[0003] 本发明针对目前圆松质骨片生产过程存在依赖人工操作，加工质量和效率较低等问题，提供一种圆松质骨片的锯‑冲成形制备装置与方法。本发明具有一种适应不同形状和大小的三点抱箍式大骨夹持装置；具有一种XY伺服驱动和单轴自锁机构的大骨横截面定厚锯切装置；具有一种大骨片位置规划和多孔模具设计的圆松质骨片冲孔装置；是一种集成制备参数可调整，复杂工件夹紧，精密工件定位驱动，高效锯切，冲模精确定位，多模冲孔和中间上下料管理于一体的自动化控制装置；涉及一种形状尺寸不规则的动物(猪或牛)大骨的简单可靠夹持方法；涉及一种从大骨上进行定厚锯切获得横截面骨片的制备方法；涉及一种从横截面骨片上进行冲孔获得圆松质骨片的方法。
[0004] 本发明采用的技术方案如下：
[0005] 本发明圆松质骨片的锯冲成形制备装置，包括两轴联动工作台、大骨夹持装置、锯骨机、中间上下料装置和冲压机；两轴联动工作台和中间上下料装置均由控制器控制；锯骨机固定在底板上；所述的锯骨机上设有挡板，且挡板位于中间上下料装置的出料滑道进料端上方；挡板与锯骨机的座体构成垂直于挡板方向的滑动副，且挡板的螺纹孔与锯骨机的座体上开设的水平滑槽通过固定螺栓连接；挡板朝向大骨夹持装置的侧面上固定有压力传感器；压力传感器的信号输出端接控制器。中间上下料装置的出料滑道进料端置于大骨夹持装置下方。所述的大骨夹持装置包括装夹组件和固定螺栓；所述的装夹组件由下固定块和若干上固定块组成；下固定块由两轴联动工作台驱动；下固定块和上固定块开设有相同半径的半圆柱形凹槽；下固定块与各上固定块的一侧通过同一根销轴构成转动副；下固定块与各上固定块的另一侧分别通过固定螺栓和螺母固定。
[0006] 所述的冲压机由连接柱、上安装板、下安装板、冲压气缸和冲头模具组成。下安装板固定在底板上；上安装板和下安装板通过连接柱固定；冲压气缸经换向阀与气泵连接；换向阀由控制器控制；冲压气缸的缸体固定在上安装板的顶面，冲压气缸的活塞杆穿过上安装板，并与冲头固定套固定；所述的冲头模具包括冲头、冲头安装座、上固定模具、下固定模具、圆柱导向柱、弹簧导向柱、弹簧和光电传感器；冲头安装座与冲头固定套固定；m个冲头并排且等距固定在冲头安装座底面，m≥3；下固定模具固定在下安装板顶面，且下固定模具的顶面固定有n根圆柱导向柱，n在2～4中取值；光电传感器固定在下固定模具开设的传感器安置孔内，光电传感器的信号输出端接控制器；冲头安装座开设的n个导向孔与n根圆柱导向柱分别构成滑动副；上固定模具设置在冲头安装座和下固定模具之间，且上固定模具开设的n个导向孔与n根圆柱导向柱分别构成滑动副；上固定模具和下固定模具上都加工有与m个冲头一一对齐的m个通孔；每个冲头插入上固定模具对应的一个通孔内；冲头安装座上固定有若干弹簧导向柱；每根弹簧导向柱穿过上固定模具开设的对应一个沉头孔，与置于对应沉头孔底端大孔径段内的一个螺母通过螺纹连接；弹簧导向柱上套置有弹簧，弹簧两端分别与冲头安装座底面和上固定模具顶面接触。
[0007] 优选地，所述的半圆柱形凹槽内固定有内齿锁紧垫圈。
[0008] 优选地，所述的中间上下料装置包括出料滑道、带传送机构、推料气缸、推料板、直线模组、骨头推进板和过渡板。所述的出料滑道与底板固定；带传送机构由控制器控制；带传送机构的进料端位于出料滑道的出料端下方；所述带传送机构的出料端处设有挡料板；推料气缸经由控制器控制的一个换向阀与气泵连接；传动杆一端与推料气缸的活塞杆固定，另一端与推料板固定；所述的直线模组包括支撑座、步进伺服电机、丝杆和螺母块；支撑座固定在底板上；步进伺服电机的输出轴与丝杠固定；丝杠与支撑座构成转动副；螺母块与丝杠构成螺旋副，并与支撑座构成滑动副；骨头推进板与螺母块固定；过渡板固定在冲压机的下安装板上，并设置在带传送机构与下固定模具之间。
[0009] 更优选地，所述的带传送机构由传送电机、主动轴、主动带轮、传送带、从动轴、从动带轮和机架组成；传送电机由控制器控制；传送电机的底座与机架固定，传送电机的输出轴与主动轴固定；主动轴和从动轴均与机架构成转动副；机架固定在底板上；主动带轮固定在主动轴上；从动带轮固定在从动轴上，并与主动带轮通过传送带连接。
[0010] 优选地，所述的两轴联动工作台包括X方向运动滑台和Y方向运动滑台。所述的X方向运动滑台包括第一滑架、第一丝杠、第一滑块、第一电机、第一传感器和第二传感器。第一丝杠与第一滑架构成转动副；第一电机的底座与第一滑架固定；第一电机的输出轴与第一丝杠的一端固定；第一滑块与第一滑架构成滑动副，且与第一丝杠构成螺旋副；第一传感器和第二传感器固定在第一滑架两端，且信号输出端均接控制器；第一电机由控制器控制。所述的Y方向运动滑台包括第二滑架、第二丝杠、第二滑块、第二电机和第三传感器和第四传感器；第二滑架固定在底板上；第二丝杠与第二滑架构成转动副；第二电机的底座与第二滑架固定；第二电机的输出轴与第二丝杠的一端固定；第二滑块与第二滑架构成滑动副，且与第二丝杠构成螺旋副。第三传感器和第四传感器固定在第二滑架两端，且信号输出端均接控制器；第二电机由控制器控制；第二丝杠与第一丝杠垂直，第二滑块与第一滑架固定，大骨夹持装置的下固定块与第一滑块固定。
[0011] 优选地，所述锯骨机的额定电压为220V，功率为1100W，切割速度为600～800m/min。
[0012] 采用该圆松质骨片的锯‑冲成形制备装置制备圆松质骨片的方法，具体如下：
[0013] 步骤一、将动物骨头通过大骨夹持装置固定在工作台上。
[0014] 步骤二、调节锯骨机上挡板的水平位置，然后固定挡板，以适应不同长度的动物骨头切割；然后，设定锯骨机转速，启动锯骨机；
[0015] 步骤三、驱动第一电机和第二电机复位，调节大骨夹持装置到初始位置；第一电机的复位位置为第一滑块被第一传感器检测到的位置，第二电机的复位位置为第二滑块被第三传感器检测到的位置。
[0016] 步骤四、驱动第二电机，带动第二滑块运动到动物骨头的前端与挡板接触后，压力传感器输出信号给控制器，控制器控制第二电机停止运动。
[0017] 步骤五、驱动第一电机带动动物骨头进给，锯骨机切割下松质骨片基料；第二传感器检测到第一滑块时，第一电机停止运动。
[0018] 步骤六、锯出的松质骨片基料滑落到中间上下料装置，中间上下料装置将松质骨片基料转移到冲头模具的上、下固定模具之间。
[0019] 步骤七、中间上下料装置将冲头模具的上、下固定模具之间的松质骨片基料向前移动预设距离。
[0020] 步骤八、驱动冲压气缸，使冲头冲压松质骨片基料，加工出圆松质骨片；然后冲压气缸复位。
[0021] 步骤九、依次重复步骤七和八两次，视为这一块松质骨片基料加工结束，然后中间上下料装置将冲头模具的上、下固定模具之间的松质骨片基料清理出下固定模具。
[0022] 步骤十、重复步骤三至九，直至第四传感器检测到第二滑块时，结束圆松质骨片制备。
[0023] 中间上下料装置将松质骨片基料转移到冲头模具的上、下固定模具之间的具体过程如下：松质骨片基料由出料滑道滑落到带传送机构上；带传送机构将松质骨片基料传送到挡料板位置时，推料气缸的活塞杆推出，将松质骨片基料推到过渡板上；接着，推料气缸缩回，推料板复位；步进伺服电机带动丝杠转动，使得螺母块带动骨头推进板，将过渡板上的松质骨片基料推到下固定模具上。
[0024] 中间上下料装置将过渡板上的松质骨片基料向前移动预设距离的具体过程如下：控制器连接有计数器，计数器的计数初值为1，且步进伺服电机的推杆每步进一次，计数器的计数增加1；控制器根据计数器的计数q控制步进伺服电机转动，使得骨头推进板的位移为预设距离的q倍，则松质骨片基料在下固定模具上被向前推送的位移为预设距离，骨头推进板将松质骨片基料向前推预设距离后，随即复位。
[0025] 中间上下料装置将冲头模具的上、下固定模具之间的松质骨片基料清理出下固定模具的具体过程如下：步进伺服电机转动，使骨头推进板到达最大位移处，松质骨片基料被清理出下固定模具，光电传感器检测不到松质骨片基料，则控制器控制步进伺服电机复位，并将计数器的计数重新置为1。
[0026] 本发明具有的有益效果是：
[0027] 1、本发明在加工过程中实现了两轴联动工作锯切动物骨头、中间上下料管理和多模冲孔于一体的自动化控制，减少了生产过程中的人工操作，大大提高了圆松质骨片的加工效率。
[0028] 2、本发明通过对大骨夹持装置的三点抱箍式设计，能够准确固定不同形状和大小的动物骨头，提高了动物骨头夹持与加工的稳定性。
[0029] 3、本发明通过对冲头模具的圆柱导向柱定位设计，使得松质骨片基料能够精确地进行冲压加工，实现了精密工件定位，提高了加工的精度；多冲头同时冲压加工，提高了加工效率；上固定模具先压紧固定住松质骨片基料，然后多冲头才进行冲压，进一步提高了加工精度。本发明的冲压机结合中间上下料装置对松质骨片基料的间歇性推进作用，实现了一片松质骨片基料的多次加工，提高加工效率的同时节约了成本。
[0030] 4、本发明在加工过程中可以根据不同产品加工要求，通过对大骨夹持装置角度及力度、锯骨机锯切速度等的修改，以及挡板位置的调整，实现集成设备的可参数化调整。
