由于受重力下降到工作臺上，從而完成裝筆芯及上筆芯循環過程。 生產時不會造成筆桿內沒有筆芯的現象，便于上料，提高了生產線的速度，簡化了裝筆芯裝置，降低成本。
　　2.5上筆頭裝置的設計
　　上筆頭裝置是由理蓋裝置、圓柱凸輪機構和電動機組成的。雜亂的瓶蓋放置在圓柱形的電磁振動式自動料斗中，料斗的內壁上有螺旋形的瓶蓋跑道，料斗在電磁力作用下產生振動，使筆頭也不斷向前跳動，螺旋形跑道上設有筆頭形狀的孔眼，可以使反向的筆頭落回儲蓋料斗內。 生產時不會造成筆桿筆口位置沒有筆頭的現象，提高了生產線的速度。