[发明专利]一种全自动水晶珠串接方法

权利要求书

1.一种全自动水晶珠串接方法，其特征在于：采用的串珠装置，包括底板、振盘出料机构、旋转移料机构、移料机械臂、四工位夹持机构、绕丝打圈机构和送丝机构；所述的振盘出料机构包括振动盘、直振器、输送轨条、出料块、挡料块和挡料弹簧；所述的振动盘固定在底板上；所述的输送轨条与振动盘固定；输送轨条的顶面开设有输送滑槽；输送轨条的底面与直振器固定；输送滑槽的入口端与振动盘的出料口连通；出料块的入口端与输送滑槽的出口端固定；出料块的顶面开设有出料槽；出料槽底面的出口端开设有让位通槽；让位通槽与出料块的出口端端面连通；两个挡料块对中设置在出料块的出口端；两个挡料块的间距小于出料槽的槽宽；两根挡料弹簧的一端与两个挡料块的一端分别固定，另一端均与出料块固定；

所述的旋转移料机构包括移料架、移料电机、同步带、同步带轮、张紧块、张紧轴、移料板、滑台气缸、上撑座、下撑座、上夹管、下夹管、光纤激光对射传感器和旋位电机；所述的移料架固定在底板上；所述的张紧块与移料架构成滑动副，并通过紧定螺钉固定；所述的张紧轴固定在张紧块上；移料电机固定在移料架上，其输出轴与一个同步带轮同轴固定；另一个同步带轮支承在张紧轴上；两个同步带轮通过同步带连接；移料板与移料架构成滑动副，并与同步带固定；所述的滑台气缸与移料板固定；所述的上撑座、下撑座与滑台气缸的两个滑块分别固定；上夹管的顶端与上撑座构成转动副；旋位电机与下撑座固定；所述旋位电机的输出轴与下夹管的底端固定；上夹管与下夹管同轴设置；所述光纤激光对射传感器的发射器、接收器分别固定在上撑座、下撑座上；

所述的移料机械臂包括升降电机、升降轮、升降挡轮盘、方轴、滑座、升降座、连接板、转移电机和气动夹爪；所述的滑座及升降电机均通过连接板固定在移料架上；所述升降电机的输出轴水平设置，且与升降轮偏心固定；方轴与滑座构成滑动副；两个升降挡轮盘均固定在方轴上；升降挡轮盘上设置有升降移板；升降轮位于两个升降挡轮盘内的升降移板之间；升降轮的直径等于两块升降移板的间距；升降座与方轴的底端固定；转移电机固定在升降座上；转移电机的输出轴竖直设置，且与气动夹爪固定；

所述的四工位夹持机构包括转轴组件、工位转换驱动组件、夹珠驱动组件和夹持架；所述的夹持架与绕丝打圈机构内的打圈架固定；所述的转轴组件包括中心转轴、转筒、内安装柱、外安装盘和水晶珠夹具；中心转轴的内端支承在夹持架上，中部与内安装柱固定，外端与外安装盘固定；内安装柱的端面上开设有沿内安装柱轴线周向均布的四个第一安装槽；转筒套在内安装柱的外侧，并与内安装柱固定；所述外安装盘的外端端面上开设有沿外安装盘轴线周向均布的四个第二安装槽；第二安装槽横截面与第一安装槽的横截面完全相同；四个第一安装槽与四个第二安装槽分别位置对应；

所述的水晶珠夹具包括滑轨、定夹块、动夹块、夹珠弹簧和卡位销；所述滑轨工作侧面的内端设置有限位凸起，外端与定夹块固定；动夹块与滑轨工作侧面的中部构成滑动副；夹珠弹簧的两端与限位凸起、动夹块的相对端端面分别固定；卡位销的内端与动夹块固定；

所述的第一安装槽为通槽，且横截面呈方形；所述外安装盘的侧面上开设有沿自身轴线周向均布的四个安装孔；四个安装孔的底端与四个第一安装槽分别连通；内安装柱的侧面上开设有沿自身轴线周向均布的四个卡销滑槽；四个卡销滑槽的底端与四个第二安装槽分别连通；所述转筒的侧面上开设有沿自身轴线周向均布的四个限位滑槽；四个限位滑槽与四个卡销滑槽分别沿转筒的周向位置对应；所述动夹块的外侧面上开设有插杆孔；定夹块的外侧面上开设有螺纹孔；

水晶珠夹具共有四个；四个水晶珠夹具分别固定在四个第一安装槽、第二安装槽内；四个水晶珠夹具内滑轨的工作侧面均朝向背离中心转轴轴线的方向；四个端部螺栓分别穿过外安装盘上的四个安装孔，并与四个水晶珠夹具内定夹块的螺纹孔分别螺纹连接；四个水晶珠夹具的卡位销内端分别穿过四个卡销滑槽并伸入对应插杆孔；四个水晶珠夹具的卡位销的外端分别伸出四个限位滑槽外；卡位销的中部设置有环形凸起；卡位销的环形凸起位于转筒与内安装柱之间；所述动夹块与定夹块的相对端端面的两侧边缘均设置有锁珠块；动夹块上两个锁珠块远离动夹块的侧面上相互邻近的边缘上开设有锁珠槽；定夹块上两个锁珠块远离定夹块的侧面上相互邻近的边缘上开设有锁珠槽；

所述的工位转换驱动组件包括工位转换电机、编码盘和工位检测传感器；所述的工位检测传感器采用光电传感器；所述的工位转换电机与夹持架固定；工位转换电机的其中一根输出轴与中心转轴的内端固定；所述工位转换电机的另一根输出轴与编码盘固定；所述的编码盘上开设有沿自身轴线周向均布的四个检测孔；所述的工位检测传感器与夹持架固定；工位检测传感器的检测头朝向编码盘设置，且到编码盘轴线的距离等于检测孔轴线到编码盘轴线的距离；

所述的夹珠驱动组件包括第一气缸、第二气缸、第一拨板和第二拨板；所述的第一气缸及第二气缸均与夹持架固定；第一气缸、第二气缸的推出杆与第一拨板、第二拨板分别固定；第一拨板位于转轴组件的正上方；第二拨板位于转轴组件的一侧；第一拨板、第二拨板到中心转轴轴线的距离小于卡位销外端端面到中心转轴轴线的距离；

四个水晶珠夹具对应四个工位；四个工位分别为沿中心转轴的周向依次排列成环形的上料工位、第一穿丝工位、第二穿丝工位、下料工位；处于上料工位的水晶珠夹具内滑轨的工作侧面朝向正上方；

所述的绕丝打圈机构包括打圈切断组件、碾直组件、打圈架和打圈切断驱动组件；所述的打圈架固定在底板上；所述的碾直组件包括调整螺栓、调整滑块和U型轴承和碾直架；所述的碾直架上设置有沿碾直架长度方向依次排列的n个调整滑块，3≤n≤20；所有调整滑块均与碾直架构成沿碾直架宽度方向滑动的滑动副；碾直架上设置有n个调整螺栓组；调整螺栓组由两个调整螺栓组成；n个调整螺栓组与n个调整滑块一一对应；同一调整螺栓组内的两个调整螺栓分别位于碾直架的两侧，且分别抵住对应调整滑块的两端；n个调整滑块上均支承有U型轴承；对n个调整滑块沿碾直架长度方向依次排序；序号为奇数的调整滑块为第一调整滑块；序号为偶数的调整滑块为第二调整滑块；所有第一调整滑块上的U型轴承在碾直架的宽度方向对齐；所有第二调整滑块上的U型轴承在碾直架的宽度方向对齐；第一调整滑块上的U型轴承与第二调整滑块上的U型轴承在碾直架的宽度方向错开设置；

所述的碾直组件共有两个；两个碾直组件内U型轴承的轴线互相垂直；两个碾直组件的碾压目标线重合；碾直组件的碾压目标线为横向碾压目标面与纵向碾压目标面的交线；横向碾压目标面为U型轴承两端面的对称面；纵向碾压目标面为到所有U型轴承轴线的距离均相等的平面；

所述的打圈切断组件包括调节螺栓、压紧弹簧、调节块、第一碾轮、第二碾轮、切断凸轮、切断摇臂、刀具安装块、打圈刀、复位弹簧、第一导丝架和第二导丝架；所述的第二碾轮支承在打圈架上；调节块与打圈架构成滑动副；调节螺栓与打圈架螺纹连接；压紧弹簧的两端与调节块、调节螺栓分别固定；第一碾轮支承在调节块上；第一碾轮位于第二碾轮的正上方；第一导丝架及第二导丝架均固定在打圈架上，且相对端分别靠近第一碾轮与第二碾轮的间隙处；第一导丝架及第二导丝架上均开设有导丝孔；第一导丝架、第二导丝架上导丝孔的轴线均与两个碾直组件的碾压目标线重合；

所述的刀具安装块与打圈架构成滑动副；所述复位弹簧的两端与刀具安装块、打圈架分别固定；打圈刀固定在刀具安装块的顶部；打圈刀上开设有第一打圈槽和第二打圈槽；第一打圈槽及第二打圈槽均呈弧形，且紧靠在一起；第一打圈槽、第二打圈槽的中心线在同一条特征螺旋线上；

所述的特征螺旋线为圆柱螺旋线；第一导丝架、第二导丝架上导丝孔的直径、第一碾轮与第二碾轮的间距和特征螺旋线的导程相等；所述的第一穿丝工位、第二穿丝工位处的水晶珠夹具均夹持有双孔水晶八角珠，且双孔水晶八角珠的两颗穿丝孔分别位于对应水晶珠夹具两侧的状态下，存在一个特征圆同时穿过第一穿丝工位、第二穿丝工位处水晶珠夹具上双孔水晶八角珠互相临近的那个穿丝孔；特征圆的直径等于特征螺旋线的直径，且圆心在特征螺旋线的中心轴线上；特征圆与第一打圈槽或第二打圈槽相交；

所述的切断凸轮支承在打圈架上；所述切断摇臂的中部与打圈架构成转动副；切断摇臂的一端固定有圆形安装块，另一端抵住刀具安装块的底部；圆形安装块与切断凸轮的侧面接触；所述的打圈切断驱动组件包括打圈驱动件和切断驱动件；第一碾轮、第二碾轮均由打圈驱动件驱动；切断凸轮由切断驱动件驱动；该全自动串珠方法包括前置准备方法、上料方法、移料方法和穿丝方法；

所述的送丝机构包括出丝电机、送丝盘、送丝支架、装丝杆、外导柱、外导套、导丝杆、出丝组件和检测组件；所述的送丝盘支承在送丝支架上；所述出丝电机固定在送丝支架上；出丝电机的输出轴与送丝盘同轴安装；送丝盘上开设有四道沿送丝盘径向设置的调节槽，沿送丝盘周向均布的四根装丝杆的底端分别固定在送丝盘的四道调节槽内；沿送丝盘周向均布的四根外导柱的底端均与送丝支架的顶部固定；四个外导套与四根外导柱分别构成滑动副，且分别通过紧定螺钉固定；四个外导套与四根导丝杆的底端分别固定；四根导丝杆的顶端均设置有第一导丝圈；

出丝组件位于其中两根相邻的导丝杆之间；出丝组件包括出丝壳、摇杆和出丝弹簧；出丝壳与送丝支架固定；摇杆的内端与出丝壳铰接；出丝弹簧的两端与送丝支架、摇杆分别固定；摇杆的外端设置有第二导丝圈；

所述的检测组件包括无丝检测件和出丝滞后检测件；无丝检测件包括四个环状霍尔传感器；四个环状霍尔传感器的检测口与四根导丝杆上的第一导丝圈同轴固定；出丝滞后检测件包括检测金属块和两个滞后霍尔传感器；所述的检测金属块固定在摇杆上；所述的两个滞后霍尔传感器均固定在出丝壳内；检测金属块及两个滞后霍尔传感器到摇杆、出丝壳铰接轴的距离相等；两个滞后霍尔传感器与摇杆、出丝壳铰接轴的连线成120°角；在摇杆外端不受力的状态下，检测金属块靠近其中一个滞后霍尔传感器；另一个滞后霍尔传感器位于摇杆靠近碾直组件的一侧；

前置准备方法具体如下：

将双孔水晶八角珠装入振动盘；将铁丝的加工端穿过两个碾直组件内第一调整滑块上U型轴承与第二调整滑块U型轴承之间，并穿过第一导丝架及第二导丝架上的导丝孔后，抵在打圈刀上第一打圈槽的入口端；

上料方法具体如下：

步骤一、振动盘及直振器启动；双孔水晶八角珠在振动盘的驱动下，逐个排列地进入输送轨条和出料块上；位于最远离振动盘处的双孔水晶八角珠到达上夹管与下夹管之间，

步骤二、滑台气缸启动，使得上夹管与下夹管相向滑动，夹住双孔水晶八角珠；

步骤三、移料电机正转，使得移料板向移料机械臂滑动；被夹住的双孔水晶八角珠离开出料槽；

移料板滑动的过程中，若光纤激光对射传感器的接收器检测不到发射器射出的光线，则旋位电机转动，直至光纤激光对射传感器的接收器检测到发射器射出的光线；

步骤四、移料板到达气动夹爪的回转轨迹上后，移料电机停转；若气动夹爪不在初始位置，则上夹管及下夹管保持静止，等待气动夹爪到达初始位置；若气动夹爪位于初始位置，则气动夹爪夹住双孔水晶八角珠的两条对边；滑台气缸驱动上夹管与下夹管相背滑动，松开双孔水晶八角珠；进入步骤五；

步骤五、移料电机反转，使得移料板复位，并重复执行步骤二、三和四；

移料方法具体如下：

步骤一、若气动夹爪上夹持有双孔水晶八角珠，则转移电机正转，使得气动夹爪上的双孔水晶八角珠，到达上料工位处的水晶珠夹具上方；

步骤二、若上料工位处的水晶珠夹具上夹持有双孔水晶八角珠，则气动夹爪保持静止，等待未夹持双孔水晶八角珠的水晶珠夹具进入上料工位；

若上料工位处的水晶珠夹具未夹持双孔水晶八角珠，则上料工位处水晶珠夹具的第一气缸缩回，使得上料工位处的水晶珠夹具内动夹块向背离定夹块的方向滑动；

步骤三、升降电机正转，使得方轴向下滑动，气动夹爪上的双孔水晶八角珠到达上料工位处水晶珠夹具内的动夹块与定夹块之间；

步骤四、第一气缸推出，使得上料工位处的水晶珠夹具内动夹块与定夹块夹住双孔水晶八角珠；

步骤五、气动夹爪松开双孔水晶八角珠，升降电机反转，使得方轴向上滑动复位；进入步骤六；

步骤六、转移电机反转，气动夹爪复位，并重复执行步骤一、二、三、四和五；

穿丝方法具体如下：

步骤一、若上料工位处的水晶珠夹具未夹持双孔水晶八角珠，则等待气动夹爪将双孔水晶八角珠装入上料工位处的水晶珠夹具；

若上料工位处的水晶珠夹具上夹持有双孔水晶八角珠，则工位转换电机转动，使得上料工位处的水晶珠夹具到达第一穿丝工位；之后执行步骤二；

步骤二、若第二穿丝工位上的水晶珠夹具未夹持双孔水晶八角珠，则再次执行步骤一；

若第一穿丝工位及第二穿丝工位上的水晶珠夹具均夹持有双孔水晶八角珠，则进入步骤三；

步骤三、送丝电机及出丝电机转动，第一碾轮及第二碾轮驱动铁丝的加工端滑上第一打圈槽的入口端；铁丝在第一打圈槽内发生弯曲后从第一打圈槽的出口端滑出并穿过第一穿丝工位及第二穿丝工位上双孔水晶八角珠的穿丝孔；铁丝绕成环形后，滑入第二打圈槽的入口端；

步骤四、铁丝的加工端到达第二打圈槽的出口端后，送丝电机及出丝电机停转，切断电机转动，使得打圈刀向上滑动，铁丝被从第一打圈槽的入口端处切断；

步骤五、若上料工位处的水晶珠夹具未夹持双孔水晶八角珠，则等待气动夹爪将双孔水晶八角珠装入上料工位处的水晶珠夹具；

若上料工位处的水晶珠夹具上夹持有双孔水晶八角珠，则工位转换电机转动，使得第二穿丝工位处的水晶珠夹具到达下料工位；

步骤六、第二气缸缩回，使得下料工位处的水晶珠夹具内动夹块向背离定夹块的方向滑动，下料工位处的水晶珠夹具夹持的双孔水晶八角珠掉落下来；进入步骤七；

步骤七、第二气缸推出，使得下料工位处的水晶珠夹具内的动夹块复位；重复执行步骤二、三、四、五和六。