一种铅笔烫印削尖切光系统

技术领域

本发明涉及铅笔生产与制造技术领域，尤其是涉及一种用于铅笔生产的全自动烫印削尖系统。

背景技术

铅笔是人们用来书写以及绘画常用的一种工具，铅笔主要包括外部的木质杆以及内部的笔芯，在生产中通常需要在铅笔表面烫印文字及商标，同时为了保证整齐需要对铅笔端部进行切断，还需要将铅笔的一端削尖。

目前上述的烫印、切断以及削尖工序每个工序均需要一台设备与一个工人进行操作，在相邻两个工序之间还需要人工进行铅笔的转运，这样大大增加了加工的时间，增加了人工成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现自动化生产增加效率的铅笔烫印削尖切光系统。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种铅笔烫印削尖切光系统，包括排序单元、位于排序单元后方的烫印单元、位于烫印单元后方的整理单元、位于整理单元一侧的切光单元以及位于整理单元另一侧的削尖单元，所述的烫印单元包括烫印支架、设置于烫印支架上两组平行的链轮组、设置于链轮组上的若干模板、设置于烫印支架上的凸轮组、随着凸轮组上下运动的抬升模块、设置于抬升模块正上方的烫印头、设置于烫印支架上用于放卷烫印纸的放卷组以及驱动组，所述的驱动组用于驱动链轮组、凸轮组以及放卷组运动，所述的铅笔横跨在两个链轮组的模板上，所述的抬升模块位于两个链轮组之间；所述的抬升模块低位时低于模板，所述的抬升模块高位时推动铅笔与烫印头接触。

进一步具体的，所述的驱动组包括设置于烫印支架上的主动轴、设置于烫印支架上的从动轴、驱动主动轴运动的烫印电机、设置于主动轴上的主动齿轮、设置于从动轴上的从动齿轮，所述的凸轮组设置于从动轴上，所述的主动齿轮上设置用于驱动放卷组运动第一连杆组，在所述的从动齿轮上设置用于驱动链轮组运动的第二连杆组。

进一步具体的，所述的第一连杆组包括设置于放卷组上的第一放卷调节板、设置于主动齿轮上的第二放卷连杆，所述的第一放卷调节板与第二放卷连杆连接。

进一步具体的，所述的第二连杆组包括设置于链轮组上的棘轮棘齿组合、设置于棘轮棘齿组合上的第一链轮连杆、设置于从动齿轮上的第二链轮连杆，所述的第一链轮连杆与第二链轮连杆连接，在所述的第一链轮连杆与第二链轮连杆之间设置连杆复位弹簧，第二链轮连杆随着从动齿轮每转动一圈驱动链轮组步进一步。

进一步具体的，在所述的烫印支架上设置用于使铅笔端部对齐的对齐组件，所述的对齐组件设置于链轮组旁。

进一步具体的，所述的对齐组件包括固定于烫印支架上的弹簧片以及设置于烫印支架上的调整螺丝，所述的调整螺丝的尾部抵住弹簧片，驱动调整螺丝转动使得弹簧片摆动至指定位置。

进一步具体的，所述的排序单元包括排序支架、设置于排序支架上的导向槽、设置于导向槽旁的进料组以及用于给导向槽供应铅笔的排序皮带组，所述的进料组使得铅笔逐个进入模板上。

进一步具体的，所述的进料组包括设置于排序支架上的拨动轴、设置于排序支架上的挡板轴、用于驱动拨动轴转动的拨动电机、设置于拨动轴上的拨块、设置于挡板轴上的挡板、设置于拨动轴上的凸轮、设置于挡板轴上的拨杆，所述的拨杆与凸轮配合，所述的挡板轴上设置复位弹簧。

进一步具体的，所述的整理单元包括整理支架、设置于整理支架上的整理台面、设置于整理台面上方的传动皮带组，所述的铅笔位于整理台面与传动皮带组之间，所述的整理台面为橡胶材质，所述的传动皮带组带动铅笔在整理台面上滚动。

进一步具体的，所述的削尖单元包括回转削尖刀组、驱动回转削尖刀组的回转电机、设置在回转削尖刀组外侧的回转外壳。

本发明的有益效果是：通过采用上述系统，可以实现从排序、烫印、切断以及削尖实现自动化操作，在排序中通过进料组实现铅笔逐个进入，同时采用模板结构实现接料的稳定性，整体链轮组通过驱动组实现步进运动并配合凸轮组、抬升模块及烫印头实现自动烫印的效果；在整理单元中使得铅笔自转，方便后续削尖的均匀性，上述系统减少人力成本，同时提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明排序单元的结构示意图；

图3是本发明烫印单元的立体结构示意图；

图4是图3中A部位的放大结构示意图；

图5是本发明烫印单元的后视结构示意图；

图6是图5中B部位的放大结构示意图；

图7是本发明烫印单元的侧视结构示意图；

图8是本发明模板的结构示意图；

图9是本发明抬升模块的结构示意图；

图10是本发明整理单元的结构示意图；

图11是本发明整理单元的结构示意图(不带外壳)；

图12是本发明削尖单元中回转削尖刀组的立体结构示意图；

图13是本发明削尖单元中回转削尖刀组的侧视结构示意图；

图14是图13中C部位的放大结构示意图。

图中：1、排序单元；11、排序支架；12、导向槽；13、排序皮带组；14、拨动轴；15、挡板轴；16、拨动电机；17、拨块；18、挡板；19、凸轮；110、拨杆；

2、烫印单元；21、烫印支架；22、链轮组；23、模板；24、凸轮组；25、抬升模块；26、烫印头；27、放卷组；28、驱动组；29、对齐组件；221、链轮；222、链条；223、链轮连接轴；231、固定端；232、工作端；233、定位槽；234、第二侧；235、第一侧；251、推动槽；271、放卷辊；272、导向辊；273、支撑架；281、主动轴；282、从动轴；283、烫印电机；284、主动齿轮；285、从动齿轮；286、第一放卷调节板；287、第二放卷连杆；288、第一链轮连杆；289、第二链轮连杆；2810、限位块；2811、连杆复位弹簧；291、弹簧片；292、调整螺丝；

3、整理单元；31、整理支架；32、整理台面；33、传动皮带组；34、传动电机；35、皮带压辊；36、张紧支架；37、张紧螺杆；331、整理皮带轮；332、整理皮带；

4、削尖单元；41、回转削尖刀组；42、回转电机；43、回转外壳；411、回转轴；412、刀具底座；413、刀具；414、压块；415、排屑槽；416、第一斜面；417、第二斜面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示一种铅笔烫印削尖切光系统，包括排序单元1、位于排序单元1后方的烫印单元2、位于烫印单元2后方的整理单元3、位于整理单元3一侧的切光单元以及位于整理单元3另一侧的削尖单元4，将需要加工的铅笔放入至排序单元1内，通过排序单元1内的结构将散乱的铅笔进行整理排出后输入至烫印单元2，在烫印单元2内对铅笔表面进行烫印文字、商标以及其它符号，烫印完成之后输入至整理单元3，整理单元3对铅笔进行排序整理，同时位于整理单元3一侧的切光单元将铅笔的一端切断，而位于整理单元3另一侧的削尖单元4将铅笔的另一侧削尖，之后输出包装即完成相应工序。

基于上述系统，对各个功能单元进行详细的描述。

如图2所示排序单元1包括排序支架11、设置于排序支架11上的导向槽12、设置于导向槽12旁的进料组以及用于给导向槽12供应铅笔的排序皮带组13，所述的进料组使得铅笔逐个进入烫印单元2的模板23上，散乱的铅笔放入排序皮带组13上，通过排序皮带组13输送至导向槽12内，铅笔顺着导向槽12运动至进料组的位置，通过进料组将铅笔逐个送至模板23上。

其中，导向槽12呈上大下小的漏斗状，而导向槽12有两个分别相对设置在排序支架11上，两个导向槽12之间的距离略大于铅笔的长度，保证铅笔的两端分别位于不同的导向槽12内，同时在导向槽12的出口处呈倾斜状，能够缓冲铅笔向下运动的速度，保护铅笔的表面的漆层不被损坏。

进料组包括设置于排序支架11上的拨动轴14、设置于排序支架11上的挡板轴15、用于驱动拨动轴14转动的拨动电机16、设置于拨动轴14上的拨块17、设置于挡板轴15上的挡板18、设置于拨动轴14上的凸轮19、设置于挡板轴15上的拨杆110，所述的拨杆110与凸轮19配合，所述的挡板轴15上设置复位弹簧；首先拨动电机16转动带动拨动轴14转动，拨动轴14的转动带动拨块17以及凸轮19转动，拨块17呈圆形并在圆形的径向方向上设置两个拨台，两个拨台呈180°，每转动半圈拨动一只铅笔向下，凸轮19与拨杆110配合使得拨杆110在一定角度内摆动，同时拨杆110固定在挡板轴15上，故驱动挡板轴15在一定角度内摆动，从而带动挡板18在一定角度内摆动，而当挡板18位于最高点时，其位置位于导向槽12处能够挡住铅笔向下运动，而当拨块17向下拨动铅笔时，此时挡板18位于最低点，不再挡住导向槽12使得铅笔向下运动，而当其恢复最高点时，再次挡住铅笔；复位弹簧能够使得拨杆110与凸轮19始终处于接触状态。

排序皮带组13包括固定在排序支架11上的排序皮带辊以及设置于排序皮带辊上的排序皮带，通过电机驱动排序皮带辊转动从而带动排序皮带运动，铅笔放在排序皮带上，排序皮带表面有一定的摩擦力，带动铅笔向前送料。

如图3～图7所示烫印单元2包括烫印支架21、设置于烫印支架21上两组平行的链轮组22、设置于链轮组22上的若干模板23、设置于烫印支架21上的凸轮组24、随着凸轮组24上下运动的抬升模块25、设置于抬升模块25正上方的烫印头26、设置于烫印支架21上用于放卷烫印纸的放卷组27以及驱动组28，所述的驱动组28用于驱动链轮组22、凸轮组24以及放卷组27运动，所述的抬升模块25位于两组链轮组22之间；所述的抬升模块25低位时低于模板23，所述的抬升模块25高位时推动铅笔与烫印头26接触；两组链轮组22平行相对设置，每组链轮组22均包含两端部的链轮221以及设置于两个链轮221上的链条222，不同的链轮组22的链轮221两两对应并通过链轮连接轴223连接起来，这样可以通过驱动一个链轮221保证其它链轮221的同步运动，保证链条222运行的同步性，同时在链轮连接轴223上设置一摩擦轮，该摩擦轮用于防止链条222运动时的惯性冲击；模板23有若干个均按照顺序安装在链条222上并能够随着链条222的运动而运动，同时两组链轮组22上的模板23对齐排布，铅笔从导向槽12进入两个相对的模板23上，铅笔横跨在两个链轮组22上。

如图8所示模板23包括固定端231以及与工作端232，所述的固定端231上开设两个固定孔，两个所述的固定孔与链轮组22内的链条222固定；在所述的工作端232上设置用于定位铅笔的定位槽233，定位槽233为上侧开口的倒三角或者倒梯形，其主要目的是通过两个斜边来定位铅笔，由于目前的铅笔的外形大多数为多边形，通过两个斜面能够将铅笔定位在某一方向，为后续烫印做准备，同时根据铅笔外形(三角形、五边形或者六边形)来控制倒三角或者倒梯形两斜面的角度，该角度主要控制在30°～90°，其中优选方案为60°；由于导向槽12的出口处为倾斜状，模板23在接收铅笔时也为倾斜状即模板23在围绕链轮221转动时接收铅笔，减缓铅笔进入模板23的速度，降低对铅笔表面漆面的损坏几率，故定位槽233的两侧按照前进方向到达某点的先后顺序分为第一侧235与第二侧234，第二侧234的高度高于第一侧235的高度，在制作时可以通过在定位槽233的一侧焊接一伸出端形成第二侧234，也可以通过冲裁的形式一体成型，较高的第二侧234用于接收铅笔，当模板34从倾斜变为竖直后，铅笔完全进入定位槽233内。

凸轮组24包括凸轮以及固定凸轮的螺钉，凸轮安装于驱动组28内的从动轴282上，从动轴282转动带动凸轮转动，而凸轮与抬升模块25接触，凸轮推动抬升模块25做上下运动，如图9所示抬升模块25包括抬升块以及位于抬升块顶部的推动槽251，该推动槽251呈上部开口的倒三角状，推动槽251用于盛放铅笔，抬升模块25安装时需要保证其处于模板23中定位槽233的中心，这样在烫印时才不会发生偏移，而采用推动槽251的设置，即使安装的位置稍微偏移，铅笔会顺着斜面运动至推动槽251中心位置，从而保证铅笔的烫印位置正中，具有较好的烫印效果。

放卷组27包括放卷辊271、导向辊272以及支撑架273，放卷辊271用于安装烫印纸，导向辊272用于导向烫印纸，而支撑架273设置有两个分别位于烫印头26的两侧用于支撑烫印纸。

驱动组28包括设置于烫印支架21上的主动轴281、设置于烫印支架21上的从动轴282、驱动主动轴281运动的烫印电机283、设置于主动轴281上的主动齿轮284、设置于从动轴282上的从动齿轮285，所述的凸轮组24设置于从动轴282上，所述的主动齿轮284上设置用于驱动放卷组27运动第一连杆组，在所述的从动齿轮285上设置用于驱动链轮组22运动的第二连杆组，烫印电机26给三个运动部提供动力，第一通过从动轴282给凸轮提供动力，第二通过主动齿轮284以及第一连杆组给放卷组27提供动力，第三通过从动齿轮285给链轮组22提供动力；在此方案中链轮组22的动力也可通过采用一个伺服电机供应，此时棘轮棘齿以及第二连杆组均可以省略。

第一连杆组包括设置于放卷辊271上的第一放卷调节板286、设置于主动齿轮284上的第二放卷连杆287，所述的第一放卷调节板286与第二放卷连杆287连接，第二放卷连杆287的一端随着主动齿轮284转动而转动，第二放卷连杆287驱动第一放卷调节板286运动，第一放卷调节板286驱动放卷辊271转动，实现对烫印纸的放卷操作。

第二连杆组包括设置于链轮组22上的棘轮棘齿组合、设置于棘轮棘齿组合上的第一链轮连杆288、设置于从动齿轮285上的第二链轮连杆289，在本方案中也可将棘轮棘齿组合更换为超越离合器，其效果相同；所述的第一链轮连杆288与第二链轮连杆289连接，在第一链轮连杆288上设置一限位块2810，在所述的第一链轮连杆288与第二链轮连杆289之间设置连杆复位弹簧2811，第二链轮连杆289随着从动齿轮285每转动一圈驱动链轮组22步进一步，从动齿轮285转动使得第二链轮连杆289向前运动，当第二链轮连杆289运动到限位块2810的位置后继续向前运动，此时第二链轮连杆289推动第一链轮连杆288向前运动，第一链轮连杆288推动链轮连接轴223转动带动链轮221转动，当第二链轮连杆289运动到最远位置后向后运动，第二链轮连杆289与限位块2810分开，此时由于连杆复位弹簧2811的作用使得第一链轮连杆288回复至初始位置，由于采用的棘轮棘齿组合，在第一链轮连杆288回复时，链轮连接轴223不转动，也就是说第一链轮连杆288向前摆动时，链轮连接轴223转动，第一链轮连杆288向后摆动时，链轮连接轴223不转动；采用连杆复位弹簧2811使得第一链轮连杆289平缓回复至初始位置，防止对机器部件的冲击，降低损耗。

为了提高铅笔的整齐性，保证后续切断及削尖的位置相同，故在所述的烫印支架21上设置用于使铅笔端部对齐的对齐组件29，所述的对齐组件29设置于链轮组22旁，对齐组件29有两组，分别对应设置于两组链轮组22旁，对齐组件29包括固定于烫印支架21上的弹簧片291以及设置于烫印支架21上的调整螺丝292，所述的调整螺丝292的尾部抵住弹簧片291，驱动调整螺丝292转动使得弹簧片291摆动至指定位置；驱动调整螺丝292使得调整螺丝292的尾部向内伸出，此时调整螺丝292的尾部推动弹簧片291向内倾斜，在模板23上的铅笔向前运动会受到倾斜的弹簧片291的整理使其一端为整齐，采用两组同时调整两端齐平。

如图10与图11所示整理单元3包括整理支架31、设置于整理支架31上的整理台面32、设置于整理台面32上方的传动皮带组33，所述的铅笔位于整理台面32与传动皮带组33之间，所述的整理台面32为橡胶材质，所述的传动皮带组33带动铅笔在整理台面32上滚动，由于在进行削尖时需要铅笔滚动起来，故整理台面32选用橡胶材质增大摩擦，而传动皮带组33提供动力；传动皮带组33包括设置于整理支架31上的整理皮带轮331以及设置于整理皮带轮331上的整理皮带332，整理皮带轮331通过传动电机34带动；在所述的整理支架31上设置若干皮带压辊35，所述的皮带压辊35位于整理台面32上方，所述的整理皮带332位于皮带压辊35的下方，通过所述的皮带压辊35对整理皮带332进行支撑，铅笔需要从整理台面32的一端滚到另一端，故通过设置皮带压辊35支撑整理皮带332，使得铅笔在整个运动过程中始终接触整理皮带332，不会出现打滑等现象；由于整理皮带332在长时间使用过程中，会出现松动，故在一端部的整理皮带轮331上设置张紧组，张紧组通过张紧支架36以及张紧螺杆37组成，整理皮带轮331设置在张紧螺杆37上，旋转张紧螺杆37使得整理皮带轮331向外侧运动从而拉紧整理皮带332。

切光单元包括切断刀具组以及驱动切断刀具组的切断电机，切断刀具组包括切断支架以及设置于切断支架上的圆形刀具，切断电机驱动圆形刀具转动对铅笔的一端进行切断，由于铅笔在生产中两端部不平整等缺陷，故需要进行切断保持美观。

如图1所示削尖单元4包括回转削尖刀组41、驱动回转削尖刀组41的回转电机42、设置在回转削尖刀组41外侧的回转外壳43；如图12～图14所示回转削尖刀组41包括回转轴411、设置于回转轴411上的刀具底座412以及设置于刀具底座412上的若干刀具413，若干所述的刀具413均匀分布在刀具底座412的圆周面上；刀具413的分布可以根据需要设置多种形式，在本方案中主要采用两种形式，第一种刀具413倾斜，即刀具413与回转轴411轴线呈一定角度，第二种刀具413平行，即刀具413与回转轴411轴线方向相同；为了方便制作，多数采用刀具413与回转轴411平行设置。

刀具413沿径向方向倾斜设置于刀具底座412上，其倾斜角度为10～30°，优选为24.8°，在这个度数下切削力较大且对刀具413损伤较小，刀具413采用钨钢制作而成，提高了刀具413的使用寿命；为了方便排屑，在刀具底座412上设置若干排屑槽415，所述的排屑槽415位于刀具413刀口的下方，排屑槽415呈弧形，废屑不会卡在刀具413下方，能够实现顺利排屑。

刀具413与刀具底座412之间的固定方式可以为螺钉直接固定，但是需要在刀具413上开孔，在不损坏刀具413的情况下加工难度较大；故本方案通过采用一个压块414来固定刀具413，在所述的刀具底座412上设置若干固定槽，所述的固定槽一侧为第一斜面416，所述的压块414的一侧为第二斜面417，所述的第一斜面416与第二斜面417配合，所述的刀具413设置于第一斜面416与第二斜面417之间，所述的压块414通过螺丝固定在固定槽内，该种固定方式加工较为容易，同时在刀具413损坏后方便进行更换。

综上，通过采用上系统，可以实现从排序、烫印、切断以及削尖实现自动化操作，在排序中通过进料组实现铅笔逐个进入，同时采用模板23结构实现接料的稳定性，整体链轮组22通过驱动组28实现步进运动并配合凸轮组24、抬升模块25及烫印头26实现自动烫印的效果；在整理单元3中使得铅笔自转，方便后续削尖的均匀性，上述系统减少人力成本，同时提高生产效率。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。