一种圆珠笔球珠的直径及圆滑度的检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及圆珠笔球珠检测相关技术领域，尤其是指一种圆珠笔球珠的直径及圆滑度的检测装置。


背景技术：

2.圆珠笔珠球是指圆珠笔头上的“圆珠”，笔头是圆珠笔的关键，而笔头又分为笔尖上的球珠和球座体。目前圆珠笔球珠和球座体的生产，无论是设备还是原材料，长期以来都掌握在瑞士、日本等国家手中。圆珠笔珠球的生产对加工的精度、材料的选择上都有很高的要求。
3.我国是世界上最大的圆珠笔生产大国，每年生产400多亿支圆珠笔。可是 在圆珠笔笔珠和球座体生产上，我国目前仍存在着核心技术的缺失。虽然太钢已经研制出2.3毫米的不锈钢丝，并投入到圆珠笔头的生产中，使得我国核心技 术缺失现象稍有改善。但在圆珠笔头的生产上，中国和一些发达国家还是存在着差距。
4.圆珠笔球珠的生产对加工的精度有很高的要求。球珠的尺寸和形状（主要包括直径、圆度、表面粗糙度）作为圆珠笔球珠生产中的最重要的工作参数，其与球珠的硬度、显微组织、缺陷率等共同构成一个圆珠笔球珠是否合格的重要检验参数。
5.就目前现状而言，国内虽然已经对圆珠笔球珠进行了研制与生产，但是现有非接触式光学测量装置结构复杂，检测过程繁琐困难，检测效率低，且仅能实现对其尺寸参数测量的功能，并未对其形状参数进行数据采集与分析。


技术实现要素：

6.本实用新型是为了克服现有技术中检测效率低的不足，提供了一种检测效率高的圆珠笔球珠的直径及圆滑度的检测装置。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种圆珠笔球珠的直径及圆滑度的检测装置，包括上料组件和分料组件，所述上料组件和分料组件之间设有连接轨道，所述连接轨道的进料端和上料组件固定连接，所述连接轨道的出料端置于分料组件的侧面，所述连接轨道上设有圆滑度检测组件和直径检测组件，所述圆滑度检测组件包括固定在连接轨道的底面上固定有感应带，所述感应带上安装压力传感器，所述直径检测组件包括在连接轨道出料端两侧对称设置的距离传感器。
9.通过上料组件对待检测的球珠进行一颗颗分拣并送至连接轨道，再通过连接轨道滚到分料组件中进行分类及下料。当球珠滚过连接轨道底面上的感应带时，由其上的压力传感器检测球珠滚动过程中感应带上的压力变化，对于表面圆滑的球珠而言，其球珠对感应带的压力为恒值，而对于表面凹凸的球珠而言，其凹凸处在滚过感应带时会对感应带的压力发生变化，由此可以快速检测出被测球珠的圆滑性，再由分料组件对不同光滑度的球珠进行分类下料，检测过程快速方便，效率高。对于表面圆滑的球珠而言，在经过连接轨道的出料端进入分料组件时，由两侧的距离传感器分别检测球珠与自身的最小距离，通过将
两个距离传感器之间的距离减去两个距离传感器测得的最小距离，即为该球珠的直径，再由分料组件对不同直径的球珠进行分类下料，检测过程快速方便，效率高。
10.作为优选，所述分料组件包括底座，所述底座上安装有转盘，所述底座和转盘转动连接，所述转盘上端面的边缘处呈环形分布有若干个固定卡座，所述固定卡座的侧面设有卡槽，所述卡槽的开口朝向转盘的外侧，所述连接轨道的出料端置于转盘的侧面且与卡槽位于同一水平面上。连接轨道滚过来的球珠沿着卡槽的开口进入卡槽中固定，等待下料。
11.作为优选，所述底座内部固定有旋转电机，所述转盘固定在旋转电机上且通过旋转电机与底座转动连接，所述转盘上固定有控制箱，所述控制箱包括单片机，所述距离传感器和压力传感器均与单片机电连接。距离传感器和压力传感器检测到的信号发送到单片机上，通过单片机进行处理分析，得出球珠的下料结果，并控制旋转电机转动，将固定有球珠的卡槽转动到对应的下料槽中进行下料。
12.作为优选，所述转盘的上端面设有与固定卡座相匹配的转盘通孔，所述转盘通孔置于卡槽的正下方，所述转盘通孔内安装有开关组件，所述开关组件与单片机电连接。连接轨道滚过来的球珠进入卡槽后落入转盘通孔中。开关组件起到打开和关闭转盘通孔的作用。
13.作为优选，所述底座内部固定有若干个下料槽，所述下料槽上设有下料口，所述的下料口置于底座的上端面上且位于所述的转盘通孔所形成的圆环的正下方。自然状态下的转盘通孔被开关组件堵住，处于关闭状态，当单片机控制该转盘通孔转至对应的下料槽上方时，此时开关组件打开，该转盘通孔内的球珠则可准确落入相应的下料槽中。
14.作为优选，所述下料槽包括不良品下料槽、标准品下料槽和误差品下料槽。对于压力不为恒值的球珠，则送至不良品下料槽中进行回收；对于压力为恒值且直径标准的球珠送至标准品下料槽中；对于压力为恒值且直径存在偏差的球珠送至误差品下料槽中。通过测得的球珠进行分类下料，大大简化了后续回收及包装的过程。
15.作为优选，所述开关组件包括安装在转盘通孔内的挡板，所述转盘通孔其中一侧的侧壁上设有侧凹槽，所述挡板的一侧固定有固定柱，所述固定柱的两端均固定有扭转弹簧，两个扭转弹簧分别固定在侧凹槽两侧的侧壁上，所述固定柱置于侧凹槽内且通过扭转弹簧与侧凹槽转动连接，所述挡板的另一侧上固定有磁铁，所述转盘通孔另一侧的侧壁上固定有与磁铁相匹配的电磁发生器，所述电磁发生器与单片机电连接。自然状态下挡板的另一侧在扭转弹簧的作用下抵在转盘通孔另一侧侧壁的电磁发生器上，挡住转盘通孔，此时转盘通孔处于关闭状态。当单片机控制转盘通孔转至对应的下料槽上方时，单片机控制电磁发生器产生与磁铁磁性相同的磁场，对磁铁施加一个排斥力，使挡板的另一侧在排斥力的作用下转至转盘通孔的一侧，此时转盘通孔处于打开状态，其内的球珠在重力的作用下落入对应的下料槽中，完成下料。
16.作为优选，所述上料组件包括储物槽，所述储物槽的底部固定有振动底座，所述储物槽内部固定有传动轨道，所述传动轨道的一端置于置物槽的底部，所述传动轨道的另一端置于置物槽的顶部且与连接轨道固定连接。由振动底座带动储物槽进行振动，使其中待检测的球珠边沿着传动轨道运动边进行一颗颗地分拣和排序，并将分拣和排列好的球珠送至连接轨道。
17.作为优选，所述连接轨道进料端的高度高于连接轨道出料端的高度。连接轨道内
的球珠可在重力作用下从进料端滚至下料端。
18.本实用新型的有益效果是：检测过程快速方便，效率高；通过测得的球珠进行分类下料，大大简化了后续回收及包装的过程。
附图说明
19.图1是本实用新型的主视图；
20.图2是本实用新型的俯视图；
21.图3是底座部分的俯视图；
22.图4是图1中a处的剖视图；
23.图5是图4中挡板部分的结构示意图。
24.图中：1. 储物槽，2. 振动底座，3. 连接轨道，4. 感应带，5. 压力传感器，6. 距离传感器，7. 控制箱，8. 转盘，9. 固定卡座，10. 振动底座，11. 传动轨道，12. 卡槽，13. 下料口，14. 旋转电机，15. 转盘通孔，16. 电磁发生器，17. 磁铁，18. 挡板，19. 侧凹槽，20. 固定柱，21. 扭转弹簧。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
26.如图1和图2所述的实施例中，一种圆珠笔球珠的直径及圆滑度的检测装置，包括上料组件和分料组件，上料组件和分料组件之间设有连接轨道3，连接轨道3的进料端和上料组件固定连接，连接轨道3的出料端置于分料组件的侧面，连接轨道3上设有圆滑度检测组件和直径检测组件，圆滑度检测组件包括固定在连接轨道3的底面上固定有感应带4，感应带4上安装压力传感器5，直径检测组件包括在连接轨道3出料端两侧对称设置的距离传感器6。
27.如图1和图2所示，分料组件包括底座10，底座10上安装有转盘8，底座10和转盘8转动连接，转盘8上端面的边缘处呈环形分布有若干个固定卡座9，固定卡座9的侧面设有卡槽12，卡槽12的开口朝向转盘8的外侧，连接轨道3的出料端置于转盘8的侧面且与卡槽12位于同一水平面上。
28.如图3所示，底座10内部固定有旋转电机14，转盘8固定在旋转电机14上且通过旋转电机14与底座10转动连接，转盘8上固定有控制箱7，控制箱7包括单片机，距离传感器6和压力传感器5均与单片机电连接。
29.如图4所示，转盘8的上端面设有与固定卡座9相匹配的转盘通孔15，转盘通孔15置于卡槽12的正下方，转盘通孔15内安装有开关组件，开关组件与单片机电连接。
30.如图3和图4所示，底座10内部固定有若干个下料槽，下料槽上设有下料口13，的下料口13置于底座10的上端面上且位于的转盘通孔15所形成的圆环的正下方。
31.下料槽包括不良品下料槽、标准品下料槽和误差品下料槽。
32.如图4和图5所示，开关组件包括安装在转盘通孔15内的挡板18，转盘通孔15其中一侧的侧壁上设有侧凹槽19，挡板18的一侧固定有固定柱20，固定柱20的两端均固定有扭转弹簧21，两个扭转弹簧21分别固定在侧凹槽19两侧的侧壁上，固定柱20置于侧凹槽19内且通过扭转弹簧21与侧凹槽19转动连接，挡板18的另一侧上固定有磁铁17，转盘通孔15另
一侧的侧壁上固定有与磁铁17相匹配的电磁发生器16，电磁发生器16与单片机电连接。
33.如图1和图2所示，上料组件包括储物槽1，储物槽1的底部固定有振动底座2，储物槽1内部固定有传动轨道11，传动轨道11的一端置于储物槽1的底部，传动轨道11的另一端置于储物槽1的顶部且与连接轨道3固定连接。
34.如图1所示，连接轨道3进料端的高度高于连接轨道3出料端的高度。
35.具体检测流程：
36.通过振动底座2带动储物槽1进行振动，使其中待检测的球珠边沿着传动轨道11运动边进行一颗颗地分拣和排序，并将分拣和排列好的球珠送至连接轨道3，从连接轨道3的进料端滚至连接轨道3的下料端。
37.当球珠滚过连接轨道3底面上的感应带4时，由其上的压力传感器5检测球珠滚动过程中感应带上的压力变化，并将压力信号发送到控制箱7的单片机上，通过单片机判断球珠滚动过程中感应带4上的压力是否为恒值（对于表面圆滑的球珠而言，其球珠对感应带4的压力为恒值；而对于表面凹凸的球珠而言，其凹凸处在滚过感应带4时会对感应带4的压力发生变化）。
38.对于表面凹凸的球珠，当其通过连接轨道3的出料端沿着卡槽12落入转盘通孔15中时，单片机控制旋转电机14转动，进而带动转盘8转动，控制该转盘通孔15转至不良品下料槽的上方。之后单片机控制对应的电磁发生器16产生与磁铁17磁性相同的磁场，对磁铁17施加一个排斥力，使挡板18的另一侧在排斥力的作用下转至转盘通孔15的一侧，此时转盘通孔15处于打开状态，其内的球珠在重力的作用下落入不良品下料槽中，完成下料。
39.对于表面圆滑的球珠，当其经过连接轨道3的出料端进入沿着卡槽12落入转盘通孔15中时，两侧的距离传感器6分别检测球珠与自身的最小距离，并将距离信号发送到控制箱7的单片机上，单片机通过将两个距离传感器6之间的距离减去两个距离传感器6测得的与球珠的最小距离，即为该球珠的直径。
40.对于直径标准的球珠，单片机控制转盘8转动，将该转盘通孔15转至标准品下料槽的上方进行下料；而对于直径有偏差的球珠，则将该转盘通孔15转至标准品下料槽的上方进行下料。