活塞镶圈长毛坯锯断机及锯断方法与流程

本发明涉及锯断机技术领域，具体涉及一种活塞镶圈长毛坯锯断机及锯断方法。

背景技术：

将铸造长毛坯锯断为多根定长的短毛坯，是活塞镶圈的制造工序之一，针对该制造工序，现有的实施手段为：采用现有技术的锯断机，其夹持送进装置夹紧长毛坯，将长毛坯送至锯片位置处，先将长毛坯的头部锯掉，然后定长锯断为若干段短毛坯，在准备最后一段短毛坯的锯断时，一般剩余的长度仅大于短毛坯定长的20mm左右，此段超出短毛坯定长约20mm的毛坯，称之为“毛坯末段”，对于锯断机的夹持送进装置来说，20mm太短，锯断夹紧装置无法夹持“毛坯末段”，进而无法继续锯断加工，因此，操作工人只好人为干预并改变锯断机的工作程序，人工手动将“毛坯末段”调转180°，即首尾调转，并依据短毛坯的定长固定放置定位块，切割断面紧贴定位块进行定位，人工操作锯断机，将“毛坯末段”的尾端锯掉，尾料从前端落下，得到最后一段定长的短毛坯，人工取下该段短毛坯。

现有的加工手段存在如下缺点：整个锯断过程需要人为打断干预，导致单根长毛坯的锯断加工周期长，生产效率低，操作工人劳动强度大，且易发生工伤事故。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种锯断过程无需人为干涉的活塞镶圈长毛坯锯断机及锯断方法，使得单根活塞镶圈长毛坯锯断过程为全自动加工，加工时间短，生产效率高。

要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种活塞镶圈长毛坯锯断机，包括机架本体、夹紧送进单元、锯断单元、调头单元和控制系统；

所述机架本体包括底座和固定连接在底座上的第一龙门机架和第二龙门架，第一龙门机架位于第二龙门架的右侧，底座的顶端设有若干输送辊，若干输送辊一列式阵列排列，且顶端均在同一水平面上；

所述夹紧送进单元包括零点定位装置、夹紧装置和送进装置，所述零点定位装置的固定端固定连接在底座的右端，零点定位装置的移动端用于推动活塞镶圈长毛坯沿输送辊的阵列方向运动，进行零点定位；所述夹紧装置的固定端固定连接在所述送进装置的活动端，夹紧装置的活动端用于夹紧活塞镶圈长毛坯；所述送进装置的固定端固定连接在底座上，送进装置的活动端用于带动夹紧装置沿输送辊的阵列方向运动；控制系统控制零点定位装置、夹紧装置和送进装置的动力元件的动作；

所述锯断单元包括上下夹紧固定装置、侧夹紧固定装置、锯片和锯断送进装置，所述上下夹紧固定装置的固定端固定连接在第二龙门架的顶板上，上下夹紧固定装置的活动端上下移动，用于活塞镶圈长毛坯的上下夹紧定位；所述侧夹紧固定装置位于上下夹紧固定装置的下方，侧夹紧固定装置的固定端固定连接在底座上，侧夹紧固定装置的活动端用于活塞镶圈长毛坯的前后夹紧定位；所述锯断送进装置的固定端固定连接在底座上，锯断送进装置的活动端固定连接有锯断电机，锯片固定连接在锯断电机的输出轴上，锯片用于锯断活塞镶圈长毛坯；控制系统控制上下夹紧固定装置、侧夹紧固定装置和锯断送进装置的动力元件的动作；

所述调头单元包括旋转装置、升降装置和调头夹紧装置，所述旋转装置的固定端固定连接在第一龙门机架的顶板上，旋转装置的旋转端的旋转轴线与若干输送辊的顶端所在的水平面相互垂直；所述升降装置的固定端固定连接在旋转装置的旋转端，所述调头夹紧装置的固定端固定连接在升降装置的活动端，调头夹紧装置的活动端用于夹持毛坯末段；控制系统控制旋转装置、升降装置和调头夹紧装置的动力元件的动作。

具体地，所述夹紧送进单元的零点定位装置包括定位气缸，定位气缸的缸体通过螺钉固定连接在底座的右端，定位气缸的活塞杆的轴线方向与所述机架本体的输送辊的阵列方向相同，定位气缸的活塞杆用于推动活塞镶圈长毛坯进行零点定位；定位气缸通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

具体地，所述夹紧送进单元的送进装置包括2个送进气缸，分别为前送进气缸和后送进气缸，2个送进气缸分别位于所述机架本体的输送辊的前后两侧，送进气缸的缸体通过螺钉固定连接在底座上，送进气缸的活塞杆的轴线方向与所述机架本体的输送辊的阵列方向相同，所述夹紧装置的固定端固定连接在送进气缸的活塞杆端部；送进气缸通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

具体地，所述夹紧送进单元的夹紧装置包括前夹紧气缸和后夹紧气缸，前夹紧气缸和后夹紧气缸分别位于所述机架本体的输送辊的前后两侧，前夹紧气缸和后夹紧气缸的缸体均通过螺钉固定连接在所述送进装置的活动端，前夹紧气缸的活塞杆和后夹紧气缸的活塞杆的轴线方向均与所述机架本体的输送辊的阵列方向垂直，且两活塞杆镜像动作；前夹紧气缸的活塞杆的端部固定连接有前v型夹紧块，后夹紧气缸的活塞杆的端部固定连接有后平面夹紧块，前v型夹紧块与后平面夹紧块用于夹紧活塞镶圈长毛坯；前夹紧气缸和后夹紧气缸分别通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

具体地，所述锯断单元的上下夹紧固定装置包括锯断上夹紧气缸和上夹紧块，锯断上夹紧气缸的缸体通过螺钉固定连接在所述机架本体的第二龙门架的顶板上，锯断上夹紧气缸的活塞杆的轴线与所述机架本体的若干输送辊的顶端所在的水平面相互垂直，上夹紧块固定连接在锯断上夹紧气缸的活塞杆的端部，上夹紧块与输送辊用于活塞镶圈长毛坯的上下夹紧定位；锯断上夹紧气缸通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

具体地，所述锯断单元的侧夹紧固定装置包括锯断前夹紧气缸、锯断移动夹紧块和锯断固定夹紧块，锯断移动夹紧块和锯断固定夹紧块分别位于所述机架本体的输送辊的前后两侧，锯断移动夹紧块固定连接在锯断前夹紧气缸的活塞杆端部，锯断前夹紧气缸的缸体通过螺钉固定连接在所述机架本体的底座上，锯断前夹紧气缸的活塞杆的轴向与所述机架本体的输送辊轴向相互平行，锯断固定夹紧块固定连接在所述机架本体的底座上，锯断移动夹紧块和锯断固定夹紧块用于活塞镶圈长毛坯的前后夹紧定位；所述锯断单元的锯断送进装置包括滚珠丝杠副、锯断送进电机和导向杆，滚珠丝杠副的丝杠的两端通过轴承与滚动轴承座相连，轴承座和锯断送进电机均通过螺钉固定连接在所述机架本体的底座上，锯断送进电机的输出轴与丝杠的一端固定连接，滚珠丝杠副的丝杠螺母与导向杆构成一对移动副，导向杆的两端固定连接在所述机架本体的底座上，所述锯断电机通过螺钉固定连接在丝杠螺母上；锯断前夹紧气缸通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀及锯断送进电机的驱动器均与控制系统相连。

具体地，所述调头单元的旋转装置包括调头电机和减速机，调头电机的输出轴与减速机的输入轴孔相连，减速机的外壳与调头电机的外壳通过螺钉固定连接，调头电机的外壳通过螺钉固定连接在所述机架本体的第一龙门机架的顶板上，所述减速机为盘式减速机，减速机的输出盘的轴线与若干输送辊的顶端所在的水平面相互垂直，所述升降装置的固定端与减速机的输出盘固定连接；调头电机的驱动器与控制系统相连。

具体地，所述调头单元的升降装置包括调头提升气缸，调头提升气缸的缸体固定连接在所述旋转装置的旋转端，调头提升气缸的活塞杆的轴线与若干输送辊的顶端所在的水平面相互垂直，所述调头夹紧装置的固定端固定连接在调头提升气缸的活塞杆的端部；调头提升气缸通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

具体地，所述调头单元的调头夹紧装置包括2个相向设置的调头夹紧气缸，2个相向设置的调头夹紧气缸的缸体固定连接在气缸连接板上，气缸连接板与所述升降装置的活动端固定连接，2个调头夹紧气缸的活塞杆的端部均固定连接有夹持板，夹持板的底端固定连接有弧形托板，弧形托板的内半径与活塞镶圈长毛坯外径相当，夹持板与弧形托板的位置关系为“l”形；2个夹持板用于夹紧毛坯末段的两端部，弧形托板用于承托毛坯末段；2个调头夹紧气缸分别通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

一种如上述活塞镶圈长毛坯锯断机锯断活塞镶圈长毛坯的锯断方法，依次包括如下步骤：

步骤1：将活塞镶圈长毛坯置于输送辊上；

步骤2：通过夹紧送进单元的零点定位装置推动活塞镶圈长毛坯，完成活塞镶圈长毛坯的零点定位；

步骤3：通过控制锯断单元的侧夹紧固定装置，完成活塞镶圈长毛坯的前后限位；

步骤4：通过控制锯断单元的上下夹紧固定装置，完成活塞镶圈长毛坯的上下限位；

步骤5：联动控制锯断电机和锯断送进装置，对活塞镶圈长毛坯进行切割；

步骤6：通过控制夹紧送进单元的夹紧装置，完成对活塞镶圈长毛坯的夹紧；

步骤7：通过控制夹紧送进单元的送进装置，完成对活塞镶圈长毛坯的定长送进；

步骤8：多次重复步骤3-5，至活塞镶圈长毛坯的剩余长度为短毛坯长度与尾料长度之和时，结束本步骤，此时剩余的活塞镶圈长毛坯为毛坯末段；

步骤9：通过控制夹紧送进单元的夹紧装置，完成毛坯末段的夹紧；通过控制夹紧送进单元的送进装置，完成毛坯末段的定长回退；

步骤10：先后控制调头单元的升降装置和调头夹紧装置，完成对毛坯末段的夹持；

步骤11：先后控制调头单元的升降装置和旋转装置，完成毛坯末段的首尾调转；

步骤12：先后控制调头单元的升降装置和调头夹紧装置，将毛坯末段放置于输送辊上；

步骤13：通过控制夹紧送进单元2的夹紧装置，完成毛坯末段的夹紧；通过控制夹紧送进单元的送进装置，完成毛坯末段的定长送进；

步骤14：重复步骤3-5。

本发明可以达到的有益效果为：

1）有效解决了现有技术中活塞镶圈长毛坯锯断加工过程需要人为干预的技术问题；

2）自动化程度高，提高了生产效率，减轻了操作工人的劳动强度；

3）避免了由于人为干预锯断加工过程而导致的工伤事故。

附图说明

图1是本发明实施例的结构主视图；

图2是本发明实施例的结构俯视图；

图3是图1的a向视图；

图4是本发明实施例中的夹持板与弧形托板的连接结构主视图；

图5是本发明实施例中的夹持板与弧形托板的连接结构左视图；

图中：1-机架本体，101-底座，102-第一龙门机架，103-输送辊，104-第二龙门架，2-夹紧送进单元，201-定位气缸，202-送进气缸，203-气缸连接件，204-前夹紧气缸，205-前v型夹紧块，206-后平面夹紧块，207-后夹紧气缸，3-锯断单元，301-锯断前夹紧气缸，302-锯断移动夹紧块，303-锯断固定夹紧块，304-锯断上夹紧气缸，305-上夹紧块，306-锯片，307-锯断电机，308-锯断送进电机，309-滚珠丝杠副，4-调头单元，401-夹持板，402-调头夹紧气缸，403-气缸连接板，404-调头提升气缸，405-调头提升气缸固定件，406-减速机，407-调头电机，408-弧形托板，5-活塞镶圈长毛坯，6-毛坯末段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

一种活塞镶圈长毛坯锯断机，其特征是：包括机架本体1、夹紧送进单元2、锯断单元3、调头单元4和控制系统。

机架本体1包括底座101和通过螺钉固定连接在底座101上的第一龙门机架102和第二龙门架104，第一龙门机架102位于第二龙门架104的右侧，底座101的顶端设有若干输送辊103，若干输送辊103一列式阵列排列，且顶端均在同一水平面上，输送辊103用于承托活塞镶圈长毛坯5。

夹紧送进单元2包括零点定位装置、夹紧装置和送进装置；

零点定位装置包括定位气缸201，定位气缸201的缸体通过螺钉固定连接在底座101的右端，定位气缸201的活塞杆的轴线方向与机架本体1的输送辊103的阵列方向相同，定位气缸201的活塞杆位于输送辊103的上方，用于推动活塞镶圈长毛坯5沿输送辊103的阵列方向运动，进行零点定位；定位气缸201通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连；

送进装置包括2个送进气缸202，分别为前送进气缸和后送进气缸，2个送进气缸202分别位于机架本体1的输送辊103的前后两侧，送进气缸202的缸体通过螺钉固定连接在底座101上，送进气缸202的活塞杆的轴线方向与机架本体1的输送辊103的阵列方向相同，2个送进气缸202的缸体均位于第一龙门机架102的右侧，当送进气缸202的活塞杆行至最大行程时，夹紧装置位于第一龙门机架102和第二龙门架104之间，送进气缸202通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连；

夹紧装置包括前夹紧气缸204和后夹紧气缸207，前夹紧气缸204和后夹紧气缸207分别通过气缸连接件203固定连接在送进装置的前送进气缸和后送进气缸的活塞杆的端部，前夹紧气缸204的活塞杆和后夹紧气缸207的活塞杆的轴线方向均与机架本体1的输送辊103的阵列方向垂直，且两活塞杆镜像动作；前夹紧气缸204的活塞杆的端部固定连接有前v型夹紧块205，后夹紧气缸207的活塞杆的端部通过螺钉固定连接有后平面夹紧块206，前v型夹紧块205与后平面夹紧块206用于夹紧活塞镶圈长毛坯5；前夹紧气缸204和后夹紧气缸207分别通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

锯断单元3包括上下夹紧固定装置、侧夹紧固定装置、锯片36和锯断送进装置；

上下夹紧固定装置包括锯断上夹紧气缸304和上夹紧块305，锯断上夹紧气缸304的缸体通过螺钉固定连接在机架本体1的第二龙门架104的顶板上，锯断上夹紧气缸304的活塞杆的轴线与机架本体1的若干输送辊103的顶端所在的水平面相互垂直，上夹紧块305通过螺钉固定连接在锯断上夹紧气缸304的活塞杆的端部，上夹紧块305与输送辊103用于活塞镶圈长毛坯5的上下夹紧定位；锯断上夹紧气缸304通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

侧夹紧固定装置位于上下夹紧固定装置的下方，侧夹紧固定装置包括锯断前夹紧气缸301、锯断移动夹紧块302和锯断固定夹紧块303，锯断移动夹紧块302和锯断固定夹紧块303分别位于机架本体1的输送辊103的前后两侧，锯断移动夹紧块302通过螺钉固定连接在锯断前夹紧气缸301的活塞杆端部，锯断前夹紧气缸301的缸体通过螺钉固定连接在机架本体1的底座101上，锯断前夹紧气缸301的活塞杆的轴向与机架本体1的输送辊103轴向相互平行，锯断固定夹紧块303通过螺钉固定连接在机架本体1的底座101上，锯断移动夹紧块302和锯断固定夹紧块303用于活塞镶圈长毛坯5的前后夹紧定位；锯断前夹紧气缸301通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

锯断送进装置包括滚珠丝杠副309、锯断送进电机308和导向杆，滚珠丝杠副309的丝杠的两端通过轴承与滚动轴承座相连，轴承座和锯断送进电机308均通过螺钉固定连接在机架本体1的底座101上，锯断送进电机308的输出轴与丝杠的一端与通过联轴器固定连接，滚珠丝杠副309的丝杠螺母与导向杆构成一对移动副，导向杆的两端固定连接在机架本体1的底座101上，锯断电机307通过螺钉固定连接在丝杠螺母上，锯片306通过螺钉固定连接在锯断电机307的输出轴上，锯片306用于锯断活塞镶圈长毛坯5；锯断送进电机308的驱动器均与控制系统相连。

调头单元4包括旋转装置、升降装置和调头夹紧装置；

旋转装置包括调头电机407和减速机406，调头电机407的输出轴与减速机406的输入轴孔相连，减速机406的外壳与调头电机407的外壳通过螺钉固定连接，调头电机407的外壳通过螺钉固定连接在机架本体1的第一龙门机架102的顶板上，减速机406为rv盘式减速机，减速机406的输出盘的轴线与若干输送辊103的顶端所在的水平面相互垂直；调头电机407的驱动器与控制系统相连；

升降装置包括调头提升气缸404，调头提升气缸404的缸体通过调头提升气缸固定件405与减速机406的输出盘固定连接，调头提升气缸404的活塞杆的轴线与若干输送辊103的顶端所在的水平面相互垂直；调头提升气缸404通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连；

调头夹紧装置包括2个相向设置的调头夹紧气缸402，2个相向设置的调头夹紧气缸402的缸体通过螺钉固定连接在气缸连接板403上，气缸连接板403通过螺钉固定连接在调头提升气缸404的活塞杆的端部，2个调头夹紧气缸402的活塞杆的端部均固定连接有夹持板401，夹持板401的底端固定连接有弧形托板408，弧形托板408的内半径与活塞镶圈长毛坯5外径相当，夹持板401与弧形托板408的位置关系为“l”形；2个夹持板401随2个调头夹紧气缸402镜像动作，用于夹紧毛坯末段6的两端部，弧形托板408用于承托毛坯末段6；2个调头夹紧气缸402分别通过电磁阀及管子接入气路系统，电磁阀与控制系统相连。

本实施例的使用步骤：

活塞镶圈长毛坯5的总长约为1240mm，送进气缸202是最大行程为1200mm的多行程气缸，短毛坯的定长为300mm；

1）将活塞镶圈长毛坯5置于输送辊103上（活塞镶圈长毛坯5的初次放置位置对于每一根活塞镶圈长毛坯5来说，相差不大），定位气缸201、送进气缸202、前夹紧气缸204、后夹紧气缸207、锯断前夹紧气缸301、锯断上夹紧气缸304、调头夹紧气缸402、调头提升气缸404的初始状态均为活塞杆处于完全缩回状态；

2）控制定位气缸201动作，使定位气缸201的活塞杆推动活塞镶圈长毛坯5移动，使定位气缸201的活塞杆到达至最大行程时，再复位至初始状态，此时活塞镶圈长毛坯5所处的位置即为“零点位置”；

3）控制锯断前夹紧气缸301动作，至其活塞杆到达至最大行程时，锯断前夹紧气缸301停止动作并保压，此时完成对活塞镶圈长毛坯5的前后限位；

4）控制锯断上夹紧气缸304动作，至其活塞杆到达至最大行程时，锯断上夹紧气缸304停止动作并保压，此时完成对活塞镶圈长毛坯5的上下限位；

5）控制锯断电机307和锯断送进电机308动作，带动锯片306对活塞镶圈长毛坯5进行切割加工（对于每根活塞镶圈长毛坯5来说，初次进行此步骤完成的结果即为锯掉头部20mm，末次进行此步骤完成的结果即为锯掉尾部约20mm，在初次和末次之间进行此步骤完成的结果为得到定长300mm的短毛坯），切割完成后，控制锯断前夹紧气缸301和锯断上夹紧气缸304复位至初始状态，即松开对活塞镶圈长毛坯5的前后限位和上下限位；

6）控制前夹紧气缸204和后夹紧气缸207动作，前v型夹紧块205与后平面夹紧块206相向运动，至前夹紧气缸204和后夹紧气缸207的活塞杆到达至最大行程时，前夹紧气缸204和后夹紧气缸207停止动作并保压，此时完成对活塞镶圈长毛坯5的夹紧；

7）控制前后两个送进气缸202动作，使其活塞杆向左定长送进300mm，再控制使前夹紧气缸204和后夹紧气缸207复位至初始状态，完成活塞镶圈长毛坯5向左定长送进300mm；

8）重复步骤3-5；

注：根据活塞镶圈长毛坯5的实际长度，连续3次重复执行步骤6-8；

当活塞镶圈长毛坯5的剩余长度为约320mm时，此时剩余的活塞镶圈长毛坯5称之为毛坯末段6，由于毛坯末段6距离锯片306太近，没有调头空间；

9）重复步骤6，再控制前后两个送进气缸202动作，使其活塞杆向右退回600mm，进而带动毛坯末段6向右退回600mm，再控制使前夹紧气缸204和后夹紧气缸207复位至初始状态；

10）控制调头提升气缸404动作，至其活塞杆到达至最大行程，调头提升气缸404停止动作，控制调头夹紧气缸402动作，至其活塞杆到达至最大行程，调头夹紧气缸402停止动作并保压，完成对毛坯末段6的夹持；

11）控制调头提升气缸404复位至初始状态，控制调头电机407动作，至减速机406的输出盘旋转半圈（180°），即带动毛坯末段6首尾调转，调头电机407停止动作；

12）控制调头提升气缸404动作，至其活塞杆到达至最大行程，调头提升气缸404停止动作，控制调头夹紧气缸402复位至初始状态，松开坯末段毛6的夹持，再控制调头提升气缸404复位至初始状态，至此，完成了对毛坯末段6的首尾翻转；

13）重复步骤6，再控制前后两个送进气缸202动作，使其活塞杆向左送进600mm，从而带动毛坯末段6向左送进600mm，再控制使前夹紧气缸204和后夹紧气缸207复位至初始状态；

14）重复步骤3-5。

至此便完成了完整的一根活塞镶圈长毛坯5的定长锯断，下一根活塞镶圈长毛坯5的锯断加工重复步骤1-14。

本实施例的优点：

1）采用定位气缸201实现自动零点定位，避免非熟练操作工对活塞镶圈长毛坯5锯头时，锯掉长度过大，浪费生产材料；

2）前夹紧气缸204、后夹紧气缸207和送进气缸202协同动作，实现自动定长送进，保证短毛坯的长度一致性，适用于大批量生产；

3）调头提升气缸404、调头夹紧气缸402和调头电机407协同动作，实现毛坯末段6的首尾自动翻转，避免翻转过程人为干预，也无需重定位，使自动化程度进一步提高。

本实施例可以达到的有益效果为：

1）有效解决了现有技术中活塞镶圈长毛坯锯断加工过程需要人为干预的技术问题；

2）自动化程度高，提高了生产效率，减轻了操作工人的劳动强度；

3）避免了由于人为干预锯断加工过程而导致的工伤事故。

在不脱离本实施例的指导下，对于夹紧送进单元2的零点定位装置、夹紧送进单元2的夹紧装置、夹紧送进单元2的送进装置、锯断单元3的上下夹紧固定装置、锯断单元3的侧夹紧固定装置，调头单元4的升降装置和调头单元4的调头夹紧装置，本领域机械人员完全可以在现有机械设计知识的基础上，替换为相同功能的其他机械结构，例如滚珠丝杠副机构、齿轮齿条机构等，都属于本申请的保护范围。

在本发明的描述中，“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅是本发明的其中一种实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本发明的保护范围。