一种五金工件刻字加工工艺及其加工设备的制作方法

本发明涉及刻字加工技术领域，具体涉及一种五金工件刻字加工工艺及其加工设备。

背景技术：

工件常需要将在表面刻上产品批次号、厂家代码logo、材料牌号等标识，传统工件刻字设备主要包括冲压刻字设备、滚压刻字设备和印刷刻字设备，这些刻字设备存在无法实现工件圆周刻字的问题，同时现有设备在每个工件刻字后需要取下该工件才能对下个工件进行刻字操作，上、下料操作频繁，劳动强度大，加工效率低下，难以满足大批量工件刻字的要求；现有数控刻字机和激光刻字设备虽然能够高效完成工件的圆周刻字操作，但设备价格不菲，无疑提高了企业的生产成本。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种五金工件刻字加工设备，至少解决现有刻字机无法高效率完成工件圆周刻字的问题，具有结构简单合理，高效自动化的优点。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种五金工件刻字加工设备，包括

转盘，该转盘上可转动连接若干个放置工件的工位辊；

刻字机构，该刻字机构包括可转动设置于所述工位辊一侧的刻字模以及用于驱动刻字模转动的驱动装置。

优选地，还包括同步机构，该同步机构包括与所述刻字模同轴连接且同步转动的转轴、与所述转轴连接且同步转动的配合轮及第一齿轮、与所述工位辊连接且同步转动的第二齿轮、径向活动连接且周向固定在转盘上的齿形板以及设置在所述齿形板之间的驱动齿轮；所述第一齿轮和第二齿轮在刻字模转动过程中可啮合传动设置；所述齿形板数量与工位辊数量相同，齿形板靠近所述驱动齿轮一端设有与所述驱动齿轮适配的齿形槽且远离所述驱动齿轮一端设有圆弧面，所述配合轮上设有一凹部和圆弧部，该凹部与所述齿形板的圆弧面非接触设置，所述配合轮的圆弧部在刻字模转动过程中将齿形板推向驱动齿轮使驱动齿轮与齿形槽啮合，齿形板与转盘之间连接复位弹簧。

优选地，所述转盘包括互相盖合的盖板和底板，盖板和底板之间形成放置所述齿形板的安装槽，该安装槽内设有一滑槽，所述齿形板上设有一滑块，该滑块滑动设置在滑槽内，所述复位弹簧连接在滑槽和滑块之间，所述转盘中部设有一放置所述驱动齿轮的圆孔，该圆孔与所述安装槽连通。

优选地，所述驱动装置包括一驱动电机、与驱动电机的输出轴连接的第一带轮、与刻字模连接的第二带轮及连接在第一带轮和第二带轮之间的皮带。

优选地，还包括上下料机构，该上下料机构包括上料抓手、下料抓手、连接上料抓手和下料抓手的转动杆以及驱动转动杆转动的驱动机构，所述上料抓手和下料抓手构造相同，所述上料抓手包括与所述转动杆连接的摆杆以及铰接在摆杆上的一对半爪，半爪之间连接张开弹簧，半爪之间闭合形成放置所述工件的夹槽；上下料机构还包括两个限位轨道，限位轨道分别沿上料抓手和下料抓手的摆动轨迹设置，限位轨道上设有限位通道，该限位通道靠近转盘中心一端口径到远离转盘中心一端口径逐渐增大，所述上料抓手和下料抓手设置在限位通道内。

优选地，所述限位轨道为圆弧型轨道，该圆弧型轨道的中心为所述摆杆的摆动中心。

优选地，所述下料抓手的半爪末端设有缩口段，半爪夹槽内设有供工件掉落的漏孔。

优选地，所述上料抓手的半爪内设有倾斜朝向夹槽开口处设置的防滑纹，所述下料抓手的半爪内设有倾斜朝向夹槽槽底设置的防滑纹。

本发明还提供了一种五金工件刻字加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：上料：将工件套置在转盘上的工位辊上；

步骤二：送料：转盘转动使工位辊上的工件与刻字模接触；

步骤三：刻字：刻字模对工件进行对辊刻字；

步骤四：下料：将刻字后的工件取下。

优选地，所述步骤一中通过上下料机构将工件套置在工位辊上；所述步骤二还包括配合轮转动，圆弧部与齿形板接触并将接触板推向驱动齿轮，齿形板的齿形槽与驱动齿轮啮合，驱动齿轮转动带动转盘转动；所述步骤三还包括第一齿轮与第二齿轮啮合，刻字模与工件同步转动，配合轮与齿形板以及驱动齿轮与齿形槽处于非接触状态，转盘停止转动；所述步骤四通过上下料机构下料：将刻字后的工件取下。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供的一种五金工件刻字加工设备，具备以下有益效果：

(1)本发明的五金工件刻字加工设备在转盘上设置多个放置工件的工位辊，工件可依次套置在工位辊上，刻字模对工件进行轮转加工，上料、刻字和下料的工位分开，可以进行持续不间断的圆周刻字操作。

(2)本发明五金工件刻字加工设备的同步机构通过第一齿轮和第二齿轮啮合实现工位辊及工件与刻字模同步转动，提高圆周刻字的精度；同时，刻字模转动时带动配合轮转动，配合轮在工件与刻字模接触时通过凹部与齿形板脱离配合，转盘停止转动，在刻字模对工件刻字结束后通过圆弧部将齿形板推向驱动齿轮，驱动齿轮和齿形槽啮合传动，带动转盘转动，如此实现转盘在工件刻字时停止并在刻字结束后转动的同步配合，如此驱动齿轮可以直接与电机传动连接，省去了传统转盘中分割器的应用，极大的降低了设备制造成本。

(3)本发明五金工件刻字加工设备的上下料机构通过驱动机构带动转动杆转动，上料抓手和下料抓手同步转动，工件送入上料抓手的夹槽内后，上料抓手在限位通道的约束下，半爪逐渐闭合将工件抓紧，最后将工件套入上料工位的工位辊上，同时，下料抓手的夹槽套入下料工位的工件上将工件固定，转动杆反向转动时，下料抓手将工件翻转至集料区下料，上料抓手翻转至送料区取料，如此上下料机构通过单个驱动机构同步完成工件的自动上、下料动作，简化结构，降低设备成本和工人的劳动强度。

(4)本发明自动五金工件刻字加工工艺中刻字模与工件通过齿轮传动实现同步转动，避免工件滑动错位，刻字更精准，上料、刻字和下料动作分散且可同时自动化进行，极大的提升了加工效率，降低了劳动强度。

(5)本发明整体结构简单合理，使用方便，制造成本低廉，能够自动化实现工件的对辊圆周刻字，很好的满足了大批量工件刻字加工的使用要求。

附图说明

图1为本发明转盘和刻字机构的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明上料状态的结构示意图；

图4为本发明下料状态的结构示意图；

图5为本发明的爆炸视图；

图6为本发明的俯视图；

图7为本发明的内部结构示意图；

图8为本发明同步机构与转盘的爆炸视图；

图9为本发明转轴与刻字模、配合轮和第一齿轮的连接示意图；

图10为本发明齿形板在转盘转动过程中的配合示意图；

图11为本发明齿形板在刻字过程中的配合示意图；

图12为本发明上下料机构的结构示意图；

图13为现有刻字模对工件刻字过程示意图；

图14为本发明刻字模对工件刻字过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2所示，其中，图1为本发明转盘和刻字机构的结构示意图，图2为本发明的结构示意图。

本发明提供的一种五金工件刻字加工设备，包括转盘1和刻字机构2。

转盘1安装在机台上，转盘1上安装若干个放置工件的工位辊10，工位辊10枢接或其他可转动连接方式安装在转盘1上；

刻字机构2包括可转动设置于工位辊10一侧的刻字模20以及用于驱动刻字模20转动的驱动装置，驱动装置优选为安装在一支架21上的驱动电机22、与驱动电机22的输出轴连接的第一带轮23、与刻字模20连接的第二带轮24及连接在第一带轮23和第二带轮24之间的皮带25，刻字模20通过一连接轴竖向可转动的安装在支架21上。

进一步结合图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11所示，图3为本发明上料状态的结构示意图，图4为本发明下料状态的结构示意图，图5为本发明的爆炸视图，图6为本发明的俯视图，图7为本发明的内部结构示意图，图8为本发明同步机构与转盘的爆炸视图，图9为本发明转轴与刻字模、配合轮和第一齿轮的连接示意图，图10为本发明齿形板在转盘转动过程中的配合示意图，图11为本发明齿形板在刻字过程中的配合示意图，该五金工件刻字加工设备还包括同步机构3，同步机构3包括转轴31、配合轮32、第一齿轮33、第二齿轮34、齿形板35、驱动齿轮36和复位弹簧37，转轴31固定在刻字模20下端并与刻字模20同轴设置且同步转动，配合轮32及第一齿轮33键连接在转轴31上且与转轴31同步转动，第二齿轮34与工位辊10连接且同步转动，齿形板35径向活动设置且周向固定在转盘1上，齿形板35转动能够带动转盘1转动；齿形板35数量与工位辊10数量相同，转盘1和每个齿形板35上开设有工位辊10的让位孔104，齿形板35靠近驱动齿轮36一端设有与驱动齿轮36适配的齿形槽351且远离驱动齿轮36一端设有圆弧面352，圆弧面352外露于转盘1，驱动齿轮36与一驱动电机连接且设置在齿形板35的齿形槽351之间，齿形板35与转盘1之间连接复位弹簧37，复位弹簧37使齿形板35在不与配合轮32接触时与驱动齿轮36处于非接触状态，配合轮32上设有一凹部321和圆弧部322，该凹部321与齿形板35的圆弧面352非接触设置，配合轮32的圆弧部322在刻字模20转动过程中将齿形板35推向驱动齿轮36使驱动齿轮36与齿形槽351啮合，第一齿轮33和第二齿轮34在刻字模20转动过程中可接触啮合传动，该同步机构3实现工位辊10及工件与刻字模20接触刻字时能够同步转动，实现转盘1在工件刻字时停止、在刻字结束后转动的同步配合，如此驱动齿轮36可以直接与电机传动连接，省去了传统转盘1中分割器的应用，降低设备成本。

在齿形板35的一种优选安装方式中，转盘1包括互相盖合的盖板11和底板12，盖板11和底板12之间形成放置齿形板35的安装槽100，该安装槽100内设有一滑槽101，齿形板35上设有一滑块353，该滑块353滑动设置在滑槽101内，复位弹簧37连接在滑槽101和滑块353之间，转盘1中部设有一放置驱动齿轮36的圆孔102，该圆孔102与安装槽100连通，齿形板35设置在转盘1内部并在内部滑动，结构牢固，齿形板35滑动平稳；为了防止转盘1在刻字时转动，可以适当加大转盘1自重，并在转盘1上开设定位孔103，定位孔103内活动设置一定位销13，定位销13与一气缸14的伸缩端连接，刻字时，气缸驱动定位销13伸入定位孔103内对转盘1进行定位，限制转盘1转动。

结合图12所示，图12为本发明上下料机构的结构示意图，为了实现自动同步上下料，该五金工件刻字加工设备还包括上下料机构4，该上下料机构4包括上料抓手41、下料抓手42、连接上料抓手41和下料抓手42的转动杆43以及驱动转动杆43转动的驱动机构44，该驱动机构44可以是摆动气缸或转动电机，其输出端与转动杆43固定连接，上料抓手41和下料抓手42构造相同，上料抓手41包括与转动杆43连接的摆杆401以及铰接在摆杆401上的一对半爪402，半爪402之间连接张开弹簧403，半爪402之间闭合形成放置工件的夹槽400；上下料机构4还包括两个限位轨道45，限位轨道45分别沿上料抓手41和下料抓手42的摆动轨迹设置，限位轨道45上设有限位通道450，该限位通道450靠近转盘1中心一端口径到远离转盘1中心一端口径逐渐增大，上料抓手41和下料抓手42设置在限位通道450内，半爪402由于张开弹簧403的作用处于常开状态且张开程度受限位通道450限制，从工件上料到将工件套入工位辊10上，上料抓手41的半爪402从打开逐渐闭合，刻字后的工件下料时，下料抓手42的半爪402闭合挤入工件外，将工件夹出后逐渐打开下料，半爪402选用可适当弹性变形的材质，进而在闭合状态下能够卡入工件外；上下料机构4通过单个驱动机构44同步完成工件的自动上、下料动作，简化结构，降低设备成本和工人的劳动强度。

为了提高上料抓手41和下料抓手42摆动动作的平稳性，限位轨道45为圆弧型轨道，该圆弧型轨道的中心为摆杆401的摆动中心。

下料抓手42的半爪402末端设有缩口段421，半爪402在夹槽400内设有供工件掉落的漏孔420，工件套入夹槽400内后，缩口段421可以对工件进行锁紧，便于将工件从工位辊10上取出。

上料抓手41的半爪402内设有倾斜朝向夹槽400开口处设置的防滑纹410，该防滑纹410便于上料抓手41将工件套入工位辊10并退出，下料抓手42的半爪402内设有倾斜朝向夹槽400槽底设置的防滑纹422，该防滑纹422便于下料抓手42将工件从工位辊10上取出。

参阅图13和图14所示，图13为现有刻字模对工件刻字过程示意图，图14为本发明刻字模对工件刻字过程示意图，传统刻字模20的字模200径向垂直于外缘面设置，在对工件a刻字脱模时会损伤工件边角a1，字模200损坏较快，为了减少刻字模20的字模200对工件a的损伤及延长自身使用寿命，刻字模20的字模200倾斜于外缘面设置，且字模200脱模时与工件的字槽a2形成d滚切圆a3相切。

本发明还提供了一种五金工件刻字加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：上料，工件通过输送机震动送料盘等送料设备将工件输送到上料抓手41的夹槽400内，驱动机构44带动转动杆43转动，上料抓手41在限位通道450内转动，半爪402逐渐闭合将工件抓紧，最后将工件套入上料工位的工位辊10上；

步骤二：送料，驱动装置驱动刻字模20转动，带动配合轮32转动，圆弧部322与齿形板35接触并将接触板推向驱动齿轮36，齿形板35的齿形槽351与驱动齿轮36啮合，驱动齿轮36转动带动转盘1转动，转盘1转动使工位辊10上的工件转动到刻字工位上与刻字模20接触；

步骤三：刻字，配合轮32继续转动，凹部321朝向齿形板35，配合轮32与齿形板35以及驱动齿轮36与齿形槽351处于非接触状态，转盘1停止转动，第一齿轮33与第二齿轮34啮合，刻字模20与工件同步转动，刻字模20继续转动对工件进行对辊刻字；

步骤四：下料，配合轮32继续转动，圆弧部322与齿形板35接触并将接触板推向驱动齿轮36，齿形板35的齿形槽351与驱动齿轮36啮合，驱动齿轮36转动带动转盘1转动，转盘1转动将刻字后的工件转动到下料工位，下料抓手42的夹槽400接刻字后的工件将其固定，转动杆43在限位通道450反向转动，下料抓手42将工件翻转至集料区，下料抓手42张开，工件从漏孔420内下料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。