CN117754315B - 蛇骨节成型系统、控制方法、蛇骨节和蛇骨 - Google Patents

Abstract

本发明属于精密加工领域，涉及蛇骨节成型系统、控制方法、蛇骨节和蛇骨。蛇骨节成型系统包括冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备；冲切设备将平料带冲切成具有若干个预制品的料带，预制品包括主体部分和分布于主体部分相对两侧且互不连通的第一废料窗和第二废料窗；成型卷圆设备将预制品冲压成半成品并且卷圆半成品，其通过冲断预制品的主体部分的端部，使第一废料窗与第二废料窗连通而形成半成品；半成品由桥连接于料带上，在桥的相对两侧设有待卷曲的自由端；焊缝设备焊接被卷圆后的两个自由端；切断设备从桥的根部切断半成品，形成蛇骨节。本发明的加工通配性和灵活性高，可对蛇骨节进行高效、高精度的批量化加工。

Description

蛇骨节成型系统、控制方法、蛇骨节和蛇骨

技术领域

本发明属于精密制造领域，特别涉及蛇骨节成型系统、控制方法、蛇骨节和蛇骨。

背景技术

在内窥镜的插入部中设有蛇骨段，蛇骨段是由许多环状蛇骨节首尾相接而成。蛇骨节通常是管状体，其内腔常用于容纳器械管、信号线、钢丝绳等部件；钢丝绳一端固定于蛇骨段的前端，另一端与角度控制旋钮的链条相连，通过钢丝绳的牵引改变蛇骨段的弯曲方向，进而实现内窥镜插入部的弯曲。蛇骨节的尺寸很小，其内径通常在4-5mm之间，因此需要高精度的加工工艺以保证其成型精度和工作可靠性。

常规的蛇骨加工方式，如公告号为CN104999221B的专利文献记载，是在金属管上切割出蛇骨节的外形，然后冲穿线槽口、整平连接耳、冲轴孔、铆轴装配。此外还有与半刚性蛇骨组件配合的蛇骨，例如公告号为CN217285708U的专利文献记载，直接在管件上切割相对设置的第一弧形长条孔和第二弧形长条孔，在半刚性蛇骨单元节的侧壁上且位于第一弧形长条孔的端部与第二弧形长条孔的端部之间构成能够弹性形变的连接筋。

在金属管上切割加工蛇骨的方法还在CN113303748A、CN219021096U、CN115486796A、CN114903413A等专利文献中均有记载，该加工方式是目前的比较主流方式。然而这种加工方式的金属管规格是固定的，不能灵活地匹配不同内径规格的蛇骨内径，因此通配性不足。

此外，对于类似CN217285708U中记载的不完全切断式的蛇骨结构，其转向自由度和弯曲方向受限，不利于推广；对于CN104999221B中记载的完全切断的蛇骨节，每个蛇骨节是分散的、独立的，其加工过程中需要在各个工位上整理和定位半成品，加工效率低，重复定位产生的误差累积降低了加工精度；并且由于蛇骨节的圆周方向还设有连接耳，因此需要将半成品按设定的方向统一排列，因此更难以实现高效、高精度的批量化加工。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种蛇骨节成型系统，解决现有的蛇骨加工的通配性不足，转向自由度和弯曲方向受限，以及加工过程中需要在每个工位上整理和定位半成品，难以实现高效、高精度的批量化加工的问题。

一种蛇骨节成型系统，包括冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备；

所述冲切设备用于将平料带冲切成具有若干个预制品的料带，所述预制品包括主体部分和分布于所述主体部分相对两侧且互不连通的第一废料窗和第二废料窗；

所述成型卷圆设备用于将所述预制品冲压成半成品并且卷圆半成品，其中成型卷圆设备是通过冲断预制品的主体部分的端部，使所述第一废料窗与第二废料窗连通而形成所述半成品的；所述半成品由桥连接于所述料带上，所述半成品在桥的相对两侧设有待卷曲的自由端；

所述焊缝设备用于焊接被卷圆后的两个自由端；

所述切断设备用于从所述桥的根部切断所述半成品，形成蛇骨节。

优选的，所述主体部分至少具有带轴孔的连接耳一，所述轴孔用于固定轴从而铰接其他蛇骨节；

和/或者，所述主体部分至少具有带装配孔的连接耳二，所述装配孔用于与其他蛇骨节上的轴配合而装配蛇骨节。

优选的，所述成型卷圆设备包括冲凸包单元，所述冲凸包单元配置有用于将所述连接耳一冲压成向所述蛇骨节内凹入的冲凸包模具一，以使所述连接耳一顺利插入其他蛇骨节的连接耳二内侧。

优选的，所述冲凸包单元还配置有将所述连接耳二冲压成向所述蛇骨节内凹入的冲凸包模具二，从而对所述连接耳二施加预紧力，使其紧贴并挤压所述连接耳一的外壁；所述连接耳二的凹入深度小于所述连接耳一的凹入深度。

优选的，所述半成品还具有向第一废料窗或者第二废料窗内水平延伸的凸耳，所述凸耳上设有穿绳孔；

所述成型卷圆设备配置有用于折弯所述凸耳的折弯模具，其折弯方向配置为：使卷圆后的蛇骨节形成向内翻折的穿绳耳。

优选的，所述成型卷圆设备还包括卷圆单元，该卷圆单元被配置为对所述半成品的自由端预折后，在所述桥的左右两侧冲压弧形段，并且使两个弧形段之间的连接段凸起，然后由两根顶杆向上顶两个弧形段，与上卷曲模具配合卷曲半成品。

进一步的，焊缝设备包括夹持单元和焊接器，所述半成品的待焊缝处朝向焊接器，其中：

所述夹持单元被配置为：在焊接前向第一方向运动以同时夹紧一排半成品，在焊接后向第二方向复位，以同时释放一排半成品从而不阻挡半成品通过该夹持单元，其中所述第一方向是向上靠近半成品的方向，所述第二方向是向下远离半成品的方向。

在一个实施例中，所述夹持单元包括至少一对夹持组件，每个所述夹持组件具有X轴夹持驱动件、Z轴夹持驱动件和夹爪排，所述X轴夹持驱动件安装于所述Z轴夹持驱动件的输出端，所述夹爪排安装于所述X轴夹持驱动件的输出端；

在夹持半成品的过程中，所述夹爪排由所述Z轴夹持驱动件顶升至可夹持所述半成品的高度，然后由所述X轴夹持驱动件平移直至夹紧半成品。

在另一个实施例中，所述夹持组件包括旋转夹持驱动件、与所述旋转夹持驱动件驱动式连接的连杆和铰接于所述连杆另一端的夹爪排，所述旋转夹持驱动件可驱动所述连杆带动所述夹爪排移动，所述第一方向为沿弧形轨迹靠近半成品，所述第二方向为沿弧形轨迹远离半成品；

所述连杆和所述夹爪排被配置为：所述连杆在以第一方向运动的过程中，所述夹爪排不接触半成品，直至运动到位后，所述夹爪排夹持所述半成品；所述连杆在以第二方向运动的过程中，所述夹爪排不接触半成品。

一对夹持组件中的两个所述旋转夹持驱动件分别驱动两个所述夹爪排沿第一方向移动而夹住半成品的相对两侧。

进一步的，所述夹持单元还包括被配置为使所述夹爪排在移动过程中保持水平状态的定向组件，所述定向组件包括：

定向板，所述定向板固定式安装，并且面对所述夹爪排的一侧设置竖直的导向件；

浮动板，所述浮动板位于所述定向板与夹爪排之间，所述浮动板上竖直地设有与所述导向件适配的被导向件；所述浮动板上还设置水平的长条孔；

辅助连杆，其一端与所述旋转夹持驱动件连接，另一端铰接辅助随动器，所述辅助随动器与所述连杆端部的主随动器均可移动地装配于所述长条孔内，并且所述辅助随动器与所述主随动器的另一端都铰接于所述夹爪排上；

所述旋转夹持驱动件驱动所述连杆与所述辅助连杆分别沿着两个虚拟同心圆弧轨迹移动，并且与所述定向板配合驱使所述浮动板作上下浮动，进而使所述辅助随动器与所述主随动器始终位于同一水平线上，以使所述夹爪排保持水平状态。

优选的，所述夹爪具有与所述半成品的接触部分的形状适配的夹槽，所述夹槽的顶端设一缺口以在移动过程中避让半成品。

优选的，所述焊缝设备还包括具有伸缩驱动件和插件的内撑单元，所述内撑单元被配置为：所述伸缩驱动件在夹持组件夹持半成品前驱动所述插件插入半成品的卷圆孔内以支撑半成品。

优选的，所述插件具有与半成品接触部分的形状适配的支撑表面，以及与半成品的待焊缝处对应的、用于避让焊纹的凹槽。

所述插件的头端设置用于避让内凹状的连接耳一的环形台阶；

由所述环形台阶向所述插件的尾端延伸形成平面型的切面，所述切面用于在插件插入半成品中时避让所述连接耳二。

进一步的，本成型系统还包括用于将轴铆焊于所述轴孔内的铆轴设备，所述铆轴设备包括：

送料单元，用于使轴的顶端朝上以定向输送所述轴；

存料板，用于接收并暂存来自送料单元的轴之后，使轴转移入半成品的轴孔内；所述存料板固定式安装、且配置有对准所述送料单元末端的容纳孔以暂存轴，当半成品的轴孔被移动到与所述容纳孔对准的位置时，所述轴落入所述轴孔内，并且至少轴的尾端凸出于所述轴孔外；

铆焊单元，用于将所述轴的顶端焊接于所述轴孔内。

优选的，所述铆轴设备还包括用于支撑存料板的料台，料台上于存料板的下方设置供料带移动的轨道，所述轨道上配置有支撑所述轴的尾端的条型槽，所述轴的尾端可沿着所述条型槽移动。

优选的，所述铆焊单元先后将所述轴的顶端铆压、焊接于所述轴孔内。

优选的，所述送料单元包括振动盘和安装于所述振动盘输出端的输送轨道，所述存料板的容纳孔为顶部外扩的锥形孔，所述锥形孔对准所述输送轨道的末端。

进一步的，所述料带上阵列有一排输送孔，两个所述输送孔之间具有与相邻两个半成品的中心距匹配的步距，以使料带按设定的步距前进；

该成型系统还包括用于间歇地输送料带的定距输送机构，所述定距输送机构包括推料致动器和沿着料带移动方向设置的轨道槽，所述推料致动器具有推动料带沿着轨道槽前进的推料行程，还具有脱离料带并沿着轨道槽后退的返程；

所述推料致动器包括：

推料驱动件；

铰接于所述推料驱动件输出端的推针，所述推针具有在推料行程中插入所述输送孔中的插接位置，以及在返程中转动以离开所述输送孔的脱离位置。

优选的，所述推料致动器还包括弹性体，所述弹性体被配置为：在推料行程中将推针挤压入输送孔中，在返程中被转动的推针压迫变形。

具体的，所述推料驱动件的输出端固定安装推料架，所述推料架上铰接旋转块，所述推针固定安装于所述旋转块的下方；所述弹性体的底部固定于所述旋转块的上方且偏离推针的一侧，所述弹性体的顶部固定连接推料架的顶板，所述弹性体向下挤压所述旋转块而使推针插入输送孔中。

进一步的，所述推料致动器还包括限位体，所述限位体被配置为在所述推针处于插接位置时抵压推针，限制推针向后转动。

优选的，所述推针的针脚具有在推料行程中移动所述输送孔的推送侧和在返程中滑出输送孔的滑脱侧，所述滑脱侧为斜面；

所述输送孔的直径被配置为：允许所述推针的针脚在所述输送孔内转动，直至所述推针在返程时脱离所述输送孔、以及在复位至推料行程时插入所述输送孔中。

优选的，所述定距输送机构还包括压料单元，所述压料单元被配置为在返程开始前压住料带，使所述推针在返程中顺畅地从所述输送孔中滑出，且在推料行程开始前松开料带，使所述推针推动料带前进。

本发明的另一目的是提供一种蛇骨节成型系统的控制方法，所述蛇骨节成型系统包括控制装置、冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备；所述控制方法包括以下步骤：

所述控制装置基于冲切指令，控制所述冲切设备冲切平料带并且去除废料，形成阵列有多个预制品的料带；所述预制品包括主体部分和分布于所述主体部分相对两侧且互不连通的第一废料窗和第二废料窗；

基于冲压指令，控制所述成型卷圆设备将所述预制品冲压成半成品并卷圆半成品，其中成型卷圆设备是通过冲断预制品的主体部分的端部，使所述第一废料窗与第二废料窗连通而形成所述半成品的；所述半成品由桥连接于所述料带上，所述半成品在桥的相对两侧设有待卷曲的自由端；

基于焊接指令，控制所述焊缝设备焊接被卷圆后的两个自由端；

基于切料指令，控制所述切断设备从所述桥的根部切断所述半成品，形成蛇骨节。

优选的，所述料带上阵列有一排输送孔，两个所述输送孔之间具有与相邻两个半成品的中心距匹配的步距，以使料带按设定的步距前进；

所述蛇骨节成型系统还包括定距输送机构，所述定距输送机构包括推料致动器和沿着料带移动方向设置的轨道槽，所述推料致动器具有推动料带沿着轨道槽前进的推料行程，还具有脱离料带并沿着轨道槽后退的返程；

所述推料致动器包括：

推料驱动件；

铰接于所述推料驱动件输出端的推针，所述推针具有在推料行程中插入所述输送孔中的插接位置，以及在返程中转动以离开所述输送孔的脱离位置；

所述控制装置还：

基于输送指令，控制料带在所述冲切设备的工作台上按定距移动，并与冲切指令配合，控制冲切设备以与料带的移动节拍相匹配的方式对所述料带进行多工序冲切；

其中，所述控制装置基于输送指令和冲切指令，控制冲切设备的冲切模具在所述推针返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带。

优选的，所述控制装置还基于输送指令，控制料带在所述成型卷圆设备的工作台上按定距移动，并与冲压指令配合，控制成型卷圆设备以与料带的移动节拍相匹配的方式对所述料带上的半成品进行多工序冲压和卷圆；

其中，所述控制装置基于输送指令和冲压指令，控制成型卷圆设备的成型模具和上卷曲模具在所述推针返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带。

优选的，所述控制装置还基于输送指令，控制料带在所述焊缝设备的工作台上按定距移动，并与夹持指令和焊接指令配合，控制焊缝设备以与料带的移动节拍匹配的方式对所述料带上的半成品进行夹持和焊接卷圆端部；

其中，所述控制装置还基于输送指令和压料指令，控制焊缝设备的压料上模在所述推针返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带。

优选的，所述控制装置还基于输送指令，控制料带在所述切断设备的工作台上按定距移动，并与切断指令配合，控制切断设备以与料带的移动节拍相匹配的方式将半成品从所述料带上切断，得到蛇骨节；

其中，所述控制装置基于输送指令和切断指令，控制切断设备的切料上模在所述推针返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带。

优选的，所述蛇骨节成型系统还包括用于将轴铆焊于所述轴孔内的铆轴设备，所述铆轴设备包括送料单元、存料板和铆焊单元；

所述控制装置基于送料指令，控制所述送料单元以轴的顶端朝上的方式向存料板的容纳孔内植入轴；

基于输送指令，控制所述料带从所述铆轴设备的存料板下方穿过且按定距移动，使料带上的轴孔间歇地对准存料板上的容纳孔而接收该轴；

基于铆压指令和焊接指令，控制所述铆焊单元以与料带的移动节拍相匹配的方式将轴铆压并焊接于轴孔内；

其中，所述控制装置基于输送指令和铆压指令，控制铆轴设备的铆压上模在所述推针返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带。

优选的，所述铆轴设备在所述半成品成型卷圆之前将轴铆焊于轴孔内。

本发明的第三目的是一种由上述成型系统加工而成的蛇骨节，该蛇骨节为用于装配蛇骨中段的蛇骨节一，所述蛇骨节一包括环形的蛇骨节主体、带轴的连接耳一和带装配孔的连接耳二；所述连接耳一向内凹入，其轴的尾端向外侧延伸，所述蛇骨节一的连接耳二与另一蛇骨节一的连接耳一铰接配合后依次装配成蛇骨中段。

优选的，所述蛇骨节一还包括由所述蛇骨节主体向内弯折的穿绳耳，所述穿绳耳配置有用于连接其他蛇骨节一的穿绳孔。

本发明的第四目的是提供一种由上述成型系统加工而成的蛇骨节，该蛇骨节为用于蛇骨前段的蛇骨节二，所述蛇骨节二包括环形的蛇骨节主体和带装配孔的连接耳二，所述连接耳二铰接另一个蛇骨节的连接耳一。

优选的，所述蛇骨节二的预制品还具有预备窗，所述预备窗位于第一废料窗和第二废料窗之间，且与第一废料窗和第二废料窗均不连通；

成型蛇骨节二的成型卷圆设备通过冲断预制品主体部分的端部，使所述预备窗、第一废料窗与第二废料窗连通，并且在主体部分的左右两端形成缺槽；

成型蛇骨节二的焊缝设备焊接卷圆后的半成品，同时将两个所述缺槽拼接成为一个取像窗。

本发明的第五目的是提供一种由上述成型系统加工而成的蛇骨节，该蛇骨节为用于蛇骨末段的蛇骨节三，所述蛇骨节三包括环形的蛇骨节主体和带轴的连接耳一，所述连接耳一向内凹入，其轴的尾端向外侧延伸，以铰接于其他蛇骨节的连接耳二上。

优选的，所述蛇骨节三也包括由所述蛇骨节主体向内弯折的穿绳耳，所述穿绳耳配置有用于连接其他蛇骨节的穿绳孔。

本发明的第六目的是提供一种蛇骨，包括蛇骨前段、蛇骨末段和蛇骨中段，所述蛇骨前段和蛇骨末段分别为前述蛇骨节二和前述蛇骨节三，所述蛇骨中段由前述蛇骨节一依次拼接而成，其中：

所述蛇骨前段的连接耳二铰接于蛇骨中段前端的连接耳一上，所述蛇骨中段尾端的连接耳二铰接于蛇骨末段的连接耳一上；

至少一根拉绳依次贯穿所述蛇骨中段和蛇骨末段的各穿绳孔，并且从所述蛇骨末段伸出，所述拉绳的端部固定于所述蛇骨前段上。

本发明的有益效果为：

本发明使用冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备，分别在料带上冲切预制品、冲压成型并卷圆成半成品、焊接卷圆的连接处，然后将蛇骨从料带上切断分离，因此可以在料带上灵活地加工不同规格的蛇骨，通配性强，装配后的各蛇骨节均可在多个方向自由弯曲，利于推广。

本发明加工过程中的半成品均规则地阵列于料带上，始终跟随料带规律地移动，加工过程中不需要整理和定位半成品，提高了加工效率和精度；料带上半成品的连接耳、穿绳耳等连接件均自动按统一的方向整齐排列，进一步实现了高效、高精度的批量化自动加工。

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是本申请的蛇骨结构示意图；

图2是本申请的蛇骨节一的主视图；

图3是本申请的蛇骨节一的透视图；

图4是本申请的蛇骨节三的主视图；

图5是本申请的蛇骨节二的主视图；

图6是体现本申请的穿绳耳的局部剖视图；

图7是体现本申请的穿绳耳的折弯成型过程示意图；

图8是用于加工蛇骨节一的料带示意图，该料带上有被冲切得到的预制品；

图9是用于加工蛇骨节三的料带示意图，该料带上有被冲切得到的预制品；

图10是用于加工蛇骨节二的料带示意图，该料带上有被冲切得到的预制品；

图11是体现用于加工蛇骨节一的预制品被冲刀一冲断后的料带结构图；

图12是体现用于加工蛇骨节二的预制品被冲刀一冲断后的料带结构图；

图13是体现冲凸包设备对料带冲凸包的工艺示意图；

图14是加工蛇骨节一的卷圆工序的流程示意图，图中局部结构省略了连接耳和穿绳耳；

图15是加工蛇骨节三的卷圆工序的流程示意图，图中局部结构省略了连接耳和穿绳耳；

图16是加工蛇骨节二的卷圆工序的流程示意图，图中局部结构省略了连接耳和穿绳耳；

图17是卷圆工序中成型预弯曲段的模具动作示意图；

图18是卷圆工序中成型弧形段的模具动作示意图；

图19是卷圆工序中顶起弧形段并且成型卷圆结构的模具示意图；

图20是现有技术中无预弯曲段工序时的卷圆动作示意图；

图21是被卷圆后的半成品在料带上的分布结构示意图；

图22是焊缝设备的内撑单元工作时的示意图；

图23是焊缝设备的内撑单元的局部结构示意图；

图24是图23中D-D处的剖视图；其中插件是插入被卷圆的半成品中的；

图25是本申请的夹持单元夹持半成品前的动作示意图，图中仅示出了一个夹爪排；

图26是本申请的夹持单元夹持半成品时的结构示意图；

图27是夹持单元的浮动板的安装结构侧视图；

图28是铆轴工序中的料带的俯视结构示意图；

图29是料带铆轴后的局部主视图；

图30是铆轴设备的送料单元的结构示意图；

图31是送料单元将轴送入料带的轴孔中的剖视结构示意图；

图32是推料致动器的定距推送料带的动作示意图；

图33是推料致动器的限位体的另一种安装结构示意图。

图中标记为：

100、蛇骨；110、蛇骨节一；111、蛇骨节主体；112、连接耳一；113、轴孔；114、轴；115、连接耳二；116、装配孔；117、穿绳耳；118、穿绳孔；119、焊缝；120、蛇骨节二；121、成型取像窗；130、蛇骨节三；

200、料带；210、主体部分；211、第一废料窗；212、第二废料窗；213、桥；214、自由端；215、预弯曲段；216、弧形段；217、连接段；218、凸耳；219、输送孔；220、预备窗；221、缺槽；222、凸包；223、半成品；

301、冲刀一；310、预折弯模具；311、顶杆；320、冲弧形模具；330、上卷曲模具；

410、夹持单元；411、旋转夹持驱动件；412、连杆；4121、主随动器；413、夹爪排；4131、夹爪；4132、夹槽；4133、缺口；414、定向板；4141、导向件；415、浮动板；4151、被导向件；4152、长条孔；416、辅助连杆；4161、辅助随动器；

420、内撑单元；421、伸缩驱动件；422、插件；4221、凹槽；4222、环形台阶；4223、切面；

510、送料单元；511、振动盘；512、输送轨道；520、存料板；521、容纳孔；530、轨道；540、条型槽；

600、推料致动器；610、推料驱动件；611、推针；6111、推送侧；6112、滑脱侧；612、插接位置；613、脱离位置；614、推料架；615、旋转块；616、弹性体；617、顶板；618、限位体；620、轨道槽；

700、工作台。

具体实施方式

实施例1

蛇骨节成型系统用于在展平的料带上加工成型蛇骨节，料带优选为可卷绕的长条形，从而可连续加工若干个蛇骨节。本实施例中，料带的材质为不锈钢，当然，也可以采用本领域熟知的其它材料，本申请对此不作限制。

该蛇骨节有多种结构形式，例如：其中一种结构命名为蛇骨节一110，通常用于蛇骨中段中，如图2和图3所示，其包括环形的蛇骨节主体111、带轴的连接耳一112和带装配孔116的连接耳二115；连接耳一112向内侧凹入，其轴114的尾端沿水平方向向外侧延伸，蛇骨节一110的连接耳二115可以与相邻蛇骨节的连接耳一112铰接配合，若干节蛇骨节一110以此方式依次装配成蛇骨中段。

又例如：另一种结构命名为蛇骨节二120，通常用于蛇骨前段中，如图5所示，其包括环形的蛇骨节主体111和带装配孔116的连接耳二115，连接耳二115与相邻蛇骨节的连接耳一112铰接。

再例如：另一种结构命名为蛇骨节三130，通常用于蛇骨末段中，如图4所示，其包括环形的蛇骨节主体111和带轴的连接耳一112，连接耳一112向内侧凹入，其轴114的尾端沿水平方向向外侧延伸，以铰接于相邻蛇骨节的连接耳二115上。

本申请对于蛇骨节上的连接耳一112和连接耳二115的数量不作任何限制，可以是两个，也可以是两个以上。本申请对于所述连接耳一112和连接耳二115的分布位置及分布方式同样不作任何限制，可以是沿周向的均匀分布，也可以是非均匀分布。

可以确定的是，上述蛇骨节均具有环形的蛇骨节主体111，并且至少有一个连接耳。

本实施例的蛇骨节成型系统至少包括冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备。在一个具体实施方式中，料带依次在各个设备之间流转，为了节省存放空间和方便搬运料带，可将料带卷绕成卷状后在冲切设备和成型卷圆设备之间流转，待半成品被卷圆后则不再卷绕，而是在焊缝设备和切断设备上沿直线输送。

上述冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备均配有工作台700，工作台700上设有用于对料带的边缘进行限位的料带槽，料带200沿着料带槽向前移动。

下面介绍各个设备的结构和工作原理。

冲切设备用于将平料带冲切成具有若干个预制品的料带200，其冲切步骤可分多步完成，例如，第一步冲孔（视待加工的蛇骨节种类而冲切步距孔、轴孔113、装配孔116或定位孔等），第二步冲切第一废料窗211，第三步冲切第二废料窗212。当然，也可以以不同于上述顺序执行冲切步骤，本申请对此亦不作限制。如图8-10所示，预制品包括主体部分210和分布于主体部分210相对两侧且互不连通的第一废料窗211和第二废料窗212。需要说明的是，本申请中的“主体部分210”即对应于蛇骨节的“蛇骨节主体111”，二者分别处于产品成型的不同阶段。具体地，对于每个预制品而言，第二废料窗212有两个，它们之间由桥213分隔开，该桥213与主体部分210和料带的带缘连接为一体，避免主体部分210从料带上分离、脱落。

冲切设备包括互相配合的冲切模具，例如冲切上模和冲切下模。由于冲切成型是公知技术，因此其具体结构不再赘述。

成型卷圆设备用于将预制品冲压成半成品223，然后卷圆半成品。具体来说，如图11、12所示，成型卷圆设备是通过冲断预制品的主体部分210的端部，使第一废料窗211与第二废料窗212连通而形成半成品的，这样就在主体部分210上形成了两个自由端214，便于对自由端214进行卷圆作业。需要说明的是，本申请中的半成品是相较于成型卷圆工序之前的预制品而言的，本申请在此工序之后均以半成品来描述待成型的工件，即使在此期间工件的具体形态会发生变化。本申请不在预制品上提前冲切自由端214的目的是，如果冲切工序后主体部分210仅由桥213连接于料带上，会使其主体部分210的自由度过高而在卷绕料带时发生偏位歪斜、折弯、以及各个卷绕层间的自由端214勾连等现象，降低了成型系统工作的稳定性和加工精度。

成型卷圆设备的冲压步骤也由多步冲压工序完成，对于蛇骨中段的蛇骨节一110而言，冲压工序主要包括冲自由端214、冲连接耳一112的凸包222、冲连接耳二115的凸包222；对于蛇骨前段的蛇骨节二120而言，冲压工序主要包括冲自由端214、冲连接耳二115的凸包222；对于蛇骨末段的蛇骨节三130而言，冲压工序主要包括冲自由端214、冲连接耳一112的凸包222。

上述每个冲压工序均由相应的成型模具完成。如图11所示，例如冲自由端214的成型模具包括带两个冲刀一301的上模和与冲刀一301适配的下模座（未示出），冲刀一301下行后将预制品的主体部分210的两端冲断形成自由端214，废料由下模座的排废腔排走。冲凸包222的成型模具包括带凸包成型腔的上模和与凸包成型腔适配的下模座，上模向下冲压半成品的连接耳一112或者连接耳二115，将它们压成向蛇骨节内侧凹入的凸包222，如图13所示。可以理解的是，上述冲自由端214的上模和冲凸包的上模均可以安装于同一个成型上模上，从而在流水线上对不同的工件同步进行冲压成型作业。

请参考图3和图13，本申请在连接耳一112上冲凸包是为了将连接耳一112向内弯折，使其能够顺利地插入至与其相邻蛇骨节的连接耳二115内侧，进而通过轴与该连接耳二115铰接；而在连接耳二115上冲凸包222，并且使连接耳二115的凹入深度a小于连接耳一112的凹入深度b，则可对连接耳二115向内侧施加一定的预紧力，装配时，当连接耳二115经过相邻蛇骨节的连接耳一112上的轴时会发生轻微变形，使轴的尾端插入连接耳二115的装配孔116内，然后连接耳二115的形变恢复，而由于其具有向内侧的预紧力，因此使其紧贴并挤压连接耳一112的外壁，提高了它们之间连接的可靠性，防止两个蛇骨节之间发生松脱现象。

请参考图14-19，成型卷圆设备的卷圆步骤也由多步卷圆工序完成。首先，通过预折弯模具310冲压半成品，将两个自由端214上翘弯曲。该过程又可以由多个子步骤实现，例如：先将自由端214向上弯曲第一角度，再继续向上弯曲第二角度，形成预弯曲段215，第二角度大于第一角度，从而提高成型精度，需要说明的是，为了适应不同材质以及不同尺寸的工件，该预折弯的子步骤也可以多于两步，本申请对此亦不作限制。然后，通过冲弧形模具320在主体部分210上冲压两个弧形段216，这两个弧形段216分别位于桥213的左右两侧，两个弧形段216分别与两个预弯曲段215连接成为过渡平滑的类半圆弧，上述弧形段216的曲率半径、预弯曲段215的曲率半径与蛇骨节的曲率半径均匹配；冲压后的两个弧形段216之间形成连接段217，该连接段217相对于弧形段216呈凸起状。第三步，由两个顶杆311同时向上顶起两个弧形段216，使它们向上且向内翻折，随即用上卷曲模具330压住翻折后的弧形段216，将半成品卷制成型为卷筒状。可以理解的是，上述预折弯模具310、冲弧形模具320、上卷曲模具330内分别设有与待加工的形状适配的成型腔，并且它们均可以安装于一个卷圆上模上，从而在流水线上对不同的工件同步进行冲压卷曲作业。

本申请的卷圆工序在冲压两个弧形段216之前先冲压预弯曲段215，预弯曲段215获得的预应力使产品的整体形状更稳定、精确，且便于提高后道焊缝119工序的作业精度；此外，如果不设置预弯曲工序，则直线型的自由端214容易与下行中的上卷曲模产生干涉，如图20所示，当上卷曲模出现轻微的左右晃动时，会将自由端214挤压外翻、或者呈叠状折弯而无法卷圆半成品。因此本申请的卷圆工序提高了蛇骨节的卷圆合格率。

焊缝设备用于焊接被卷圆后的两个自由端214。焊缝设备包括焊接器和夹持单元410。焊接器安装于夹持单元410上方，由三轴直线模组驱动沿着自由端214的拼接缝移动从而焊接卷圆后的半成品。在一个具体实施方式中，采用多个焊接器同时对多个半成品焊缝119。在另一个具体实施方式中，采用一个焊接器，由三轴直线模组驱动焊接器移动，依次对多个半成品焊缝119。

卷圆后的半成品由于在撤去上卷曲模具330后，其自由端214失去了约束力，因此仍会分开，所以在焊缝前需要夹住半成品，使两个自由端214保持接触状态。然而由于蛇骨的体积很小，其内径通常在4-6mm之间，并且在料带上的排列间距也很小，例如4-5mm，如果用普通的夹具则没有足够的操作空间供夹具施展伸缩动作。此外，出于提高夹持效率的考虑，需要一次夹持多个半成品。

为解决此问题，本申请的夹持单元410在焊接前向第一方向运动以同时夹紧一排半成品，并且在焊接后向第二方向复位，以同时释放一排半成品，从而不阻挡半成品通过该夹持单元410，其中第一方向是向上靠近半成品的方向，所述第二方向是向下远离半成品的方向。

在一个具体实施方式中，第一方向是先向上移动，再左/右平移；第二方向是先右/左平移，再向下移动。夹持单元410包括成对设置的夹持组件，夹持组件的数量至少为一对，也可视产品尺寸情况配置多对。夹持组件具有X轴夹持驱动件、Z轴夹持驱动件和夹爪排413，夹爪排413上阵列有至少两个夹爪4131。X轴夹持驱动件安装于Z轴夹持驱动件的输出端，夹爪排413安装于X轴夹持驱动件的输出端。夹爪4131具有与半成品的接触部分的形状适配的夹槽4132。

在夹持半成品的过程中，夹爪排413由Z轴夹持驱动件顶升至可夹持半成品的高度，然后由X轴夹持驱动件平移，直至夹住半成品。一对夹持组件中的两组夹持驱动件分别驱动两个夹爪排413沿第一方向移动而夹住半成品的相对两侧。

当焊接完成后，X轴夹持驱动件复位，使夹爪排413平移以松开半成品，然后Z轴夹持驱动件驱动夹爪排413移动至料带下方，因此不干涉料带的水平输送。

在另一个具体实施方式中，第一方向为沿弧形轨迹靠近半成品，第二方向为沿弧形轨迹远离半成品。如图25所示，夹持单元410包括旋转夹持驱动件411、与旋转夹持驱动件411驱动式连接的连杆412和铰接于连杆412另一端的夹爪排413，旋转夹持驱动件411可驱动连杆412旋转，进而带动夹爪排413移动，改变夹爪排413的Z轴高度和X轴坐标位置。其中，连杆412和夹爪排413被配置为：连杆412在沿第一方向运动过程中，夹爪排413不接触半成品，直至运动到位后使夹爪排413夹持半成品223；并且连杆412在沿第二方向运动过程中，夹爪排413也不接触半成品223。夹爪的夹槽4132的顶端设一缺口4133，从而在移动过程中避让半成品223。

为了提高作业精度，旋转夹持驱动件411选用伺服电机，其电机轴上安装角度传感器，其与控制装置之间通信连接，用于精确控制电机轴的旋转角度。

焊接前，一对夹持组件中的两个旋转夹持驱动件411分别驱动两个夹爪排413沿第一方向移动而夹住半成品223的相对两侧；焊接完成后，两个旋转夹持驱动件411分别驱动两个夹爪排413沿第二方向移动，从而松开半成品并且移动至料带的下方。

上述夹持单元410的夹爪沿弧形轨迹动作，可在狭小的空间内进行夹持作业，并且夹爪4131在待机状态时是隐藏于料带200下方的，保证了料带可顺利通过夹爪；旋转夹持驱动件动作一次即可使夹爪排413完成两个方向的位移，缩短了动作节拍，并且动作一次可同时夹持多个工件，进一步提高了焊缝效率。

为了使夹爪排413能更可靠平稳地移动，避免夹爪排413自由晃动，以下实施例对上述具体实施方式作进一步改进。具体地，请参考图25-27，夹持单元410还包括定向组件，用于使夹爪排413在移动过程中保持水平状态，定向组件包括定向板414、浮动板415、辅助连杆416、辅助随动器4161、主随动器4121。

请参考图27，定向板414固定式安装于设备的机架或者地面上，并且定向板414面对夹爪排413的一侧设置竖直的导向件4141。

浮动板415可上下浮动地位于定向板414与夹爪排413之间，浮动板415上竖直地设置与导向件4141适配的被导向件4151，导向件4141可以是导轨或者导槽，被导向件4151相应地选用导槽或者导轨，导向件4141与被导向件4151配合，限制浮动板415仅上下浮动，不会左右移动。浮动板415上还设置水平的长条孔4152。

请参考图25与图27，辅助连杆416的一端安装于旋转夹持驱动件411的输出端，另一端铰接辅助随动器4161，辅助随动器4161与连杆端部的主随动器4121均滑动式装配于长条孔4152内，并且辅助随动器4161与主随动器4121的另一端都铰接于夹爪排413上。具体来说，辅助随动器4161与主随动器4121可以是带转轴的轴承或者滚轮，转轴的一端安装轴承或者滚轮，轴承或者滚轮可滚动地置于长条孔内，转轴的另一端铰接于夹爪排413上的轴孔内，该轴孔为与转轴直径匹配的圆孔，转轴的中部安装于辅助连杆或者连杆中。可以理解的是，图25中为了清楚地体现夹持单元及其定向组件的结构，故将连杆与辅助连杆的结构做了简化，均以直线代替；图中的虚线代表夹爪排和浮动板不同的运动状态。

请参考图25至图27，工作时，旋转夹持驱动件411驱动连杆与辅助连杆416分别沿着两个虚拟的同心圆弧轨迹移动，此时辅助随动器4161与主随动器4121在长条孔4152内水平移动，并且与定向板414配合驱使浮动板415作上下浮动，由于浮动板415仅作上下移动，因此水平状态的长条孔4152限制了辅助随动器4161与主随动器4121始终位于同一水平线上，从而使夹爪排413一直保持水平状态，夹爪排413不会摆动，提高了夹持精度。

进一步的，焊缝设备还包括内撑单元420，其与夹持单元410配合固定半成品，并且防止薄型的半成品被夹持时发生变形。请参考图21-24，内撑单元420包括伸缩驱动件421和多个安装于伸缩驱动件421的输出端的插件422，插件422的高度基本与卷圆后的半成品内圈底部高度平齐，或者略微高于半成品内圈底部，插件422的横截面与蛇骨节的内腔形状匹配。在夹持单元410动作之前，伸缩驱动件421驱动插件422向前插入半成品的卷圆孔内以压住半成品，并在半成品被夹持时从内侧支撑半成品，避免半成品变形。

请参考图23-24，插件422的头端设置用于避让内凹的连接耳一112的环形台阶4222，插件插入半成品的内圈之后，连接耳一位于环形台阶4222内。由环形台阶4222向插件的尾端延伸形成平面型的切面4223，切面4223用于避让连接耳二115，使插件422可以顺利地插入半成品内圈中。切面的数量与连接耳二的数量相匹配。

插件422的支撑表面设置用于避让焊纹的凹槽4221，该凹槽4221位于焊接器的正下方，并且与半成品的焊缝119处对应的地方。凹槽4221使插件422不会向上顶起蛇骨节的焊缝119，保证了蛇骨节的圆度不受焊缝119影响。

切断设备从桥213的根部切断半成品，形成蛇骨节。切断设备包括互相配合的切料上模和切料下模，切料上模上安装切料刀，切料下模内设有连通料仓的出料腔，切料上模下行时，切料刀将桥213的根部切断分离，蛇骨节落入出料腔中，进而自动滑入料仓内等待收集。

本实施例以平料带为原料，利用冲切设备冲切料带得到预制品，便于稳定地卷绕料带，然后利用成型卷圆设备先将预制品冲制成带自由端的半成品，在将半成品卷圆；再利用焊缝设备焊接卷圆后的自由端，形成稳定的筒体，最后利用切断设备将半成品从料带上切下，得到蛇骨节。相对于直接在长圆管上切割蛇骨节的方式，本成型系统可灵活地加工不同规格的蛇骨节，并且其半成品规则地阵列于料带上，始终跟随料带按设定节拍作规律地移动，加工过程中不需要整理和定位半成品，实现了高效、高精度的批量化自动加工蛇骨节。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上增加铆轴设备，用于将轴铆焊于连接耳一112的轴孔113内。铆轴工序在冲切工序之后、成型卷圆工序之前。

请参考图28-31，铆轴设备包括送料单元510、存料板520和铆焊单元。

如图30所示，送料单元510用于使轴的顶端朝上以定向输送轴，可采用振动盘511和输送轨道512配合实现此功能，振动盘511将轴的顶端朝上依次振入输送轨道512内，轴沿着输送轨道512向下滑动。

振动盘511与输送轨道512是固定连接的，因此振动盘工作时，输送轨道也会有抖动现象，导致轴114难以准确地落入轴孔113内。为解决此问题，本实施例设置存料板520接收并暂存来自送料单元510的轴，再将轴转移入半成品的轴孔113内，存料板520保证轴可以按设定的方向准确地进入轴孔113内，避免因为输送轨道512的振动而使轴不能顺利滑入轴孔113内。具体地，存料板520是固定式安装于料台上的，其下方为供料带移动的轨道530，存料板520配置有对准输送轨道512的容纳孔521，输送轨道512内最下方的轴滑入容纳孔521中被暂存，当料带上半成品的轴孔113被移动到与容纳孔521对准的位置时，轴落入该轴孔113内，并且至少轴的尾端凸出于所述轴孔113外，因此当半成品被卷圆后，轴114的尾端自动向蛇骨节的外侧方向延伸。轴114被植入轴孔113内之后，料带200拖动轴向前移动至铆焊单元。

图28中，料带的左侧是将轴送入轴孔前的状态，右侧是将轴送入轴孔中的状态。

铆焊单元用于将轴的顶端焊接于轴孔113内。在一个具体实施方式中，先由铆压上模向下运动以将轴铆接固定于轴孔113内，再由焊接头将轴的边缘焊接于连接耳一112的轴孔113内，实现轴与轴孔113的可靠装配。

在一个具体实现方式中，存料板520的容纳孔521为顶部外扩的锥形孔，因此可以更准确地接收来自振动状态下的输送轨道512的轴。

在一个具体实现方式中，料台上在存料板520的下方配置有可以支撑或者避让轴的尾端的条型槽540，轴的尾端可沿着条型槽540移动。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

本实施例在成型卷圆工序之前将轴铆焊于轴孔113内，由于轴的长度相对于蛇骨节的直径而言很短，因此对后续的焊缝、切断工序的影响可基本忽略，而在成型卷圆设备中，在工作台上也设置用于避让轴的条型槽540，在料带输送过程中使轴114可沿着条型槽540移动，冲凸包模具中可在其成型腔中设置用于避开轴的腔体，因此不影响冲凸包的效果。由于铆轴设备也是在料带上完成流水线作业的，因此作业效率较高。

实施例3

本实施例用于加工带穿绳耳117的蛇骨节，即蛇骨中段的蛇骨节一110和蛇骨末段的蛇骨节三130。如图3、图6-7以及图14-16所示，穿绳耳117位于蛇骨节顶部或者底部，由环形的蛇骨节主体111向内弯折，穿绳耳117设有一个穿绳孔118，钢丝绳依次穿过蛇骨中段和蛇骨末段的穿绳孔118后，从蛇骨末段伸出。本实施例对于穿绳耳117的数量不作任何限制，可以是一个，也可以是两个及两个以上，穿绳耳117的位置及分布方式可以是沿蛇骨节主体111的周向均匀分布，也可以是非均匀分布。

如图8-10所示，本实施例料带上的半成品还具有向第一废料窗211或者第二废料窗212内水平延伸的凸耳218，该凸耳218即对应蛇骨节上的穿绳耳117，凸耳218上设有穿绳孔118。本实施例在实施例2的基础上改进成型卷圆设备，成型卷圆设备配置有用于折弯凸耳218的折弯模具，其折弯方向配置为：使卷圆后的蛇骨节形成向内翻折的穿绳耳117。

该折弯工序在卷圆工序之前完成。请参考图6-7，具体来说，折弯模具包括互相配合的折弯上模和折弯下模，为了提高折弯精度，也可以由多套折弯模具分多步实现折弯，例如：第一步的折弯角度为45°，第二步的折弯角度为90°完成折弯。上述的折弯次数以及折弯角度仅为示例，本实施例对此不作具体限制。

本实施例的其他结构与实施例2相同。

实施例4

本实施例用于间歇地定距输送料带，使料带在工作台上以设定的节拍稳定地移动。

在实施例3的基础上，本实施例的料带边缘处阵列有一排输送孔219，两个所述输送孔219之间具有与相邻的两个半成品的中心距匹配的步距，例如，如图8所示，料带上相邻两个半成品的中心距c1为19mm，则两个目标输送孔219的步距c2也是19mm，因此每推动一次输送孔219，料带上的半成品移动一个步距至下一工位。本申请的输送孔219可另备用一组或者多组。

定距输送机构包括推料致动器600和沿着料带移动方向设置的轨道槽620（轨道槽620结构见图21），推料致动器600具有推动料带沿着轨道槽620前进的推料行程，还具有脱离料带并沿着轨道槽620后退的返程。

请参考图32，推料致动器600包括：推料驱动件610和铰接于推料驱动件610输出端的推针611。

推料驱动件610可选用但不限于气缸、直线模组，推料驱动件610驱动推针611沿着轨道槽620移动，推针611具有在推料行程中插入输送孔219中的插接位置612，以及在返程中转动以离开输送孔219的脱离位置613。具体来说，推料驱动件610的输出端固定安装推料架614，推料架614上铰接旋转块615，推针611固定安装于旋转块615的下方；旋转块615的顶部安装弹性体616，弹性体616与推针611分别位于旋转块615的左右两侧，弹性体616的上端固定于推料架614的顶板617上。弹性体616在推料行程中将推针611挤压入输送孔219中，在返程中被转动的推针611压迫变形，在一个实施方式中弹性体616选用压缩弹簧，在其他实施方式中弹性体616为弹性硅胶、弹片等，本实施例对其不做具体限制。

推针611的针脚具有在推料行程中移动输送孔219的推送侧6111和在返程中滑出输送孔219的滑脱侧6112，在一个优选实施方式中，滑脱侧6112为斜面，便于将推针611从输送孔219中滑出。优先推针611的针脚底端为弧形，方便推针611滑出输送孔，并且不易刮伤输送孔。

输送孔219的直径被配置为：返程时，允许推针611的针脚在输送孔219内转动一个较小的角度，直至脱离输送孔219，并且在复位至推料行程时，允许推针611的针脚在输送孔219内转动一个较小的角度，直至插入下一个输送孔219中。如图32中的第一步所示，在推料行程中，推针611插入输送孔219中，其推送侧6111紧贴输送孔219的右侧，推料驱动件610推动推针611向右移动；如图32中的第二步和第三步所示，在返程中，推料驱动件610向左驱动推针611，推针611先在输送孔219中移动至紧贴输送孔219的左侧，然后被输送孔219的左侧阻挡而向右旋转，直至转出输送孔219外，此时弹性体616被压缩变形；如图32中的第四步所示，推针611在料带表面向左移动，直至推料驱动件610将推针611推入下一个目标输送孔219内；如图32中的第四五步所示，然后驱动推针611向右移动直至使其紧贴输送孔219的右侧而复位，准备下一次推料。

在推料行程中，虽然推针611有弹性体616作为拉力使其在推料时保持竖直方向，但是当输送孔219对推针611施加的阻力较大时，推针611可能会向后翻转，导致其无法可靠地推动料带前进，此处向后翻转应理解为推针611向与料带前进方向相反的方向翻转，具体对应于图32中的向左翻转。为了进一步提高推料动作的可靠性，在推料架614上安装限位体618，限位体618直接或者间接地抵压推针611，防止推针611在推料行程向后翻转，从而避免推针611在推料时脱离输送孔219。

作为一种具体实施方式，请参考图32，限位体618竖直地固定于推料架614上，并且紧贴推针611的后侧。

另一种具体实施方式中，请参考图33，限位体618水平地固定于推料架614上，并且紧贴旋转块615的底部。

上述两种限位体618结构都可以阻止推针611在推料前进时向后翻转。

在返程中，虽然输送孔219对推针611施加了阻力使其可向前翻转，但是当料带在工作台或者料台上没有被可靠定位时，可能出现推针611对输送孔219的反作用力大于料带与工作台之间的摩擦力时，导致推针611从输送孔219中滑脱出来；或者即使推针611未滑脱出来，也可能会推挤料带，使料带出现移位，这将导致后续的输送动作和加工工序都出现误差。因此为了进一步提高返程动作的可靠性，在返程前，均由压料单元压住料带，使推针611可以顺畅地从输送孔219中滑出，并且料带不会出现移位现象。在推料行程开始前，压料单元松开料带，使推针611可以推动料带前进。

具体针对本成型系统的各设备而言：冲切设备的压料单元为冲切模具的冲切上模，铆轴设备的压料单元为铆压上模，成型卷圆设备的压料单元为成型上模和卷圆上模，焊缝设备的压料单元为压料上模，切断设备的压料单元为切料上模。

实施例5

上述各个实施例的成型系统均配置控制装置，控制装置与冲切设备、铆轴设备、成型卷圆设备、焊缝设备、切断设备以及定距输送机构的驱动执行件之间通信连接，使料带按设定的节拍在各个工序上输送并进行冲切、铆轴、冲压、卷圆、焊缝和切断作业，基于此，本实施例提供用于加工蛇骨节一110和蛇骨节三130的成型系统的控制方法如下：

冲切：控制装置基于输送指令，控制料带200在冲切设备的工作台700上按定距移动；基于冲切指令，控制冲切设备以与料带的移动节拍相匹配的方式冲切平料带，去除废料，形成阵列有多个预制品的料带；基于输送指令和冲切指令，控制冲切设备的冲切上模在推针611返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带；基于输送指令和卷绕指令，控制卷绕设备卷绕料带；

铆轴：基于输送指令，控制料带从铆轴设备的存料板520下方穿过，且按定距移动，使料带上的轴孔113间歇地对准存料板520上的容纳孔521而接收该轴；基于铆压指令和焊接指令，控制铆焊单元以与料带的移动节拍相匹配的方式将轴114铆压并焊接于轴孔113内；基于输送指令和铆压指令，控制铆轴设备的铆压上模在推针611返程前压住料带200，在推料行程开始前松开料带200；

成型与卷圆：基于输送指令，控制料带在成型卷圆设备的工作台上按定距移动，并与冲压指令配合，控制成型卷圆设备以与料带的移动节拍相匹配的方式对料带上的半成品进行多工序冲压和卷圆；基于输送指令和冲压指令，控制成型卷圆设备的成型上模和卷圆上模在推针611返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带；

焊缝：基于输送指令，控制料带在焊缝设备的工作台上按定距移动，并与夹持指令和焊接指令配合，控制焊缝设备以与料带的移动节拍匹配的方式对料带上的半成品进行夹持和焊接卷圆端部；基于输送指令和压料指令，控制焊缝设备的压料上模在推针611返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带；

切断：基于输送指令，控制料带在切断设备的工作台上按定距移动，并与切断指令配合，控制切断设备以与料带的移动节拍相匹配的方式将半成品从料带上切断，得到蛇骨节；基于输送指令和切断指令，控制切断设备的切料上模在推针611返程前压住料带，在推料行程开始前松开料带，得到蛇骨节一110或者蛇骨节三130。

用于加工蛇骨节二120的成型系统的控制方法与上述方法相似，省去了铆轴工序。

此外，一种更优选的结构为，请参考图10、图12，蛇骨节二120的预制品还具有两个预备窗220，均位于第一废料窗211和第二废料窗212之间，且与第一废料窗211和第二废料窗212均互不连通。成型蛇骨节二120的成型卷圆设备通过冲刀一301冲断预制品主体部分210的端部，使预备窗220、第一废料窗211与第二废料窗212连通，并且在主体部分210的左右两端形成缺槽221。成型蛇骨节二120的焊缝设备焊接卷圆后的半成品时，同时将两个缺槽221拼焊成为一个成型取像窗121。

实施例6

如图1所示，本实施例提供一种蛇骨100，包括依次连接的蛇骨前段、蛇骨中段和蛇骨末段。

蛇骨前段为上述蛇骨节二120，具体结构包括环形的蛇骨节主体111和带装配孔116的连接耳二115，连接耳二115铰接于相邻蛇骨节的连接耳一112。蛇骨节二120上还可以成型取像窗121，用于组装取像镜头。

蛇骨中段由多个蛇骨节一110依次装配而成，具体结构包括环形的蛇骨节主体111、带轴孔113的连接耳一112、带装配孔116的连接耳二115和带穿绳孔118的穿绳耳117，轴孔113内固定有向外延伸的轴114，轴114与装配孔116铰接，使连接耳二115铰接于相邻蛇骨节的连接耳一112上。连接耳一112和连接耳二115均向蛇骨内侧凹入，连接耳二115的凹入深度小于连接耳一112的凹入深度，使两个蛇骨之间装配可靠。穿绳耳117由蛇骨的顶部向蛇骨内侧弯折，优选其弯折角度为90°，钢丝绳可从穿绳孔118内穿过以连接各个蛇骨。

在一个具体实施方式中，蛇骨节一110共17节，但是本申请对蛇骨节的数量不做限制。装配时，将最前端的蛇骨节一110的连接耳一112插入蛇骨节二120的连接耳二115内侧，使其轴铰接于蛇骨节二120的连接耳二115上，并且被该连接耳二115压紧；然后将第二个蛇骨节一110的连接耳一112插入前面蛇骨节一110的连接耳二115内侧，使其轴铰接于连接耳二115上；重复上述动作直至将蛇骨中段装配完成；再将蛇骨节三130的连接耳一112插入最后面的蛇骨节一110的连接耳二115内侧；然后将钢丝绳穿过各蛇骨节的穿绳孔118并将其端部焊接于蛇骨前段内部，也可以先将钢丝绳的端部焊接于蛇骨前段内部，再在装配蛇骨前将钢丝绳穿入穿绳孔118中。组装完成后用拉力计检验钢丝绳的焊接强度。

需要说明的是，上述内容中的“上”、“下”等方位特征词语仅是用于表示大致的相对位置关系，而并非对本申请实施例中的相关结构进行限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种蛇骨节成型系统，其特征在于，包括冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备；

所述冲切设备用于将平料带冲切成具有若干个预制品的料带，所述预制品包括主体部分和分布于所述主体部分相对两侧且互不连通的第一废料窗和第二废料窗；

所述成型卷圆设备用于将所述预制品冲压成半成品并且卷圆半成品，其中成型卷圆设备是通过冲断预制品的主体部分的端部，使所述第一废料窗与第二废料窗连通而形成所述半成品的；所述半成品由桥连接于所述料带上，所述半成品在桥的相对两侧设有待卷曲的自由端；

所述焊缝设备用于焊接被卷圆后的两个自由端；

所述切断设备用于从所述桥的根部切断所述半成品，形成蛇骨节；

所述成型卷圆设备还包括卷圆单元，该卷圆单元被配置为对所述半成品的自由端向上预弯曲后，在半成品上于所述桥的左右两侧位置冲压弧形段，并且使两个弧形段之间的连接段呈凸起状，然后由两根顶杆向上顶两个弧形段，与上卷曲模具配合卷曲半成品；

预弯曲段、弧形段的曲率半径均与所述蛇骨节的曲率半径匹配；

所述焊缝设备包括夹持单元和焊接器，所述半成品的待焊缝处朝向所述焊接器，其中：

所述夹持单元被配置为：在焊接前向第一方向运动以同时夹紧一排半成品，在焊接后向第二方向复位，以同时释放一排半成品从而不阻挡半成品通过该夹持单元；其中所述第一方向是向上且靠近半成品的方向，所述第二方向是向下且远离半成品的方向；

所述夹持单元包括至少一对夹持组件，每个所述夹持组件具有X轴夹持驱动件、Z轴夹持驱动件和夹爪排，所述X轴夹持驱动件安装于所述Z轴夹持驱动件的输出端，所述夹爪排安装于所述X轴夹持驱动件的输出端；

在夹持半成品的过程中，所述夹爪排由所述Z轴夹持驱动件顶升至可夹持所述半成品的高度，然后由所述X轴夹持驱动件平移直至夹紧半成品；

或者，所述夹持单元包括至少一对夹持组件，所述夹持组件包括旋转夹持驱动件、与所述旋转夹持驱动件驱动式连接的连杆和铰接于所述连杆另一端的夹爪排，所述旋转夹持驱动件可驱动所述连杆带动所述夹爪排移动，所述第一方向为沿弧形轨迹靠近半成品，所述第二方向为沿弧形轨迹远离半成品；

所述连杆和所述夹爪排被配置为：在所述连杆以第一方向运动的过程中，所述夹爪排不接触半成品，直至运动到位后，所述夹爪排夹持所述半成品；在所述连杆以第二方向运动的过程中，所述夹爪排不接触半成品；

一对夹持组件中的两个所述旋转夹持驱动件分别驱动两个所述夹爪排沿第一方向移动而夹住半成品的相对两侧；

所述夹持单元还包括被配置为使所述夹爪排在移动过程中保持水平状态的定向组件，所述定向组件包括：

定向板，所述定向板固定式安装，并且面对所述夹爪排的一侧设置竖直的导向件；

浮动板，所述浮动板位于所述定向板与夹爪排之间，所述浮动板上竖直地设有与所述导向件适配的被导向件；所述浮动板上还设置水平的长条孔；

辅助连杆，其一端与所述旋转夹持驱动件连接，另一端铰接辅助随动器，所述辅助随动器与所述连杆端部的主随动器均可移动地装配于所述长条孔内，并且所述辅助随动器与所述主随动器的另一端都铰接于所述夹爪排上；

所述旋转夹持驱动件驱动所述连杆与所述辅助连杆分别沿着两个虚拟同心圆弧轨迹移动，并且与所述定向板配合驱使所述浮动板作上下浮动，进而使所述辅助随动器与所述主随动器始终位于同一水平线上，以使所述夹爪排保持水平状态。

2.根据权利要求1所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，

所述主体部分至少具有带轴孔的连接耳一，所述轴孔用于固定轴从而使轴铰接相邻的蛇骨节；

和/或者，所述主体部分至少具有带装配孔的连接耳二，所述装配孔用于与相邻蛇骨节上的轴配合而装配蛇骨节。

3.根据权利要求2所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，所述成型卷圆设备包括冲凸包单元，所述冲凸包单元配置有用于将所述连接耳一冲压成向所述蛇骨节内凹入的冲凸包模具一，以使所述连接耳一顺利插入相邻蛇骨节的连接耳二内侧。

4.根据权利要求3所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，所述冲凸包单元还配置有将所述连接耳二冲压成向所述蛇骨节内凹入的冲凸包模具二，从而对所述连接耳二施加预紧力，使其紧贴并挤压相邻蛇骨节的连接耳一的外壁；所述连接耳二的凹入深度小于所述连接耳一的凹入深度。

5.根据权利要求1所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，所述半成品还具有向第一废料窗或者第二废料窗内水平延伸的凸耳，所述凸耳上设有穿绳孔；

所述成型卷圆设备配置有用于折弯所述凸耳的折弯模具，其折弯方向配置为：使卷圆后的蛇骨节形成向内翻折的穿绳耳。

6.根据权利要求1所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，所述焊缝设备还包括具有伸缩驱动件和插件的内撑单元，所述内撑单元被配置为：所述伸缩驱动件在夹持组件夹持半成品前驱动所述插件插入半成品的卷圆孔内以支撑半成品。

7.根据权利要求6所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，

所述插件具有与半成品接触部分的形状适配的支撑表面，以及与半成品的待焊缝处对应的、用于避让焊纹的凹槽；

所述插件的头端设置用于避让内凹状的连接耳一的环形台阶；

所述预制品的主体部分具有带装配孔的连接耳二；由所述环形台阶向所述插件的尾端延伸形成平面型的切面，所述切面用于在插件插入半成品中时避让所述连接耳二。

8.根据权利要求2所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，蛇骨节成型系统还包括用于将轴铆焊于所述轴孔内的铆轴设备，所述铆轴设备包括：

送料单元，用于使轴的顶端朝上以定向输送所述轴；

存料板，用于接收并暂存来自送料单元的所述轴之后，将所述轴转移入半成品的轴孔内；所述存料板固定式安装、且配置有对准所述送料单元末端的容纳孔以暂存所述轴，当半成品的轴孔被移动到与所述容纳孔对准的位置时，所述轴落入所述轴孔内，并且至少轴的尾端凸出于所述轴孔外；

铆焊单元，用于将所述轴的顶端焊接于所述轴孔内。

9.根据权利要求8所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，所述铆轴设备还包括用于支撑所述存料板的料台，所述料台上于存料板的下方设置供所述料带移动的轨道，所述轨道上配置有支撑所述轴的尾端的条形槽，所述轴的尾端可沿着所述条形槽移动。

10.一种蛇骨节成型系统，其特征在于，包括冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备；

所述冲切设备用于将平料带冲切成具有若干个预制品的料带，所述预制品包括主体部分和分布于所述主体部分相对两侧且互不连通的第一废料窗和第二废料窗；

所述成型卷圆设备用于将所述预制品冲压成半成品并且卷圆半成品，其中成型卷圆设备是通过冲断预制品的主体部分的端部，使所述第一废料窗与第二废料窗连通而形成所述半成品的；所述半成品由桥连接于所述料带上，所述半成品在桥的相对两侧设有待卷曲的自由端；

所述焊缝设备用于焊接被卷圆后的两个自由端；

所述切断设备用于从所述桥的根部切断所述半成品，形成蛇骨节；

所述料带上阵列有一排输送孔，两个所述输送孔之间具有与相邻两个半成品的中心距匹配的步距，以使所述料带按设定的步距前进；

该成型系统还包括用于间歇地输送所述料带的定距输送机构，所述定距输送机构包括推料致动器和沿着所述料带移动方向设置的轨道槽，所述推料致动器具有推动所述料带沿着所述轨道槽前进的推料行程，还具有脱离所述料带并沿着所述轨道槽后退的返程；

所述推料致动器包括：

推料驱动件；

铰接于所述推料驱动件输出端的推针，所述推针具有在推料行程中插入所述输送孔中的插接位置，以及在返程中转动以离开所述输送孔的脱离位置；

所述输送孔的直径被配置为：允许所述推针的针脚在所述输送孔内转动，直至所述推针在返程时脱离所述输送孔、以及在复位至推料行程时插入所述输送孔中；

所述推针的针脚具有在推料行程中移动所述输送孔的推送侧和在返程中滑出输送孔的滑脱侧，所述滑脱侧为斜面；

所述推料致动器还包括弹性体，所述弹性体被配置为：在推料行程中将所述推针挤压入所述输送孔中，在返程中被转动的所述推针压迫变形；

所述推料致动器还包括限位体，所述限位体被配置为在所述推针处于插接位置时抵压所述推针，限制推针向后转动。

11.根据权利要求10所述的蛇骨节成型系统，其特征在于，所述推料驱动件的输出端固定安装推料架，所述推料架上铰接旋转块，所述推针固定安装于所述旋转块的下方；所述弹性体的底部固定于所述旋转块的上方且偏离所述推针的一侧，所述弹性体的顶部固定连接推料架的顶板，所述弹性体向下挤压所述旋转块而使所述推针插入所述输送孔中。

12.一种权利要求1至11中任一项所述蛇骨节成型系统的控制方法，其特征在于，所述蛇骨节成型系统包括控制装置、冲切设备、成型卷圆设备、焊缝设备和切断设备；所述控制方法包括以下步骤：

所述控制装置基于冲切指令，控制所述冲切设备冲切平料带并且去除废料，形成阵列有多个预制品的料带；所述预制品包括主体部分和分布于所述主体部分相对两侧且互不连通的第一废料窗和第二废料窗；

基于冲压指令，控制所述成型卷圆设备将所述预制品冲压成半成品并卷圆半成品，其中成型卷圆设备是通过冲断所述预制品的主体部分的端部，使所述第一废料窗与第二废料窗连通而形成所述半成品的；所述半成品由桥连接于所述料带上，所述半成品在所述桥的相对两侧设有待卷曲的自由端；

基于焊接指令，控制所述焊缝设备焊接被卷圆后的两个自由端；

基于切料指令，控制所述切断设备从所述桥的根部切断所述半成品，形成蛇骨节。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，

所述料带上阵列有一排输送孔，两个所述输送孔之间具有与相邻两个半成品的中心距匹配的步距，以使所述料带按设定的步距前进；

所述蛇骨节成型系统还包括定距输送机构，所述定距输送机构包括推料致动器和沿着所述料带移动方向设置的轨道槽，所述推料致动器具有推动所述料带沿着轨道槽前进的推料行程，还具有脱离所述料带并沿着轨道槽后退的返程；

所述推料致动器包括：

推料驱动件；

铰接于所述推料驱动件输出端的推针，所述推针具有在推料行程中插入所述输送孔中的插接位置，以及在返程中转动以离开所述输送孔的脱离位置；

所述控制装置还：

基于输送指令，控制所述料带在所述冲切设备的工作台上按定距移动，并与冲切指令配合，控制冲切设备以与所述料带的移动节拍相匹配的方式对所述料带进行多工序冲切；

其中，所述控制装置基于输送指令和冲切指令，控制冲切设备的冲切上模在所述推针返程前压住料带，使所述推针在返程中顺畅地从所述输送孔中滑出，且在推料行程开始前松开料带，使所述推针推动料带前进。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，

所述控制装置还基于输送指令，控制料带在所述焊缝设备的工作台上按定距移动，并与夹持指令和焊接指令配合，控制焊缝设备以与所述料带的移动节拍匹配的方式对所述料带上的半成品进行夹持和焊接卷圆端部；

其中，所述控制装置还基于输送指令和压料指令，控制焊缝设备的压料上模在所述推针返程前压住所述料带，使所述推针在返程中顺畅地从所述输送孔中滑出，且在推料行程开始前松开所述料带，使所述推针推动料带前进。

15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，

所述控制装置还基于输送指令，控制料带在所述切断设备的工作台上按定距移动，并与切断指令配合，控制切断设备以与所述料带的移动节拍相匹配的方式将半成品从所述料带上切断，得到蛇骨节；

其中，所述控制装置基于输送指令和切断指令，控制切断设备的切料上模在所述推针返程前压住所述料带，使所述推针在返程中顺畅地从所述输送孔中滑出，且在推料行程开始前松开所述料带，使所述推针推动料带前进。

16.一种由权利要求1-11中任一项所述的成型系统加工而成的蛇骨节，该蛇骨节为用于装配蛇骨中段的蛇骨节一，所述蛇骨节一包括环形的蛇骨节主体、带轴的连接耳一和带装配孔的连接耳二；所述连接耳一向内侧凹入，以使其顺利插入相邻蛇骨节的连接耳二内侧；所述蛇骨节一的轴尾端向外侧延伸，所述蛇骨节一的连接耳二与相邻蛇骨节一的连接耳一铰接配合后依次装配成蛇骨中段。

17.根据权利要求16所述的蛇骨节，其特征在于，所述连接耳二也向内侧凹入，并且其凹入深度小于所述连接耳一的凹入深度，从而使所述连接耳二产生预紧力，使其紧贴并挤压另一个蛇骨节的连接耳一的外壁，防止蛇骨节之间松脱。

18.根据权利要求16所述的蛇骨节，其特征在于，所述蛇骨节一还包括由所述蛇骨节主体向内弯折的穿绳耳，所述穿绳耳配置有用于连接其他蛇骨节一的穿绳孔。

19.一种由权利要求1、2、6-7、10、11中任一项所述的成型系统加工而成的蛇骨节，其特征在于，该蛇骨节为用于蛇骨前段的蛇骨节二，所述蛇骨节二包括环形的蛇骨节主体和带装配孔的连接耳二，所述连接耳二铰接与其相邻蛇骨节一的连接耳一。

20.一种由权利要求1-3、5-11中任一项所述的成型系统加工而成的蛇骨节，其特征在于，该蛇骨节为用于蛇骨末段的蛇骨节三，所述蛇骨节三包括环形的蛇骨节主体和带轴的连接耳一，所述连接耳一向内侧凹入，其轴的尾端向外侧延伸，以铰接于与其相邻蛇骨节一的连接耳二上；

所述蛇骨节三也包括由所述蛇骨节主体向内弯折的穿绳耳，所述穿绳耳配置有用于连接其他蛇骨节的穿绳孔。

21.一种蛇骨，包括依次连接的蛇骨前段、蛇骨中段和蛇骨末段，其特征在于，所述蛇骨前段和蛇骨末段分别为权利要求19所述的蛇骨节二和权利要求20所述的蛇骨节三，所述蛇骨中段由若干个权利要求16-18中任一项所述的蛇骨节一依次拼接而成；

所述蛇骨前段的连接耳二铰接于蛇骨中段前端的连接耳一上，所述蛇骨中段尾端的连接耳二铰接于蛇骨末段的连接耳一上；

至少一根拉绳依次贯穿所述蛇骨中段和蛇骨末段的各个穿绳孔，并且从所述蛇骨末段伸出，所述拉绳的端部固定于所述蛇骨前段上。