一种带自动定中心功能的法兰生产加工设备的制作方法

本发明属于生产加工自动化设备领域，具体涉及一种法兰的生产加工自动化设备，主要用于将呈弹簧状的法兰料沿轴向锯切一个切口，形成一片一片的法兰半成品，再等待后续焊接。

背景技术：

法兰(flange)，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰是管子与管子之间相互连接的零件，用于管端之间的连接;也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接，如减速机法兰。法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。

现有技术中，对法兰的锯切，通常采用人工锯切的方式，但是人工锯切一般需要5-6个工人同时操作，才能完成锯切，例如需要有人专门搬运、有人专门固定，有人专门锯切等等。而且人工锯切，效率相对较低，并且锯切的时候存在安全隐患。

采用机械化方法对法兰进行锯切时，最大的困难就是找准锯切的中心（螺旋），即找准待锯切的法兰的切口位置，同时要保证锯切时沿法兰径向锯切，否则，将会锯切不精准。

鉴于此，提供一种带自动定中心功能的法兰生产加工设备，便成为本发明所要研究的课题。

技术实现要素：

本发明提供一种带自动定中心功能的法兰生产加工设备，其目的在于：解决现有技术采用人工锯切或者机械锯切，无法找准锯切中心的问题，从而设计出一种带自动定中心功能的法兰生产加工设备。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种带自动定中心功能的法兰生产加工设备，所述生产加工设备用于将螺旋形物料沿轴向锯切一条切口，使其分成若干片具有切口的环状法兰片；

其特征在于：包括锯切机构，所述锯切机构包括一座体，该座体上设有至少一对夹钳和至少一条锯带；所述的一对夹钳由一左一右两个夹钳相对设置，且至少一个夹钳上设有一直线往复运动机构，该直线往复运动机构用于驱动所述的两个夹钳相对夹紧或相对松开；

所述的两个夹钳，相对的两个端面上各设有一组自动定中心机构，两组自动定中心机构均位于同一水平面上；

其中，每组自动定中心机构均由两个尺寸相同的圆柱凸台构成，该两个圆柱凸台沿水平方向并列布置，在夹紧状态下,所述法兰料两端分别悬挂在两个夹钳相对端面的自动定中心机构上,并通过两个夹钳夹紧，此时,所述法兰料的两端分别外切于一夹钳的两个圆柱凸台上,且两个圆柱凸台的轴线方向均与法兰料的轴线方向平行；

所述锯带的轴线方向与两个夹钳中心连线方向平行，且锯带上设有一驱动机构，在锯切状态下，所述驱动机构驱动锯带沿竖直方向运动，以使所述锯带将悬挂在两个夹钳相对两个端面上的自动定中心机构上的法兰料沿径向锯切一条切口。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，还包括输送机构，该输送机构包括运输台、送料运输车以及取料运输车。

2、上述方案中，所述送料运输车包括第一导轨、与第一导轨滑动或滚动设置的第一运输车组件，针对所述第一运输车组件设有第一水平驱动机构，该第一水平驱动机构用于驱动所述第一运输车组件沿导轨水平运动；所述第一运输车组件包括第一载台，该第一载台底部设有第一升降机构，该第一升降机构用于驱动所述第一载台上升或下降运动。

3、上述方案中，所述取料运输车包括第二导轨、与第二导轨滑动或滚动设置的第二运输车组件，针对所述第二运输车组件设有第二水平驱动机构，该第二水平驱动机构用于驱动所述第二运输车组件沿导轨水平运动；所述第二运输车组件包括第二载台，该第二载台底部设有第二升降机构，该第二升降机构用于驱动所述第二载台上升或下降运动。

4、上述方案中，所述取料运输车还包括一夹紧机构，该夹紧机构设置在第二载台中，用于将放置在第二载台上锯切后的若干片环状法兰片夹紧。

5、上述方案中，还包括第一抓取工位，所述第一抓取工位设于运输台和送料运输车之间，且针对第一抓取工位设有第一抓取机构，该第一抓取机构用于将运输台上的最靠近的一组螺旋形物料抓取至送料运输车中。

6、上述方案中，还包括第二抓取工位，所述第二抓取工位设于取料运输车和分片工位之间，且针对第二抓取工位设有第二抓取机构，该第二抓取机构用于将取料运输车上的锯切后的若干环状法兰片抓取至分片机构中。

7、上述方案中，所述第一抓取机构和第二抓取机构均采用桁架机械手。

8、上述方案中，所述运输台采用所述输送台采用链板式输送台。

为达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种法兰自动化生产加工方法，采用权利所述的带自动定中心功能的法兰生产加工设备，按照以下步骤进行操作：

s1,将法兰料两端分别悬挂在两个夹钳相对端面的自动定中心机构上；

s2，所述锯切机构的一对夹钳分别夹紧法兰料的两端，使得法兰料的轴线方向与锯带的轴线方向平行；

s3，所述锯切机构的锯带将悬挂在两个夹钳相对两个端面上的自动定中心机构上的法兰料沿径向锯切一条切口。

本发明的工作原理及优点如下：本发明中，每组自动定中心机构均由两个尺寸相同的圆柱凸台构成，该两个圆柱凸台沿水平方向并列布置，在夹紧状态下,所述法兰料两端分别悬挂在两个夹钳相对端面的自动定中心机构上,并通过两个夹钳夹紧，此时,所述法兰料的两端分别外切于一夹钳的两个圆柱凸台上,且两个圆柱凸台的轴线方向均与法兰料的轴线方向平行；锯带的轴线方向与两个夹钳中心连线方向平行，且锯带上设有一驱动机构，在锯切状态下，所述驱动机构驱动锯带沿竖直方向运动，以使所述锯带将悬挂在两个夹钳相对两个端面上的自动定中心机构上的法兰料沿径向锯切一条切口。本发明的自动定中心机构通过两个圆柱凸台水平并列布置，当呈圆筒状的螺旋物料悬挂在圆柱凸台上，通过螺旋物料的内切圆与圆柱凸台配合，使得螺旋物料内切于圆柱凸台上，通过重力作用，使得螺旋物料的圆心刚好位于锯带沿竖直方向锯切运动的那条直线上，从而使得锯带锯切时刚好能够锯准位置。

本发明的一种带自动定中心功能的法兰生产加工设备，可以有效解放劳动力（通常只需一个操作工人即可完成操作），实现自动化生产、生产可靠平稳，并且可以提高生产效率。尤其本发明最为关键的即为能够准确快速地找准法兰的中心，即找准法兰的切口位置，找准法兰的锯切中心。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

附图1为本实施例法兰自动化生产加工设备的立体图；

附图2为本实施例带有螺旋形物料的输送台的立体图；

附图3为本实施例第一抓取机构的立体图；

附图4为本实施例第一抓取机构的侧式图；

附图5为本实施例所述送料运输车的立体图；

附图6为本实施例所述取料运输车的立体图；

附图7为本实施例锯切机构的立体图；

附图8为本实施例锯切机构的侧式图；

附图9为本实施例分片机构的立体图；

附图10为本实施例分片机构的侧式图；

附图11为本实施例第二抓取机构的立体图；

附图12为本实施例附图7中a处的放大图；

附图13为本实施例待加工的螺旋形物料；

附图14为本实施例定中心机构一侧的主视图；

附图15为本实施例定中心机构两侧的侧视图。

以上附图中：1、输送台；10、螺旋形物料；11、环状法兰片；2、第一抓取机构；20、第一行车架；21、第一机械爪；3、送料运输车；30、第一导轨；31、第一载台；32、第一升降机构；4、锯切机构；40、座体；41、夹钳；42、锯带；5、取料运输车；50、第二导轨；51、第二载台；52、第二升降机构；53、夹紧油缸；6、第二抓取机构；60、第二行车架；61、第二机械爪；7、分片机构；70、放料架；71、顶升机构；72、自动推板；8、自动定中心机构；80、圆柱凸台。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种带自动定中心功能的法兰自动化生产加工设备

参见附图1-15，本实施例的生产加工设备，主要用于将一组螺旋形物料10沿轴向锯切一条切口，从而使其分成若干片具有切口的环状法兰片11。

所述生产加工设备包括输送机构，在输送机构的输送方向上依次设有第一运输工位、第一抓取工位、第二运输工位、锯切工位、第三运输工位、第二抓取工位以及分片工位。

其中，所述输送机构用于将锯切前后的螺旋形物料10在各工位之间运输，针对第一抓取工位设有第一抓取机构2，针对锯切工位设有一锯切机构4，针对第二抓取工位设有第二抓取机构6，针对分片工位设有一分片机构7。

参见附图2，本实施例中，所述输送机构包括输送台1、送料运输车3以及取料运输车5，其中，输送台1用于将螺旋物料10传送至第一抓取工位处，以等待第一抓取机构2抓取，此处输送台1采用链板式输送台。输送台1上设有接近开关，用于控制螺旋物料10的输送，当一个螺旋物料10送到第一抓取工位处，则停止输送，附图1和2中示出，具有两台输送台1，以便于多放置存储一些螺旋物料10。所述送料运输车3用于将第一抓取机构2抓取的螺旋物料10送至锯切机构4底部，然后送料运输车3上升将螺旋物料10顶出，以便于锯切机构4的夹钳41夹持。所述取料运输车5用于将锯切后的一组环状法兰片11加紧后送至第二抓取工位处。

参见附图5，其中，所述送料运输车3包括第一导轨30，与第一导轨30滑动或滚动设置的第一运输车组件，针对所述第一运输车组件设有第一水平驱动机构，该第一水平驱动机构用于驱动所述第一运输车组件沿第一导轨30水平运动；所述第一运输车组件包括第一载台31，该第一载台31底部设有第一升降机构32，该第一升降机构32用于驱动所述第一载台31上升或下降运动。

参见附图6，所述取料运输车5包括第二导轨50，与第二导轨50滑动或滚动设置的第二运输车组件，针对所述第二运输车组件设有第二水平驱动机构，该第二水平驱动机构用于驱动所述第二运输车组件沿第二导轨50水平运动；所述第二运输车组件包括第二载台51，该第二载台51底部设有第二升降机构52，该第二升降机构52用于驱动所述第二载台51上升或下降运动。

所述取料运输车5还包括一夹紧油缸53，该夹紧油缸53设置在第二载台51中，用于将放置在第二载台51上锯切后的若干片环状法兰片11轴向夹紧。

参见附图3-4，所述第一抓取机构2用于将待加工的螺旋形物料10从第一运输工位抓取至第二运输工位上，即锯切机构4底部。所述第一抓取机构2包括第一行车架20，第一行车架20上设有第一机械爪21（也可以称为挂轴），用于插入螺旋形物料10的中空部分，以将螺旋形物料10抓取。

本实施例中，所述第一抓取机构2采用井字型四轴行架机械手，所述第二抓取机构6采用井字型三轴行架机械手。

参见附图7-8，所述锯切机构4包括一座体40，该座体40上设有一对夹钳41和一条锯带42。所述的一对夹钳41由一左一右两个夹钳41相对设置，且这两个夹钳41的至少一个夹钳41上设有一直线往复运动机构，该直线往复运动机构用于驱动所述的两个夹钳41相对夹紧或相对松开。

所述的两个夹钳41，相对的两个端面上各设有一组自动定中心机构8，两组自动定中心机构8均位于同一水平面上。

参见附图12-15，其中，每组自动定中心机构8均由两个尺寸相同的圆柱凸台80构成，该两个圆柱凸台80沿水平方向并列布置，在夹紧状态下,所述螺旋形物料10两端分别悬挂在两个夹钳41相对端面的自动定中心机构8上,并通过两个夹钳41夹紧，此时,所述螺旋形物料10的两端分别外切于一夹钳41的两个圆柱凸台80上,且两个圆柱凸台80的轴线方向均与螺旋形物料10的轴线方向平行。

所述锯带42的轴线方向与两个夹钳41中心连线方向平行，且锯带42上设有一驱动机构，在锯切状态下，所述驱动机构驱动锯带42沿竖直方向运动，以使所述锯带42将悬挂在两个夹钳41相对两个端面上的自动定中心机构8上的螺旋形物料10沿径向锯切一条切口。

本实施例中，当呈圆筒状的螺旋物料10悬挂在圆柱凸台80上，通过螺旋物料10的内切圆与圆柱凸台80配合，使得螺旋物料10内切于圆柱凸台80上，通过重力作用，使得螺旋物料10的圆心刚好位于锯带42沿竖直方向锯切运动的那条直线上，从而使得锯带42锯切时刚好能够锯准位置。

参见附图11，所述第二抓取机构6用于将锯切后的若干环状法兰片11从第三运输工位上抓取至分片工位上。所述第二抓取机构6包括第二行车架60，第二行车架60上设有第二机械爪61（也可以称为挂轴），用于插入一组由若干环状法兰片11组成的中空部分，以将一组环状法兰片11抓取。

参见附图9-10，所述分片机构7包括一放料架70，该放料架70的一端区域设有一顶升机构71，该顶升机构71的作用端作用在放料架70上，以使放料架70由顶升机构71的一端向另一端倾斜，使得放置在放料架70上的法兰片倾斜以便落料。本实施例的顶升机构71采用顶升油缸。所述分片机构7上还设有一自动推板72，该自动推板72用于将成为片状的环状法兰片11由低端（倾斜端）往高端推送，并且在高端处设有一传感器73，用于使得环状法兰片11一片一片地落下。

本实施例的工作流程按照以下步骤进行操作：

第一步，所述输送台1将一组螺旋形物料10水平运输。

第二步，所述第一抓取机构2抓取输送台1上运输的一组螺旋形物料10，并送至送料运输车3上。

第三步，所述送料运输车3将一组螺旋形物料10送往锯切机构4下方，并通过送料运输车3第一升降机构32将螺旋形物料10顶出。

第四步，所述锯切机构4的一对夹钳41分别夹紧螺旋形物料10的两端，此时，所述送料运输车3下降，后返回至原位。

第五步，所述锯切机构4的锯带42将悬挂在两个夹钳41相对两个端面上的自动定中心机构8上的螺旋形物料10沿径向锯切一条切口。

第六步，所述取料运输车5运行至锯切机构4底部并上升，此时，所述锯切机构4的一对夹钳41放松，将锯切后的若干片具有切口的环状法兰片11放置在取料运输车5上。

第七步，所述取料运输车5将若干片环状法兰片11轴向夹紧后输送至第二抓取工位；

第八步，所述第二抓取机构6将若干片环状法兰片11抓取至分片机构7上进行逐一分料；

第九步，循环重复步骤第一步-第八步，从而依次完成螺旋形物料10的锯切，以准备后续的焊接。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，在本申请的描述中，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。