CN117696760A - 一种数控柱塞组件收口装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柱塞组件收口装置技术领域，特别是涉及一种数控柱塞组件收口装置，包括扣压装置、旋松装置和平台组件。扣压装置通过伺服电缸驱动两级压头下压柱塞组件进行预收口；旋松装置通过直拉驱动机构驱动拉杆上下移动，从而带动滚压机构沿后拉卡盘径向移动调节进给位置，通过旋转驱动机构驱动后拉卡盘旋转并带动滚压机构绕柱塞组件进行周向滚压；通过平台组件中的下压装置压紧位于旋松装置中的柱塞组件。本发明适用于柱塞组件预收口和滚压旋松，可提高收口质量和生产效率，设备通用性强，运行稳定性和安全性能高，可解决传统柱塞组件收口存在的轴向游隙难控制、易转动卡滞、生产效率低以及能耗和成本高的技术问题。

Description

一种数控柱塞组件收口装置

技术领域

本发明涉及柱塞组件收口装置技术领域，特别是涉及一种数控柱塞组件收口装置。

背景技术

轴向变量柱塞泵主要靠柱塞在缸体中作往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油过程。柱塞组件是轴向变量柱塞泵中的核心部件，包括柱塞及滑靴。柱塞组件在安装于柱塞泵之前需要先对其进行收口，以实现柱塞球头和滑靴球窝之间的包合铰接。常见的柱塞组件收口工艺是先通过扣压模具进行预收口，再通过旋压装置进行旋压滚松以调整柱塞和滑靴之间的轴向间隙和轮廓度，保证滑靴和柱塞间相对灵活转动，避免转动卡滞。

其中，传统的模具预收口工序，通常采用两个水平的液压油缸将左右两个对半的模具进行合模将柱塞组件固定，再利用垂直的液压油缸驱动压头向下提供压力将滑靴与柱塞进行预收口，此方法主要靠硬限位控制挤压位置，不能进行数控调整，某些结构的滑靴包合调整时间长，调整空间小，滑靴和柱塞之间的装配间隙不稳定，并且无法针对斜裙结构滑靴进行反向收口。但是这种模具收口方式在合模和挤压过程中均采用液压动力，能耗较高，噪音较大，容易污染环境，并且在柱塞组件产品取放的过程中，操作人员的手需要伸入模具内部，存在一定的安全风险。

而传统的旋压旋松工序，一种是采用普通车床或者数控车床，将柱塞夹持在机床卡盘中，通过改造后的后顶尖顶住滑靴，使柱塞组件产品绕自身轴线旋转，同时在卡盘的卡爪上安装滚轮，通过人工或数控的方式沿卡盘径向方向进给，对柱塞组件进行旋压。但是这种旋压方式中上料装夹进给等动作多且幅度大，工作效率低，并且对操作人员的技术要求较高，存在报废率高和设备操作安全性低的问题。还有一种是采用气动旋转夹头夹住滑靴，在其上方通过气动压头下压而压住柱塞，使柱塞组件在一个主轴上旋转，再利用气缸从三个方向驱动三组滚轮伸出挤压滑靴壁带动滚轮旋转进行旋压收口，但是这种方式中三组滚轮的进给精度和速度难以保证同步，并且旋转中心和挤压中心不同，容易破坏柱塞组件的轮廓，无法通过数字化控制，对压力大小和收口时间有严格限制，收口精度较低，产品质量不稳定。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种数控柱塞组件收口装置，适用于柱塞组件进行预收口和滚压旋松工序，可显著提高柱塞组件的收口质量，产品合格率高达99.99%以上，生产效率高，设备通用性强，设备运行的稳定性和安全性能高。本发明能够解决传统柱塞组件收口存在的轴向游隙难控制、易转动卡滞、产品报废率高、生产效率低以及能耗和成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种数控柱塞组件收口装置，包括扣压装置、旋松装置以及设于旋松装置上方的平台组件；

所述扣压装置包括扣压机架、固定于扣压机架的伺服电缸、设于伺服电缸下方的两级压头，以及设于两级压头下方的模具组件；

所述模具组件内夹持有柱塞组件，伺服电缸的输出端向下移动抵接两级压头，用于驱动两级压头向下移动抵接柱塞组件进行扣压预收口；

所述旋松装置包括旋松机架、与旋松机架相连的卡盘机构、设于卡盘机构下方的卡盘直拉机构，以及套设于卡盘机构内腔中的夹持机构，预收口的柱塞组件设于夹持机构的顶部；

所述卡盘机构包括后拉卡盘，后拉卡盘的顶部沿圆周等间距地设有至少两个活动卡爪，每个活动卡爪上设有滚压机构；

所述卡盘直拉机构包括直拉驱动机构和拉杆，拉杆竖向套设于夹持机构外部，拉杆的顶部伸入后拉卡盘的内部连接活动卡爪，拉杆的底部与直拉驱动机构相连；直拉驱动机构驱动拉杆在Y轴方向移动，并带动活动卡爪沿后拉卡盘的径向方向移动，同时带动滚压机构靠近或者远离柱塞组件；后拉卡盘传动连接有旋转驱动机构，用以驱动后拉卡盘旋转并带动滚压机构绕柱塞组件进行周向滚压旋松；

所述平台组件包括位于夹持机构正上方的下压装置，用于向下压紧位于夹持机构中的柱塞组件。

采用上述技术方案，扣压装置用于对柱塞组件进行预收口，将柱塞球头和滑靴球窝按设计要求贴合并可保证滑靴外径，再通过旋松装置和下压装置相配合对柱塞组件进行滚压旋松，矫正柱塞组件在预收口过程形成的轮廓度偏差，同时控制轴向游隙和灵活度。具体地，通过模具组件夹持柱塞组件，通过伺服电缸提供预收口过程中向下扣压的动力，带动两级压头向下扣压柱塞组件进行预收口；通过夹持机构夹持柱塞组件，同时通过下压装置提供向下的压力压紧柱塞组件，通过卡盘直拉机构驱动活动卡爪沿后拉卡盘的径向进行开合，以精准控制滚压机构的进给位置，通过旋转驱动机构驱动后拉卡盘带动滚压机构绕柱塞组件进行周向滚压旋松。

进一步地，所述模具组件包括左、右两个合模气缸以及与合模气缸输出端相连的左右对半式的模具本体，合模气缸与扣压机架固定连接，合模气缸为左右两个对半式的模具本体提供预合模动力，用于驱动两个模具本体在X轴方向移动开合；

两个模具本体合模时在内部形成有容纳腔，容纳腔内设有与两级压头共轴线的夹具，柱塞组件夹持于夹具的顶部。

进一步地，所述模具组件的下方设有顶升机构，顶升机构包括固定于扣压机架下方的支撑架、与支撑架固定连接的顶升气缸以及与顶升气缸的输出端相连的第一顶杆，第一顶杆的顶部与夹具固定连接。通过设置顶升机构可调整柱塞组件的安装高度，通过顶升气缸在竖直Y轴方向上驱动第一顶杆和夹具进行上下移动，调整夹具相对模具本体的高度，并且在柱塞组件往下收口的过程中顶升机构可提供顶升力，以确保柱塞球头和滑靴球窝始终贴合。

进一步地，所述两级压头包括与扣压机架相连的固定套筒、套设于固定套筒内部的压杆、固定于压杆底端的压块、套设于固定套筒和压杆之间的活动套筒，以及固定于活动套筒底端的箍套，箍套位于固定套筒的下方，在两个模具本体合模时用于套设在两个模具本体外部；压杆的顶部伸出固定套筒与伺服电缸的输出端位置相对应，伺服电缸驱动压杆在固定套筒的内部上下滑动，带动压块向下压接柱塞组件。

通过设置箍套用于套合在模具本体的外部，箍套的内壁与模具本体的外壁相接触，从而可以替代传统的模具本体外部专门的动力系统为其提供的合模动力，节省动力系统成本，同时配合合模气缸为模具本体提供预合模动力，可节省50%的耗能和节省设备占用空间，减少噪音、提高控制的精度和灵活性，再通过伺服电机驱动压杆带动压块下压，从而完成滑靴与柱塞球头之间的包合。

进一步地，所述模具本体的内腔侧面上环设有向内延伸的收口限位块，收口限位块位于滑靴的外圈，在收口过程中收口限位块抵接滑靴的外侧面，使滑靴发生挤压变形包覆于柱塞的球头外部形成球铰连接。

在左右两个模具本体合模时，两个模具本体上的收口限位块围合成环形，收口限位块的内径小于滑靴待收口边缘位置的外径，使得在合模后，滑靴能够卡设于收口限位块之间，在伺服电缸驱动压杆和压块下压柱塞组件时，在收口限位块与滑靴抵接的位置产生作用力，滑靴因收口限位块的限位作用而发生挤压变形，形成与柱塞球头形状匹配的球窝包覆于柱塞球头的外部，可根据实际需要调整收口限位块的内径和形状，使得在收口过程中，柱塞和滑靴之间保持有适量的轴线间隙，提高柱塞球头在滑靴内部的转动灵活性。

进一步地，所述扣压机架包括顶板、中间板和底板，顶板、中间板和底板之间通过四根支柱连接固定，伺服电缸固定于顶板上，模具组件设于底板上；

所述中间板的下方设有横移机构，所述横移机构包括与中间板固定连接的横移气缸、两条平行的横移导轨、滑动地套设于横移导轨外部的横移滑块，以及固定连接两个横移滑块的移动板，两条横移导轨水平地设于中间板的下方，并且横移导轨的两端分别固定连接中间板，所述横移气缸的输出端固定连接移动板，移动板与两级压头固定连接。通过设置横移机构可以在水平X轴方向上调整两级压头的位置，保留人工和自动化操作空间，减少伺服电缸行程，节约机构动作时间和装置的空间体积。

进一步地，所述卡盘机构还包括与后拉卡盘同轴的卡盘主轴以及套设于卡盘主轴外部的卡盘轴承座，卡盘主轴固定连接在后拉卡盘的下方，所述拉杆同轴穿设于卡盘主轴的内部，所述卡盘主轴与旋转驱动机构相连，卡盘轴承座与旋松机架固定连接；

所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机、同步带和同步带轮，同步带轮与卡盘主轴底部固定连接且共轴线，旋转驱动电机的电机输出轴通过同步带传动连接同步带轮。

通过旋转驱动电机驱动同步带轮绕自身轴心旋转，同时带动卡盘主轴和后拉卡盘同步旋转，从而带动滚压机构绕柱塞组件进行周向旋转，对滑靴的边缘部位进行旋压收口，使滑靴的球窝与柱塞的球头之间进行紧密包合。

进一步地，所述直拉驱动机构包括固定于旋松机架下方的电机安装架，电机安装架的下方设有直拉电机和滚珠丝杆，滚珠丝杆的外部啮合连接有丝杆螺母组件，直拉电机的输出端固定连接有主动轮，滚珠丝杆的顶部固定连接有从动轮，主动轮与从动轮之间通过传动带传动连接以实现同步联动；

所述拉杆的底部固定连接有上顶升板，上顶升板的下方连接有第二导向轴，第二导向轴贯穿并滑动连接旋松机架，第二导向轴底部连接有下顶升板，下顶升板与丝杆螺母组件通过肋板固定连接；直拉电机驱动滚珠丝杆转动带动丝杆螺母组件上下移动，从而拉动拉杆在Y轴方向运动。

通过直拉电机驱动主动轮转动，通过传动带驱动从动轮同步转动，进而带动滚珠丝杆绕自身轴线旋转，同时丝杆螺母组件沿滚珠丝杆的轴向方向上下移动，丝杆螺母组件带动下顶升板在竖直的Y轴方向实现上下移动，从而通过第二导向轴和上顶升板传递动力，控制拉杆在Y轴方向上下移动，带动活动卡爪和滚压机构沿后拉卡盘径向方向移动而靠近或者远离柱塞组件，从而控制旋压过程中滚压机构的进给位置。

进一步地，所述夹持机构包括筒夹、与筒夹底部固定连接的第二顶杆，以及与第二顶杆底部相连的夹持高度调节机构，柱塞组件插设于筒夹内，夹持高度调节机构与旋松机架相连并在Y轴方向调节第二顶杆和筒夹的高度位置，适用于不同型号尺寸的柱塞组件进行收口加工。

进一步地，所述夹持高度调节机构包括夹持电机、与夹持电机输出轴相连并同步转动的横向丝杆，以及套设于横向丝杆外部并与横向丝杆啮合连接的螺母块，夹持电机固定连接旋松机架，螺母块的上方固定连接有滑动座，滑动座呈U形结构，滑动座的左、右两侧板上分别开设有相互平行的斜向孔槽，两边的斜向孔槽内横向穿设有移动块，移动块与第二顶杆的底部固定连接。

通过夹持电机驱动横向丝杆转动，带动螺母块和滑动座一起沿丝杆轴向方向即Z轴方向进行前后移动，此时移动块在斜向孔槽内发生相对移动，从而调节移动块在Y轴方向的高度位置，同时通过移动块带动第二顶杆和筒夹上下移动，从而调节柱塞组件的夹持高度。

进一步地，所述第二顶杆的外部套设有套筒连杆，套筒连杆的顶部固定有小套筒，小套筒套设于筒夹的外部，所述套筒连杆的底部连接有连杆驱动机构；

所述连杆驱动机构包括调节气缸、气缸连杆和连接顶板，调节气缸固定于旋松机架的下方，调节气缸的输出轴与气缸连杆相连并同步联动，气缸连杆的顶端与连接顶板固定连接，连接顶板与套筒连杆底部固定连接，连接顶板位于滑动座的上方。

通过调节气缸驱动连接顶板在Y轴方向上下移动，带动套筒连杆和小套筒一起上下移动，从而实现套筒连杆和小套筒与夹持机构之间的相对运动，使筒夹实现合拢或张开。当夹持有柱塞组件的夹持机构调节至指定的高度位置后，调节气缸驱动套筒连杆和小套筒向上移动，使筒夹收拢在小套筒内，筒夹的侧壁受到径向朝内的压力向内收拢夹紧柱塞组件，从而保证在滚压旋松过程中柱塞组件位置的稳定以保证产品质量。

进一步地，所述旋松机架上设有制动装置，所述制动装置包括气缸安装板和固定于气缸安装板上的制动气缸，气缸安装板固定于旋松机架上，制动气缸的输出端固定连接有制动块，所述后拉卡盘上沿圆周等间距地设有至少两个校正块，校正块上设有沿后拉卡盘的径向朝外延伸的凸锥头，制动块靠近后拉卡盘的一侧设有与凸锥头形状配合的凹锥口，后拉卡盘的外圆周侧面上设有金属定位块，旋松机架上安装有光电传感器。

在旋松工序完成后，旋转驱动电机断电而后拉卡盘进入自由减速状态，通过设置光电传感器探测金属定位块而反馈信号至后台PLC控制系统，控制上方的制动气缸驱动制动块伸出，如果校正块的凸锥头在凹锥口范围内，后拉卡盘被刹停并矫正位置，从而保证后拉卡盘每次停止旋转时，活动卡爪及其上的滚压机构停靠在固定位置，从而便于外部的柱塞组件自动取料装置从固定方向进入，避开活动卡爪和滚压机构进行自动取料。若校正块的凸锥头不在凹锥口范围内，制动气缸伸出完整行程，气缸磁性开关感应到信号，卡盘矫正失败，此时电机低速启动再重复上述感应、刹车、定位的过程，直至矫正位置成功。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的数控柱塞组件收口装置，适用于柱塞组件进行预收口和滚压旋松工序，通过扣压装置对柱塞组件进行预收口，再通过旋松装置和下压装置相配合对柱塞组件进行滚压旋松，矫正柱塞组件在预收口过程形成的轮廓度偏差，同时控制轴向游隙和灵活度，轴向间隙可稳定控制在0.03mm以内。本发明可显著提高柱塞组件的收口质量和产品精度，产品合格率高达99.99%以上；并且设备运行的稳定性和安全性能高，数控柱塞组件收口装置中的驱动机构重复定位精度在0.01mm以内；设备的生产效率高，单产节拍可小于30S，相较于传统的人工压合加人工旋松的模式，生产效率提高了5~10倍。本发明的数控柱塞组件收口装置通用性强，适合柱塞球头直径2~30mm 范围内的不同材质的柱塞组件的收口，通过筒夹、压块和滚压轮等工装的更换和程序参数的调整可实现产品快速切换，可覆盖市面上近90%的柱塞产品类型。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明中数控柱塞组件收口装置的立体结构示意图；

图2是本发明中数控柱塞组件收口装置的另一立体结构示意图；

图3是本发明中带防护机架的数控柱塞组件收口装置的结构示意图；

图4是本发明中扣压装置的立体结构示意图；

图5是本发明中正向收口时顶升机构和模具组件的连接结构示意图；

图6是本发明中正向收口时顶升机构和模具组件的内部结构示意图；

图7是图6中“A”处的局部放大图；

图8是本发明中横移机构处于工作位置的立体结构示意图；

图9是本发明中横移机构处于非工作位置的立体结构示意图；

图10是本发明中两级压头剖切后的内部结构示意图；

图11是本发明中两级压头的压杆下压时的内部结构示意图；

图12是本发明中正向收口时顶升机构和止挡机构的结构示意图；

图13是本发明中旋松装置和平台组件的连接结构示意图；

图14是本发明中旋松装置的立体结构示意图；

图15是本发明中旋松装置的内部平面结构示意图；

图16是本发明中旋松装置的内部立体结构示意图；

图17是本发明中卡盘直拉机构的立体结构示意图；

图18是本发明中直拉驱动机构的立体结构示意图；

图19是本发明中直拉驱动机构的内部结构示意图；

图20是本发明中夹持机构的立体结构示意图；

图21是本发明中夹持高度调节机构的立体结构示意图；

图22是本发明中拉杆与后拉卡盘内斜柱滑动机构的连接示意图；

图23是本发明中旋松装置和制动装置的连接结构示意图；

图24是本发明中旋松装置和制动装置的另一角度连接结构示意图。

图中标号说明：

1、扣压装置；11、扣压机架；111、顶板；112、中间板；113、底板；114、支柱；12、伺服电缸；

13、两级压头；131、固定套筒；132、压杆；133、压块；134、活动套筒；135、箍套；136、第一弹簧；137、第二弹簧；

14、模具组件；141、合模气缸；142、模具本体；1421、收口限位块；143、容纳腔；144、夹具；

15、顶升机构；151、支撑架；152、顶升气缸；153、第一顶杆；154、压板；155、第一导向轴；156、真空阀嘴；157、底部连接板；

16、横移机构；161、横移气缸；162、横移导轨；163、横移滑块；164、移动板；

17、止挡机构；171、限位气缸；172、限位座；173、限位销；

2、旋松装置；21、旋松机架；211、上固定板；212、下固定板；213、支撑柱；22、卡盘机构；221、后拉卡盘；2211、活动卡爪；2212、斜柱滑动机构；222、卡盘主轴；223、卡盘轴承座；224、卡盘滚珠轴承；23、卡盘直拉机构；

231、直拉驱动机构；2311、电机安装架；2312、直拉电机；23121、主动轮；2313、滚珠丝杆；2314、丝杆螺母组件；2315、从动轮；2316、传动带；2317、肋板；2318、支板架；2319、滑轨；2310、滑动件；

232、拉杆；233、上顶升板；234、第二导向轴；235、下顶升板；236、拉杆轴承座；237、导向轴承座；

24、夹持机构；241、筒夹；242、第二顶杆；243、夹持高度调节机构；2431、夹持电机；2432、横向丝杆；2433、螺母块；2434、丝杆安装座；2435、滑动座；2436、移动块；2437、斜向孔槽；2438、支撑滑块；2439、导轨座；244、小套筒；245、套筒连杆；

246、连杆驱动机构；2461、调节气缸；2462、气缸连杆；2463、连接顶板；

25、滚压机构；251、刀头；252、滚压轮；

26、旋转驱动机构；261、旋转驱动电机；262、同步带；263、同步带轮；

27、制动装置；271、气缸安装板；272、制动气缸；273、制动块；274、校正块；275、凸锥头；276、凹锥口；277、金属定位块；278、光电传感器；

3、平台组件；31、下压装置；311、悬架；312、导杆架；313、下压件；32、盖板装置；321、盖板气缸；322、盖板；

4、防护机架；41、扣压工作单元；42、旋松工作单元；43、触控装置；

100、柱塞组件；101、柱塞；102、滑靴。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“前、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件具有特定的方位、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。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明的一个实施例中提供了一种数控柱塞组件收口装置，包括扣压装置1、旋松装置2以及设于旋松装置2上方的平台组件3。

具体地，参考图1和图2，扣压装置1用于对柱塞组件100进行预收口，包括扣压机架11、固定于扣压机架11的伺服电缸12、设于伺服电缸12下方的两级压头13，以及设于两级压头13下方的模具组件14。模具组件14内夹持有柱塞组件100，伺服电缸12的输出端向下移动抵接两级压头13，用于驱动两级压头13向下移动抵接柱塞组件100进行扣压预收口。旋松装置2用于对柱塞组件100进行滚压旋松，包括旋松机架21、与旋松机架21相连的卡盘机构22、设于卡盘机构22下方的卡盘直拉机构23，以及套设于卡盘机构22内腔中的夹持机构24，预收口的柱塞组件100设于夹持机构24的顶部。

参考图14，卡盘机构22包括后拉卡盘221，后拉卡盘221的顶部沿圆周等间距地设有两个活动卡爪2211，每个活动卡爪2211上设有固定连接设有一组滚压机构25。参考图15和图17，卡盘直拉机构23包括直拉驱动机构231和拉杆232，拉杆232竖向套设于夹持机构24外部，拉杆232的顶部伸入后拉卡盘221的内部连接活动卡爪2211，拉杆232的底部与直拉驱动机构231相连。直拉驱动机构231驱动拉杆232在Y轴方向上下移动，并带动活动卡爪2211沿后拉卡盘221的径向方向移动，同时带动滚压机构25靠近或者远离柱塞组件100。后拉卡盘221传动连接有旋转驱动机构26，用以驱动后拉卡盘221旋转并带动滚压机构25绕柱塞组件100进行周向滚压旋松。

参考图22，后拉卡盘221中设有斜柱滑动机构2212（图22中为结构示意图），斜柱滑动机构2212与拉杆232和活动卡爪2211相连。卡盘直拉机构23驱动拉杆232在竖直方向上下移动，通过拉杆232与斜柱滑动机构2212连接将轴向运动转化成活动卡爪2211的径向运动，从而实现活动卡爪2211向内夹紧以靠近柱塞组件100进行旋压收口，或者在收口完成后活动卡爪2211向外张开以脱离柱塞组件100，后拉卡盘221内部斜柱滑动机构2212采用现有结构，此部分的结构原理已是比较成熟的技术，不再赘述。

参考图1、图2和图13，平台组件3包括位于夹持机构24正上方的下压装置31，用于向下压紧位于夹持机构24中的柱塞组件100。通过夹持机构24和下压装置31相配合而夹紧柱塞组件100。

参考图4至图6，模具组件14包括左、右两个合模气缸141以及与合模气缸141输出端相连的左右对半式的模具本体142，合模气缸141与扣压机架11固定连接，合模气缸141用于驱动两个模具本体142在X轴方向左右移动开合。两个模具本体142合模时在内部形成有容纳腔143，容纳腔143内设有与两级压头13共轴线的夹具144，柱塞组件100夹持于夹具144的顶部。

参考图6和图7，模具本体142的内腔侧面上环设有向内延伸的收口限位块1421，收口限位块1421位于滑靴102的外圈，在收口过程中收口限位块1421抵接滑靴102的外侧面，使滑靴102发生挤压变形包覆于柱塞101的球头外部形成球铰连接。

参考图4和图12，模具组件14的下方设有顶升机构15，顶升机构15包括固定于扣压机架11下方的支撑架151、与支撑架151固定连接的顶升气缸152以及与顶升气缸152的输出端相连的第一顶杆153，第一顶杆153设于顶升气缸152的上方，第一顶杆153的顶部与夹具144固定连接。支撑架151的底部滑动穿设有四个第一导向轴155，四个第一导向轴155的顶部均固定连接压板154、底部均与一底部连接板157固定连接。通过第一导向轴155提高顶升气缸152驱动第一顶杆153上下移动过程的运动稳定性。

参考图6和图12，第一顶杆153和夹具144的内部均中空，第一顶杆153的下部侧壁上开设有真空阀嘴156，真空阀嘴156连通外部的真空发生装置，从而在第一顶杆153和夹具144的内部形成真空以牢固地吸附住放置于夹具144内部的柱塞组件100，避免柱塞组件100在压合收口操作之前或者之后在夹具144内出现晃动、位置偏移或者从夹具144中脱落。

参考图10和图11，两级压头13包括与扣压机架11相连的固定套筒131、套设于固定套筒131内部的压杆132、固定于压杆132底端的压块133、套设于固定套筒131和压杆132之间的活动套筒134，以及固定于活动套筒134底端的箍套135。箍套135位于固定套筒131的下方，在两个模具本体142合模时用于套设在两个模具本体142外部。压杆132的顶部伸出固定套筒131与伺服电缸12的输出端位置相对应，伺服电缸12驱动压杆132在固定套筒131的内部上下滑动，带动压块133向下压接柱塞组件100。

参考图10和图11，压杆132与活动套筒134之间套设有第一弹簧136，第一弹簧136的上、下两端分别抵接压杆132与活动套筒134。活动套筒134与固定套筒131之间套设有第二弹簧137，第二弹簧137的上、下两端分别抵接活动套筒134与固定套筒131，第二弹簧137的劲度系数小于第一弹簧136的劲度系数，活动套筒134可在固定套筒131的内部上下滑动。活动套筒134的内壁和外壁上分别设有第一槽口和第二槽口，分别用于安装第一弹簧136和第二弹簧137；压杆132的上部环设有向外延伸的凸台，凸台的底面与第一弹簧136相互抵接。

参考图4，扣压机架11包括顶板111、中间板112和底板113，顶板111、中间板112和底板113之间通过四根支柱114连接固定，伺服电缸12固定于顶板111上，模具组件14设于底板113上。参考图4、图8和图9，中间板112的下方设有横移机构16，横移机构16包括与中间板112固定连接的横移气缸161、两条平行的横移导轨162、滑动地套设于横移导轨162外部的横移滑块163，以及固定连接两个横移滑块163的移动板164。两条横移导轨162水平地设于中间板112的下方，并且横移导轨162的两端分别固定连接中间板112，横移气缸161的输出端固定连接移动板164，移动板164与两级压头13固定连接。在横移气缸161的驱动下带动移动板164和横移滑块163沿横移导轨162进行滑动，从而调整两级压头13相对于上方伺服电缸12和下方模具组件14的位置。

参考图14至图16，卡盘机构22还包括与后拉卡盘221同轴的卡盘主轴222以及套设于卡盘主轴222外部的卡盘轴承座223，卡盘主轴222固定连接在后拉卡盘221的下方，拉杆232同轴穿设于卡盘主轴222的内部，卡盘主轴222与旋转驱动机构26相连，卡盘轴承座223与旋松机架21固定连接，卡盘轴承座223与卡盘主轴222之间套设有卡盘滚珠轴承224。旋转驱动机构26包括旋转驱动电机261、同步带262和同步带轮263，同步带轮263与卡盘主轴222底部固定连接且共轴线，旋转驱动电机261设于旋松机架21的侧面，旋转驱动电机261的电机输出轴通过同步带262传动连接同步带轮263。旋转驱动电机261驱动同步带轮263带动卡盘主轴222和后拉卡盘221同步旋转，从而带动滚压机构25绕柱塞组件100进行周向旋转，对滑靴102的边缘部位进行旋压收口，使滑靴102的球窝与柱塞101的球头之间进行紧密包合。

参考图17至图19，直拉驱动机构231包括固定于旋松机架21下方的电机安装架2311，电机安装架2311的下方设有直拉电机2312和滚珠丝杆2313，滚珠丝杆2313的外部啮合连接有丝杆螺母组件2314。直拉电机2312的输出端固定连接有主动轮23121，滚珠丝杆2313的顶部固定连接有从动轮2315，主动轮23121与从动轮2315之间通过传动带2316传动连接以实现同步联动。参考图17，拉杆232的底部固定连接有上顶升板233，拉杆232与上顶升板233之间套设卡接有拉杆轴承座236，上顶升板233的下方连接有至少两根竖直设置的第二导向轴234，第二导向轴234贯穿并滑动连接旋松机架21，第二导向轴234底部连接有下顶升板235，下顶升板235与丝杆螺母组件2314通过肋板2317固定连接。直拉电机2312驱动滚珠丝杆2313转动带动丝杆螺母组件2314上下移动，从而拉动拉杆232在Y轴方向上下运动。参考图19，电机安装架2311的下方固定连接有支板架2318，支板架2318上竖直地固定连接有滑轨2319，丝杆螺母组件2314的外部固定连接有滑动件2310，滑动件2310滑动连接滑轨2319。滚珠丝杆2313的顶部套设有丝杆轴承座，丝杆轴承座与电机安装架2311固定连接，滚珠丝杆2313的底部与支板架2318转动连接。

参考图16，夹持机构24包括筒夹241、与筒夹241底部固定连接的第二顶杆242，以及与第二顶杆242底部相连的夹持高度调节机构243，柱塞组件100插设于筒夹241内，夹持高度调节机构243与旋松机架21相连并在竖直方向调节第二顶杆242和筒夹241的高度位置。

进一步地，参考图14至图16和图21，夹持高度调节机构243包括夹持电机2431、与夹持电机2431输出轴相连并同步转动的横向丝杆2432，以及套设于横向丝杆2432外部并与横向丝杆2432啮合连接的螺母块2433，夹持电机2431固定连接旋松机架21，横向丝杆2432的两端通过丝杆安装座2434与旋松机架21相连，螺母块2433的上方固定连接有滑动座2435，滑动座2435呈U形结构，滑动座2435的左、右两侧板上分别开设有相互平行的斜向孔槽2437，两边的斜向孔槽2437内横向穿设有移动块2436，移动块2436与斜向孔槽2437之间可发生相对移动，移动块2436与第二顶杆242的底部固定连接。滑动座2435的底部左右两侧还固定连接有支撑滑块2438，下固定板212上固定有两条相互平行的导轨座2439，支撑滑块2438滑动连接导轨座2439并可沿导轨座2439滑动，用以提高滑动座2435沿横向丝杆2432移动的运动稳定性。

参考图15和图16，第二顶杆242的外部套设有套筒连杆245，套筒连杆245的顶部固定有小套筒244，小套筒244套设于筒夹241的外部，小套筒244的内径不大于弹性筒夹241的外径，套筒连杆245的底部连接有连杆驱动机构246。

参考图15和图20，连杆驱动机构246包括调节气缸2461、气缸连杆2462和连接顶板2463，调节气缸2461固定于旋松机架21的下方，调节气缸2461的输出轴与气缸连杆2462相连并同步联动，气缸连杆2462的顶端与连接顶板2463固定连接，连接顶板2463与套筒连杆245底部固定连接，连接顶板2463位于滑动座2435的上方。

参考图23和图24，本发明的旋松机架21上还设有制动装置27，制动装置27包括气缸安装板271和固定于气缸安装板271上的制动气缸272。气缸安装板271固定于旋松机架21上，制动气缸272的输出端固定连接有制动块273，后拉卡盘221上沿圆周等间距地设有两个校正块274。校正块274上设有沿后拉卡盘221的径向朝外延伸的凸锥头275，制动块273靠近后拉卡盘221的一侧设有与凸锥头275形状配合的凹锥口276，制动块273的高度与凸锥头275的高度一致。后拉卡盘221的外圆周侧面上设有金属定位块277，旋松机架21上安装有与金属定位块277高度一致的光电传感器278。在旋松工序完成后，旋转驱动电机断电而后拉卡盘221进入自由减速状态，光电传感器278探测金属定位块277而反馈信号至后台PLC控制系统，控制上方的制动气缸272驱动制动块273伸出，如果校正块274的凸锥头275在凹锥口276范围内，后拉卡盘221被刹停并矫正位置，从而保证后拉卡盘221每次停止旋转时，活动卡爪2211及其上的滚压机构25停靠在固定位置，从而便于外部的柱塞组件自动取料装置从固定方向进入，避开活动卡爪和滚压机构进行自动取料。

参考图13和图14，本发明的旋松机架21包括上固定板211、下固定板212和四根支撑柱213，支撑柱213的上、下两端分别固定连接上固定板211和下固定板212，卡盘轴承座223穿接上固定板211，第二导向轴234穿接下固定板212，第二导向轴234与下固定板212之间套设有导向轴承座237。上顶升板233位于上固定板211和下固定板212之间，直拉驱动机构231设于下固定板212的下方。夹持电机2431固定于下固定板212上方，调节气缸2461固定于下固定板212下方。

参考图12，本发明的顶升气缸152的输出端和第一顶杆153之间还固定连接有水平的压板154，压板154的下方设有止挡机构17，止挡机构17包括限位气缸171、限位座172和限位销173，限位气缸171固定于支撑架151上，限位气缸171的输出端与限位座172相连，限位销173竖直地固定于限位座172上方，压板154上开设有用于容纳限位销173的避让孔。在安放柱塞组件100时，顶升气缸152向上驱动第一顶杆153带动夹具144伸出模具本体142至固定位置，用于安放柱塞组件100，与此同时，限位气缸171驱动限位座172带动限位销173前伸，将限位销173与压板154的下表面相抵接从而限制第一顶杆153及顶部柱塞组件的高度位置，确保模具本体142合模后夹具144停靠在容纳腔143中的设定位置，确保滑靴收口位置的精准度。当柱塞组件放置于夹具144后，进行收口工作时，限位气缸171驱动限位座172带动限位销173回缩，将限位销173移动至压板154上的避让孔下方，而后伺服电缸12向下驱动两级压头13向下施加压力将柱塞和滑靴进行扣压收口，柱塞组件100及夹具144和第一顶杆153受到向下的压力在竖直方向小幅度下移时限位销173可穿设于避让孔内。

参考图3，本发明的数控柱塞组件收口装置还包括防护机架4，防护机架4内设有扣压工作单元41和旋松工作单元42，扣压装置1设于扣压工作单元41内，旋松装置2和平台组件3均设于旋松工作单元42内；防护机架4内还设有触控装置43，触控装置43、扣压装置1、旋松装置2、平台组件3均与后台远程控制系统电连接或者无线连接。通过触控装置43可以设定并控制各单元内的电缸、气缸和伺服电机等驱动机构以及各传感装置的工作参数和工作状态，从而可以达到精准数控，实现柱塞组件的自动化收口加工。

参考图14，本发明中的滚压机构25包括刀头251和滚压轮252，刀头251与活动卡爪2211固定连接，滚压轮252设于刀头251靠近柱塞组件100的一端，用以对柱塞组件100进行旋压收口。可根据不同型号和结构的柱塞组件，更换不同结构的滚压轮252对其进行形状适配旋压。

参考图2和图13，本发明中的下压装置31包括悬架311、竖向地固定于悬架311上的下压气缸（图中省略未示出），与下压气缸的输出轴上端固定连接的导杆架312，导杆架312穿设悬架311并与悬架311之间滑动连接，导杆架312的底部固定连接有下压件313，下压件313与旋松装置2中的筒夹241共轴线。在工作时，下压气缸驱动导杆架312向下移动，抵接在筒夹241中夹持的柱塞组件100的上方并提供向下的压力，与夹持机构24一起配合，保证柱塞组件100在滚压旋松过程中的安装稳定性，避免其出现晃动而影响收口质量。

参考图13，本发明中的平台组件3还包括设于旋松装置2上方的盖板装置32，既可以为柱塞组件提供周向的支撑力，还可以遮挡隔离旋压工作区，起到安全防护作用。盖板装置32包括盖板气缸321以及与盖板气缸321输出端连接的盖板322，盖板322呈U形结构，盖板322的前侧开口朝向柱塞组件100的一侧。在工作时，盖板气缸321驱动盖板322前移避让柱塞组件100的同时覆盖在旋松装置2的上方，柱塞组件100的顶部伸出盖板322，下压件313向下压紧柱塞组件100。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式，对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。因此，凡本技术领域中技术人员依据本发明的构思，在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (12)

1.一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，包括扣压装置、旋松装置以及设于旋松装置上方的平台组件；

所述扣压装置包括扣压机架、固定于扣压机架的伺服电缸、设于伺服电缸下方的两级压头，以及设于两级压头下方的模具组件；

所述模具组件内夹持有柱塞组件，伺服电缸的输出端向下移动抵接两级压头，用于驱动两级压头向下移动抵接柱塞组件进行扣压预收口；

所述旋松装置包括旋松机架、与旋松机架相连的卡盘机构、设于卡盘机构下方的卡盘直拉机构，以及套设于卡盘机构内腔中的夹持机构，预收口的柱塞组件设于夹持机构的顶部；

所述卡盘机构包括后拉卡盘，后拉卡盘的顶部沿圆周等间距地设有至少两个活动卡爪，每个活动卡爪上设有滚压机构；

所述卡盘直拉机构包括直拉驱动机构和拉杆，拉杆竖向套设于夹持机构外部，拉杆的顶部伸入后拉卡盘的内部连接活动卡爪，拉杆的底部与直拉驱动机构相连；直拉驱动机构驱动拉杆在Y轴方向移动，并带动活动卡爪沿后拉卡盘的径向方向移动，同时带动滚压机构靠近或者远离柱塞组件；后拉卡盘传动连接有旋转驱动机构，用以驱动后拉卡盘旋转并带动滚压机构绕柱塞组件进行周向滚压旋松；

所述平台组件包括位于夹持机构正上方的下压装置，用于向下压紧位于夹持机构中的柱塞组件。

2.根据权利要求1所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述模具组件包括左、右两个合模气缸以及与合模气缸输出端相连的左右对半式的模具本体，合模气缸与扣压机架固定连接，合模气缸用于驱动两个模具本体在X轴方向移动开合；

两个模具本体合模时在内部形成有容纳腔，容纳腔内设有与两级压头共轴线的夹具，柱塞组件夹持于夹具的顶部。

3.根据权利要求2所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述模具组件的下方设有顶升机构，顶升机构包括固定于扣压机架下方的支撑架、与支撑架固定连接的顶升气缸以及与顶升气缸的输出端相连的第一顶杆，第一顶杆的顶部与夹具固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述两级压头包括与扣压机架相连的固定套筒、套设于固定套筒内部的压杆、固定于压杆底端的压块、套设于固定套筒和压杆之间的活动套筒，以及固定于活动套筒底端的箍套，箍套位于固定套筒的下方，在两个模具本体合模时用于套设在两个模具本体外部；压杆的顶部伸出固定套筒与伺服电缸的输出端位置相对应，伺服电缸驱动压杆在固定套筒的内部上下滑动，带动压块向下压接柱塞组件。

5.根据权利要求2所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述模具本体的内腔侧面上环设有向内延伸的收口限位块，收口限位块位于滑靴的外圈，在收口过程中收口限位块抵接滑靴的外侧面，使滑靴发生挤压变形包覆于柱塞的球头外部形成球铰连接。

6.根据权利要求2所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述扣压机架包括顶板、中间板和底板，顶板、中间板和底板之间通过四根支柱连接固定，伺服电缸固定于顶板上，模具组件设于底板上；

所述中间板的下方设有横移机构，所述横移机构包括与中间板固定连接的横移气缸、两条平行的横移导轨、滑动地套设于横移导轨外部的横移滑块，以及固定连接两个横移滑块的移动板，两条横移导轨水平地设于中间板的下方，并且横移导轨的两端分别固定连接中间板，所述横移气缸的输出端固定连接移动板，移动板与两级压头固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述卡盘机构还包括与后拉卡盘同轴的卡盘主轴以及套设于卡盘主轴外部的卡盘轴承座，卡盘主轴固定连接在后拉卡盘的下方，所述拉杆同轴穿设于卡盘主轴的内部，所述卡盘主轴与旋转驱动机构相连，卡盘轴承座与旋松机架固定连接；

所述旋转驱动机构包括旋转驱动电机、同步带和同步带轮，同步带轮与卡盘主轴底部固定连接且共轴线，旋转驱动电机的电机输出轴通过同步带传动连接同步带轮。

8.根据权利要求1所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述直拉驱动机构包括固定于旋松机架下方的电机安装架，电机安装架的下方设有直拉电机和滚珠丝杆，滚珠丝杆的外部啮合连接有丝杆螺母组件，直拉电机的输出端固定连接有主动轮，滚珠丝杆的顶部固定连接有从动轮，主动轮与从动轮之间通过传动带传动连接以实现同步联动；

所述拉杆的底部固定连接有上顶升板，上顶升板的下方连接有第二导向轴，第二导向轴贯穿并滑动连接旋松机架，第二导向轴底部连接有下顶升板，下顶升板与丝杆螺母组件通过肋板固定连接；直拉电机驱动滚珠丝杆转动带动丝杆螺母组件上下移动，从而拉动拉杆在Y轴方向运动。

9.根据权利要求1所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述夹持机构包括筒夹、与筒夹底部固定连接的第二顶杆，以及与第二顶杆底部相连的夹持高度调节机构，柱塞组件插设于筒夹内，夹持高度调节机构与旋松机架相连并在Y轴方向调节第二顶杆和筒夹的高度位置。

10.根据权利要求9所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述夹持高度调节机构包括夹持电机、与夹持电机输出轴相连并同步转动的横向丝杆，以及套设于横向丝杆外部并与横向丝杆啮合连接的螺母块，夹持电机固定连接旋松机架，螺母块的上方固定连接有滑动座，滑动座呈U形结构，滑动座的左、右两侧板上分别开设有相互平行的斜向孔槽，两边的斜向孔槽内横向穿设有移动块，移动块与第二顶杆的底部固定连接。

11.根据权利要求9所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述第二顶杆的外部套设有套筒连杆，套筒连杆的顶部固定有小套筒，小套筒套设于筒夹的外部，所述套筒连杆的底部连接有连杆驱动机构；

所述连杆驱动机构包括调节气缸、气缸连杆和连接顶板，调节气缸固定于旋松机架的下方，调节气缸的输出轴与气缸连杆相连并同步联动，气缸连杆的顶端与连接顶板固定连接，连接顶板与套筒连杆底部固定连接，连接顶板位于滑动座的上方。

12.根据权利要求1所述的一种数控柱塞组件收口装置，其特征在于，所述旋松机架上设有制动装置，所述制动装置包括气缸安装板和固定于气缸安装板上的制动气缸，气缸安装板固定于旋松机架上，制动气缸的输出端固定连接有制动块，所述后拉卡盘上沿圆周等间距地设有至少两个校正块，校正块上设有沿后拉卡盘的径向朝外延伸的凸锥头，制动块靠近后拉卡盘的一侧设有与凸锥头形状配合的凹锥口，后拉卡盘的外圆周侧面上设有金属定位块，旋松机架上安装有光电传感器。