一种插针装置及插针方法与流程

1.本发明涉及非标自动化设备技术领域，具体涉及一种插针装置及插针方法。


背景技术：

2.现有技术中，一些产品在装配过程中需要进行插针工序。目前，产品在插针过程中通常采用人手动将针插入产品的孔中，速度较慢，效率较低，插入的深度较难把控，且在插入过程中，插针的施力方向和施力大小均较难把控，产品插针成品率较低，人力成本较高。
3.对此，现有技术中，通常采用插针机替代手动插针，例如中国专利cn209056749u，其公开了一种插针机，包括插针机构，第一上料机构和第二上料机构，所述插针机构包括传输通道，以及沿传输通道的传输方向依次布置的预插针机构、拨动机构以及压入机构，所述预插针机构分别与所述第一上料机构和第二上料机构相连接，所述拨动机构位于预插针机构与所述压入机构之间，并部分位于所述传输通道上，以将经过预插针机构的塑料件拨动至压入机构。该申请虽然能够实现自动插针，能一定程度上提升插针速度、降低人力成本；但是其通过压入机构将插针压入产品中，压入过程中由于压入的角度较难控制，容易出现针被压弯、压歪、插入其他地方损坏产品的问题，成品率较低。
4.因此，开发一种插针装置及插针方法，能够通过载料台与针相对位置变化实现间接插针，避免针和产品受到损坏，能够实现精准定位和检测，提高产品良品率，显然具有实际的现实意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种插针装置及插针方法，能够实现自动上料、定位、插针，通过先上针后上产品，冲压机构压载料台实现载料台与针相对运动，从而进行插针动作，避免针和产品受损坏，提高产品良品率。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种插针装置，用于将针插入产品中；包括：机箱，位于机箱上方的产品上料装置、针上料装置、插针机构和下料机构，所述插针机构位于所述产品上料装置和针上料装置之间；所述插针机构包括冲压机构、插针治具和错针机构，所述错针机构位于所述针上料装置的下方，所述插针治具在所述错针机构和冲压机构的下方移动；所述插针治具与所述产品上料装置之间设置有接料机构，所述接料机构用于将产品上料装置中的产品移动至插针治具中；所述插针治具包括储针机构、治具本体、位于治具本体上方的载料台、位于所述治具本体下方的顶升机构；所述治具本体与所述载料台弹性连接；所述错针机构包括针盒和导针机构；若插针治具位于所述导针机构的下方且储针机构中无针时，所述针上料装置将针通过导针机构移动至储针机构中；若插针治具不位于所述导针机构的下方或储针机构中已有针时，所述针上料装置将针送入针盒中。
7.优选地，所述针上料装置包括振动盘、振动盘控制器和位于所述振动盘外侧的防
尘罩，所述振动盘包括料仓和针输送轨道，所述针输送轨道的一端与料仓连接，另一端位于所述导针机构的正上方。
8.优选地，所述针输送轨道远离所述料仓的一端与导针机构中针的移动路径平行，保证针能够落入导针机构中且避免针输送过程中变形。
9.优选地，所述导针机构中针的移动路径与所述储针机构中针的移动路径平行，保证针能够落入储针机构中且避免针输送过程中变形。
10.优选地，所述针输送轨道与所述导针机构中针的移动路径均与所述水平面垂直。
11.优选地，所述产品上料装置包括产品料盘和位于所述产品料盘一侧的产品输送轨道，所述产品输送轨道的一端与产品料盘连接，另一端与接料机构连接。
12.优选地，所述产品输送轨道包括产品输送滑梯，所述产品输送滑梯与水平面呈夹角，便于将产品移动至接料机构中。
13.优选地，所述接料机构包括接料平台和推料机构，所述接料平台的一侧面与所述产品输送轨道连接，所述推料机构和所述载料台分别位于所述接料平台相对的两侧面；产品从产品输送轨道移动至接料平台后，通过推料机构将产品推入载料台中。
14.优选地，所述推料机构包括推料气缸和推料块。
15.优选地，所述推料块与所述推料气缸之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括位于推料气缸输出端上的连接块和位于所述连接块与所述推料块之间的第一弹簧。
16.优选地，所述冲压机构包括冲压支架、连接在冲压支架上的冲压气缸和位于所述冲压气缸输出端上的压板。
17.优选地，所述压板位于所述插针治具的上端，所述压板在所述冲压气缸的驱动下在所述插针治具的上端移动。
18.优选地，所述插针治具与所述机箱之间设置有移动机构实现插针治具在冲压机构和错针机构的下方移动。
19.优选地，所述载料台上设置有针入口、产品移动轨道、若干个第一定位孔、位于所述产品移动轨道内的第一穿透孔、位于所述产品移动轨道上的横移限位块；所述治具本体包括治具平板、位于所述治具平板上的若干个定位导向柱、位于所述治具平板上的若干个下压限位块、位于所述治具平板上的第二穿透孔；所述定位导向柱的数量于所述第一定位孔的数量相同，所述定位导向柱的位置与所述第一定位孔的位置对应。
20.优选地，所述压板的内部设置有若干个与定位导向柱相对应的第二定位孔。
21.优选地，所述治具本体与所述载料台之间的弹性连接通过位于所述治具本体和所述载料台之间的第二弹簧实现。
22.优选地，所述产品移动轨道位于所述载料台的中部，所述第一穿透孔位于所述产品移动轨道的中部，所述横移限位块位于所述产品移动轨道上远离所述接料机构的一侧；所述针入口位于所述产品移动轨道上且贯穿所述载料台。
23.优选地，所述产品移动轨道的直径从靠近所述接料机构的一端向靠近所述第一穿透孔的一端逐渐变小。
24.优选地，所述储针机构为柱形槽，所述储针机构的一端为开口端，另一端为封闭端，所述储针机构位于所述治具平板中，所述储针机构的开口端位于所述治具平板的上端
面上，所述储针机构与所述载料台上的针入口连通。
25.优选地，所述针入口位于所述储针机构的正上方，且所述针入口中针的移动方向与所述储针机构中针的移动方向位于同一直线上。
26.优选地，所述针插入产品中的深度与所述下压限位块的上端面和所述载料台下端面之间的距离相同。
27.优选地，所述顶升机构包括顶升气缸、固定块和顶出块，所述顶升气缸通过固定块与所述治具本体的下端面连接，所述顶出块连接在所述顶升气缸的输出端上；所述顶升气缸驱动所述顶出块依次穿过所述第二穿透孔和第一穿透孔与所述产品接触，将所述产品顶升至与载料台分离。
28.优选地，所述载料台靠近所述错针机构的一侧还设有挡板，当所述插针治具位于所述错针机构的下方时，所述导针机构与所述储针机构位于同一直线上；当所述插针治具位于所述冲压机构的下方时，所述挡板位于所述导针机构的下方。
29.优选地，所述挡板、所述载料台和所述接料平台内设置有连通的针观察通道，所述针观察通道与所述针入口的侧面连通，所述针观察通道与水平面平行且与所述针入口垂直；所述针观察通道的两端设置有光纤机构，所述光纤机构用于检测所述针入口中是否有针落入及针落入的角度。
30.优选地，所述接料平台处还设置有产品到位感应器，用于感应所述接料平台处是否有产品到位。
31.优选地，所述插针治具上还设有位移感应器，用于感应所述插针治具的位置。
32.上文中，所述插针机构的使用方法为：所述插针治具移动至所述错针机构的下方，直至所述储针机构、所述针入口和所述导针机构位于同一直线上，所述产品上料装置将针依次穿过导针机构和针入口后落入储针机构中；当储针机构中落针后，插针治具移动至所述冲压机构的下方；所述产品上料装置将产品移动至接料平台上，通过推料机构将产品推入载料台中；由于载料台上的产品移动轨道的直径由大变小，推至载料台中部时，产品被产品移动轨道和横移限位块限位；冲压机构中的冲压气缸带动压板下压至与载料台接触后继续下压，直至载料台的下端面与下压限位块接触；此时，储针机构中的针通过针入口插入产品中，完成插针。
33.优选地，所述下料机构包括吹气机构、下料轨道和料盒，所述吹气机构位于所述插针机构靠近所述产品上料装置的一侧；所述下料轨道位于所述插针机构远离所述产品上料装置的一侧；所述料盒连接在下料轨道上。
34.上文中，所述下料机构的使用方法为：当所述插针机构完成插针后，所述冲压机构上升，所述顶升机构中的顶升气缸带动顶出块将产品顶出载料台，吹气机构对顶出载料台的产品进行吹气，直至其吹动至下料轨道中，通过下料轨道移动至料盒中。
35.本技术还要求保护一种插针方法，采用如上文所述的插针装置，具体包括以下步骤：s1、判断插针治具是否位于所述导针机构的下方且储针机构中无针，若是则针上料装置将针穿过导针机构后移动至储针机构中；若否则针上料装置将针落入针盒中；s2、插针治具移动至所述冲压机构的下方；s3、产品上料装置将产品移动至接料机构处；若载料台中无产品则接料机构将产
品移动至载料台中；若载料台中已有产品，则产品在接料机构中等待上料；s4、冲压机构下压至与载料台接触，并继续下压直至载料台下降至指定高度，此时，针从储针机构中插入产品中；s5、冲压机构上升至原位，顶升机构将产品顶升至脱离载料台；s6、下料机构对产品进行下料。
36.上文中，步骤s4中所述继续下压直至载料台下降至指定高度中，指定高度指的是下压之前的载料台下端面到下压限位块上端面的距离。
37.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：1.本发明通过设置的针上料装置、产品上料装置和插针机构能够实现自动化上料和插针，能够缩短插针所需时间，提高插针效率，减少插针过程中针被人体污染的几率；2.本发明通过将储针机构设置于载料台下方，先上针后上产品，通过冲压机构下压载料台使得载料台与针存在相对运动关系，将向下插针的动作转化为向上插针，避免冲压机构直接压针出现针压弯、压歪的问题，避免对针和产品造成损坏，进一步提升产品良品率；3.本发明通过判断插针治具的位置及储针机构中是否有针，将针选择性地落入针盒和导针机构中，避免针掉落速度失控时，针直接掉落在机箱上造成对机箱和针的损坏，且针盒中的针可回收利用，降低使用成本；4.本发明结构和方法简单，整体工作流程顺畅，插针过程无需人工操作，自动化程度高，工作效率高。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明实施例一中的整体结构示意图；图2为本发明实施例一中的插针机构的结构示意图；图3为本发明实施例一中的错针机构的结构示意图；图4为本发明实施例一中的插针治具的结构示意图；图5为本发明实施例一中的治具本体的结构示意图。
40.其中，1、机箱；2、产品上料装置；3、针上料装置；4、插针机构；5、下料机构；6、冲压机构；7、插针治具；8、错针机构；9、接料机构；10、针；11、光纤机构；21、产品料盘；22、产品输送轨道；31、振动盘；32、振动盘控制器；33、防尘罩；34、针输送轨道；51、吹气机构；52、下料轨道；61、冲压支架；62、冲压气缸；63、压板；71、治具本体；72、载料台；73、顶升机构；74、移动机构；75、挡板；76、针观察通道；711、治具平板；712、定位导向柱；713、下压限位块；714、第二弹簧；715、第二穿透孔；
721、针入口；722、产品移动轨道；723、第一定位孔；724、第一穿透孔；725、横移限位块；81、针盒；82、导针机构；91、接料平台；92、推料机构。
具体实施方式
41.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
42.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.实施例一如图1-图5所示，本实施例涉及一种插针装置，用于将针10插入产品中；包括：机箱1，位于机箱1上方的产品上料装置2、针上料装置3、插针机构4和下料机构5，所述插针机构4位于所述产品上料装置2和针上料装置3之间；所述插针机构4包括冲压机构6、插针治具7和错针机构8，所述错针机构8位于所述针上料装置3的下方，所述插针治具7在所述错针机构8和冲压机构6的下方移动；所述插针治具7与所述产品上料装置2之间设置有接料机构9，所述接料机构9用于将产品上料装置2中的产品移动至插针治具7中；所述插针治具7包括储针机构（图中未示出）、治具本体71、位于治具本体71上方的载料台72、位于所述治具本体71下方的顶升机构73；所述治具本体71与所述载料台72弹性连接；所述错针机构8包括针盒81和导针机构82；若插针治具7位于所述导针机构82的下方且储针机构中无针10时，所述针上料装置3将针10通过导针机构82移动至储针机构中；若插针治具7不位于所述导针机构82的下方或储针机构中已有针10时，所述针上料装置3将针10送入针盒81中。
44.进一步的，所述针上料装置3包括振动盘31、振动盘控制器32和位于所述振动盘31外侧的防尘罩33，所述振动盘31包括料仓和针输送轨道34，所述针输送轨道34的一端与料仓连接，另一端位于所述导针机构82的正上方。
45.进一步的，所述针输送轨道34远离所述料仓的一端与导针机构82中针10的移动路径平行，保证针10能够落入导针机构82中且避免针10输送过程中变形。
46.进一步的，所述导针机构82中针10的移动路径与所述储针机构中针10的移动路径平行，保证针10能够落入储针机构中且避免针10输送过程中变形。
47.进一步的，所述针输送轨道34与所述导针机构82中针10的移动路径均与所述水平面垂直。
48.进一步的，所述产品上料装置2包括产品料盘21和位于所述产品料盘21一侧的产
品输送轨道22，所述产品输送轨道22的一端与产品料盘21连接，另一端与接料机构9连接。
49.进一步的，所述产品输送轨道22包括产品输送滑梯，所述产品输送滑梯与水平面呈夹角，便于将产品移动至接料机构9中。
50.进一步的，所述接料机构9包括接料平台91和推料机构92，所述接料平台91的一侧面与所述产品输送轨道22连接，所述推料机构92和所述载料台72分别位于所述接料平台91相对的两侧面；产品从产品输送轨道22移动至接料平台91后，通过推料机构92将产品推入载料台72中。
51.进一步的，所述推料机构92包括推料气缸和推料块。
52.进一步的，所述推料块与所述推料气缸之间设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括位于推料气缸输出端上的连接块和位于所述连接块与所述推料块之间的第一弹簧。
53.进一步的，所述冲压机构6包括冲压支架61、连接在冲压支架61上的冲压气缸62和位于所述冲压气缸62输出端上的压板63。
54.进一步的，所述压板63位于所述插针治具7的上端，所述压板63在所述冲压气缸62的驱动下在所述插针治具7的上端移动。
55.进一步的，所述插针治具7与所述机箱1之间设置有移动机构74实现插针治具7在冲压机构6和错针机构8的下方移动。
56.进一步的，所述载料台72上设置有针入口721、产品移动轨道722、若干个第一定位孔723、位于所述产品移动轨道722内的第一穿透孔724、位于所述产品移动轨道722上的横移限位块725；所述治具本体71包括治具平板711、位于所述治具平板711上的若干个定位导向柱712、位于所述治具平板711上的若干个下压限位块713、位于所述治具平板711上的第二穿透孔715；所述定位导向柱712的数量于所述第一定位孔723的数量相同，所述定位导向柱712的位置与所述第一定位孔723的位置对应。
57.进一步的，所述压板63的内部设置有若干个与定位导向柱712相对应的第二定位孔。
58.进一步的，所述治具本体71与所述载料台72之间的弹性连接通过位于所述治具本体71和所述载料台72之间的第二弹簧714实现。
59.进一步的，所述产品移动轨道722位于所述载料台72的中部，所述第一穿透孔724位于所述产品移动轨道722的中部，所述横移限位块725位于所述产品移动轨道722上远离所述接料机构9的一侧；所述针入口721位于所述产品移动轨道722上且贯穿所述载料台72。
60.进一步的，所述产品移动轨道722的直径从靠近所述接料机构9的一端向靠近所述第一穿透孔724的一端逐渐变小。
61.进一步的，所述储针机构为柱形槽，所述储针机构的一端为开口端，另一端为封闭端，所述储针机构位于所述治具平板711中，所述储针机构的开口端位于所述治具平板711的上端面上，所述储针机构与所述载料台72上的针入口721连通。
62.进一步的，所述针入口721位于所述储针机构的正上方，且所述针入口721中针10的移动方向与所述储针机构中针10的移动方向位于同一直线上。
63.进一步的，所述针10插入产品中的深度与所述下压限位块713的上端面和所述载
料台72下端面之间的距离相同。
64.进一步的，所述顶升机构73包括顶升气缸、固定块和顶出块，所述顶升气缸通过固定块与所述治具本体71的下端面连接，所述顶出块连接在所述顶升气缸的输出端上；所述顶升气缸驱动所述顶出块依次穿过所述第二穿透孔715和第一穿透孔724与所述产品接触，将所述产品顶升至与载料台72分离。
65.进一步的，所述载料台72靠近所述错针机构8的一侧还设有挡板75，当所述插针治具7位于所述错针机构8的下方时，所述导针机构82与所述储针机构位于同一直线上；当所述插针治具7位于所述冲压机构6的下方时，所述挡板75位于所述导针机构82的下方。
66.进一步的，所述挡板75、所述载料台72和所述接料平台91内设置有连通的针观察通道76，所述针观察通道76与所述针入口721的侧面连通，所述针观察通道76与水平面平行且与所述针入口721垂直；所述针观察通道76的两端设置有光纤机构11，所述光纤机构11用于检测所述针入口721中是否有针10落入及针10落入的角度。
67.进一步的，所述接料平台91处还设置有产品到位感应器，用于感应所述接料平台91处是否有产品到位。
68.进一步的，所述插针治具7上还设有位移感应器，用于感应所述插针治具7的位置。
69.上文中，所述插针机构4的使用方法为：所述插针治具7移动至所述错针机构8的下方，直至所述储针机构、所述针入口721和所述导针机构82位于同一直线上，所述产品上料装置2将针10依次穿过导针机构82和针入口721后落入储针机构中；当储针机构中落针10后，插针治具7移动至所述冲压机构6的下方；所述产品上料装置2将产品移动至接料平台91上，通过推料机构92将产品推入载料台72中；由于载料台72上的产品移动轨道722的直径由大变小，推至载料台72中部时，产品被产品移动轨道722和横移限位块725限位；冲压机构6中的冲压气缸62带动压板63下压至与载料台72接触后继续下压，直至载料台72的下端面与下压限位块713接触；此时，储针机构中的针10通过针入口721插入产品中，完成插针。
70.进一步的，所述下料机构5包括吹气机构51、下料轨道52和料盒，所述吹气机构51位于所述插针机构4靠近所述产品上料装置2的一侧；所述下料轨道52位于所述插针机构4远离所述产品上料装置2的一侧；所述料盒连接在下料轨道52上。
71.上文中，所述下料机构5的使用方法为：当所述插针机构4完成插针后，所述冲压机构6上升，所述顶升机构73中的顶升气缸带动顶出块将产品顶出载料台72，吹气机构51对顶出载料台72的产品进行吹气，直至其吹动至下料轨道52中，通过下料轨道52移动至料盒中。
72.实施例二本实施例是在上述实施例一的基础上进行的，与上述实施例相同之处不予赘述。
73.本实施例涉及一种插针方法，采用如实施例一所述的插针装置，具体包括以下步骤：s1、判断插针治具7是否位于所述导针机构82的下方且储针机构中无针10，若是则针上料装置3将针10穿过导针机构82后移动至储针机构中；若否则针上料装置3将针10落入针盒81中；s2、插针治具7移动至所述冲压机构6的下方；s3、产品上料装置2将产品移动至接料机构9处；若载料台72中无产品则接料机构9将产品移动至载料台72中；若载料台72中已有产品，则产品在接料机构9中等待上料；
s4、冲压机构6下压至与载料台72接触，并继续下压直至载料台72下降至指定高度，此时，针10从储针机构中插入产品中；s5、冲压机构6上升至原位，顶升机构73将产品顶升至脱离载料台72；s6、下料机构5对产品进行下料。
74.上文中，步骤s4中所述继续下压直至载料台72下降至指定高度中，指定高度指的是下压之前的载料台72下端面到下压限位块713上端面的距离。
75.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。