CN105033426A - 一种多工位自动化焊接设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多工位自动化焊接设备及方法，包括安装在设备机台上表面左右两侧的两个竖直的机架，两个机架上安装有均为水平且能够上下自由滑动的上压板装配体和下压板装配体，上压板装配体和下压板装配体上配合设置有若干个竖直的工件夹紧装置，每个工件夹紧装置均能够沿其本身的轴线旋转，工件夹紧装置的轴线位于同一竖直面上；机架上安装有能够左右滑动的y轴直线运动系统，y轴直线运动系统连接焊枪，在y轴直线运动系统滑动使焊枪到达任意一个工件的焊接位置时，y轴直线运动系统停止运动且焊枪起弧，工件夹紧装置同步开始旋转。本发明能够对多个工件同时夹紧固定，全自动焊接，加工精度高，保证了传感器的焊接质量；生成成本低。

Description

一种多工位自动化焊接设备及方法

【技术领域】

本发明属于焊接设备领域，尤其涉及一种多工位自动化焊接设备及方法。

【背景技术】

在压力传感器领域，由于其使用环境(必须浸没在水或者其他液体中，防护等级较高)的原因，氩弧焊接、等离子焊接在压力传感器的结构设计上无疑是一道必不可少的工序。但是由于传感器作为一个测量或者说是检测仪器，又免不了高精度的工艺要求，这就导致了很难有一种特殊的设备来解决传感器的结构焊接这一道工序，所以也就导致了传感器结构焊接这块完全依靠人工操作的现象,对传感器乃至我国的测控仪表的发展造成了巨大影响。

对于传感器等离子焊接或者氩弧焊接这道工序，现在比较常用的方法是，由人手工操作，将待焊件先放于定制夹具上，然后在手工装夹在普通卧式车床上，然后由人手工将焊枪对准焊缝处，开动车床，同时打开焊枪开关，待工件随车床转动焊完整个焊缝后，再由人手工取下工件，检查焊接质量，检查完成后再焊接下一个工件。这样传统的纯手工焊接方式很显然有很多不足之处，简单总结有一下几点：

1、生产效率低下，严重影响传感器生产进度。

整个传感器的生产有一个系统的生产工艺，整个生产工艺如果能够保证协调同步的进行，将是传感器生产的最优生产方案，但是由于焊接工序效率低，将直接拖慢整个生产的效率，为传感器生产带来严重影响；

2、焊接质量很难保证

由于人在工作的过程中的影响因素比较多，比如：环境、疲劳操作、注意力不专注等因素，生产过程中操作的不可控性比较大，所以人工焊接时的焊接质量也很难保证，质量参差不齐。

3、成本巨大

毫无疑问，现代工业的工业成本的主要来源很明显是人力的成本。从一个专业技术人员的培养，到正式上岗，再到熟练操作安全生产，这中间的投入在产品的成本上占到了很大的比例，而且再加上严重低下的生产效率，更是加大了产品的成本。这样，设计制造一种专门用于传感器焊接的自动化设备已经成为亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种效率高且焊接质量可靠的多工位自动化焊接设备及方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括设备机台以及在设备机台上安装的工作机构，工作机构包括安装在设备机台上表面左右两侧的两个竖直的机架，两个机架上安装有均为水平且能够上下自由滑动的上压板装配体和下压板装配体，上压板装配体和下压板装配体上配合设置有若干个竖直的工件夹紧装置，每个工件夹紧装置均能够沿其本身的轴线旋转，工件夹紧装置的轴线位于同一竖直面上；机架上安装有能够左右滑动的y轴直线运动系统，y轴直线运动系统连接焊枪，在y轴直线运动系统滑动使焊枪到达任意一个工件的焊接位置时，y轴直线运动系统停止运动且焊枪起弧，工件夹紧装置同步开始旋转。

进一步地，每个工件夹紧装置均包括上下配对且同轴设置的上轴和下轴，上轴的下端和下轴的上端相对且之间留有空隙，上轴均通过轴承安装在上压板装配体上，下轴均通过轴承安装在下压板装配体上。

进一步地，设备机台上安装有能够前后滑动的x轴直线运动系统，x轴直线运动系统上活动安装有工装盘，工装盘上排列设置有若干个用于放置工件的台阶孔；x轴直线运动系统和工装盘均位于上轴和下轴之间的空隙内，下轴能够穿过x轴直线运动系统和工装盘与工件同轴相接。

进一步地，台阶孔的排数和列数均不小于1，且列数与工件夹紧装置的个数相等；台阶孔的台阶为两级，其下侧孔直径为R1，上侧的孔直径为R2，下轴的直径为R0，工件下端的直径为R3，R0≤R1＜R3≤R2。

进一步地，每个上轴的下端均设置盲孔，该盲孔外均套设有用于和下轴配合夹紧工件的弹簧套筒，弹簧套筒内放置有弹簧，弹簧的上端嵌套在上轴的盲孔中；弹簧套筒的下端设置有用于防止弹簧掉落的凸环，同时在夹紧工件时，工件的上部进入弹簧套筒中并与凸环相接，且弹簧套筒压紧弹簧。

进一步地，y轴直线运动系统通过焊枪夹具连接焊枪，焊枪夹具包括与y轴直线运动系统相连的水平固定座，以及在固定座左右两端各自竖直连接的导向块，导向块能够在固定座上前后滑动，导向块和固定座之间设置有用于调节导向块位置的前后调节装置；导向块相对的内侧面上连接有用于夹持焊枪的焊枪夹紧装置，焊枪夹紧装置能够沿导向块侧面上下滑动，且焊枪夹紧装置上设置有上下调节装置。

进一步地，两个机架上分别安装有一个导柱，上压板装配体和下压板装配体分别通过导套安装在导柱上。

进一步地，机架上装有两个用于带动上压板装配体上下滑动的上气缸，以及两个用于带动下压板装配体上下滑动的下气缸。

进一步地，工作机构的外部套设有与设备机台相接的设备罩，设备机台上端安装工作台面，且工作台面位于设备罩外。

本发明焊接方法的技术方案是，包括以下步骤：

(1)先将工件分别放置在工装盘的若干个台阶孔内，将工装盘放置在x轴直线运动系统上；

(2)上压板装配体向下运动，使上轴压在对应的工件上端，下压板装配体向上运动，使下轴同时将工件和上轴顶起，直到工件到达设定位置处；

(3)y轴直线运动系统启动，带动焊枪夹具，将焊枪移动到第一个工件的焊接位置，第一对上轴和下轴带动工件同步开始旋转，焊枪同步起弧开始焊接，待焊接完成后，焊枪移动到下一个工件的焊接位置起弧焊接，直至焊完第一排的工件；

(4)上压板装配体和下压板装配体同时下降，使焊接完成的第一排工件回到工装盘初始位置；松开第一排工件，x轴直线运动系统启动，带动工装盘运动，直至第二排工件处于待夹紧的位置，重复焊接第一排工件的动作，完成第二排的焊接，直至所有工件全部焊接完成；

(5)上压板装配体和下压板装配体复位，取下全部焊接完成的工件。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置上压板装配体、下压板装配体以及其上的若干个工件夹紧装置，能够对多个工件同时夹紧固定，而且工件夹紧装置的轴线位于同一竖直面上，在夹紧工件后，使焊枪移动至工件的焊接位置并起弧，此时工件夹紧装置同步开始旋转，使焊枪能够对工件进行自动焊接，使焊接效率高，通过y轴直线运动系统能够带动焊枪沿y轴方向运动至每一个工件的焊接位置处，此时焊枪起弧开始焊接，而工件夹紧装置同步开始旋转，将带动工件转动，便于完成周向焊缝的焊接；本发明是全自动焊接，加工精度高，保证了传感器的焊接质量；本发明的正常操作采用一键式操作，操作简单方便，只需普通工人即可操作完成，生成成本低。

进一步地，本发明通过设置x轴直线运动系统和工装盘，便于排列放置工件，增加工件加工数量；同时下轴能够穿过x轴直线运动系统和工装盘与工件同轴相接，保证了上轴、下轴和工件的同轴度，有效保证工件在旋转的过程中不会偏离轴心，使加工精度高。

进一步地，本发明通过设置弹簧套筒和弹簧，弹簧能够在弹簧套筒内自由伸缩，而工件的上部进入弹簧套筒中并通过弹簧套筒压紧弹簧，因此弹簧能够在弹簧套筒和下轴在夹紧的过程中提供一个缓冲距离，弹簧套筒与工件之间为弹性碰撞，然后再压紧工件，有效避免损坏工件；同时弹簧套筒下部设置有凸环，能够有效防止弹簧掉落，而且工件上部进入弹簧套筒中并与凸环相接，能够对工件的上部进行限位，同时弹簧套筒能够限定工件的径向运动，保证工件在旋转的过程中不会偏离轴心。

进一步地，本发明通过采用焊枪夹具连接焊枪，除了y轴直线运动系统的移动外，还能够能够对焊枪进行前后和上下方向的二维调整，方便灵活；而且导向块为两个，其相对的内侧面可以同时连接一个焊枪夹紧装置，也可以各自连接一个焊枪夹紧装置，便于根据生产需要选择焊枪的个数。

进一步地，本发明通过设置导柱和导套，起到很好的导向作用，保证了上压板装配体和下压板装配体运动的一致性，从而更好地实现了多轴同时夹紧工件的工作需求。

本发明方法中首先通过上压板装配体和下压板装配体相向运动，对工装盘上的一排工件实现同时夹紧，然后在y轴直线运动系统的作用下，使焊枪移动至工件的焊接位置并起弧开始焊接，同时上轴开始旋转，并在摩擦力作用下带动工件和下轴旋转，完成一个工件的周向焊接，并通过y轴直线运动系统使焊枪对一排工件进行焊接，然后再松开焊接好的工件，通过x轴直线运动系统使工装盘移动，实现工件换排，直至完成所有工件的焊接，焊接质量和效率高，操作方便。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明去掉设备罩后的结构示意图；

图3是本发明工作机构的结构示意图；

图4是本发明的焊枪夹具的结构示意图；

图5是本发明焊枪夹具中前后调节的结构示意图；

图6是本发明焊枪夹具固定座和导向块连接的前视图；

图7是本发明焊枪夹具中上下调节的结构示意图；

图8是图7的前视图。

图9是本发明多旋转轴同步夹紧装置结构示意图；

图10是本发明中上轴的结构示意图。

图中，1-设备罩，2-工作台面，3-设备机台，4-y轴直线运动系统，5-上气缸，6-上压板装配体，7-机架，8-工装盘，9-x轴直线运动系统，10-下压板装配体，11-下气缸，12-导柱，13-导套，14-工件；

201-导向块，202-固定板，203-上夹块，204-下夹块，205-焊枪，206-固定座，207-第二固定螺钉，208-连接螺钉，209-顶紧螺钉，210-第一固定螺钉，211-上下调节螺钉，212-焊枪固定螺钉；

301-上轴，302-弹簧压环，303-弹簧，304-弹簧套筒，305-轴承，306-下轴。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1，本发明包括设备机台3以及在设备机台3上安装的整个工作机构，整个工作机构的外部套设有与设备机台3相接的设备罩1，设备机台3上端安装工作台面2，且工作台面2位于设备罩1外。

参见图2和图3，本发明工作机构包括安装在设备机台3上端面左右两侧的两个竖直机架7，两个机架7上分别安装有一个导柱12，在导柱12上安装有能够上下自由滑动的上压板装配体6和下压板装配体10，上压板装配体6和下压板装配体10的两端分别设置有用于安装导套13的孔，导套13先装在孔中然后再套在导柱12上，通过导套13与导柱12的相对运动以减小误差，起到很好的导向作用。上压板装配体6和下压板装配体10上配合设置有若干个工件夹紧装置；上压板装配体6和下压板装配体10之间留有用于焊接的空隙，且空隙中设置可沿x轴方向运动的x轴直线运动系统9，x轴直线运动系统9上放置带有若干个台阶孔的工装盘8；x轴直线运动系统9安装在设备机台3上，机架7上还安装有y轴直线运动系统4，可以沿y轴方向运动，用于连接焊枪夹具，焊枪夹具用于固定焊枪，在y轴直线运动系统4滑动使焊枪205到达任意一个工件14的焊接位置时，y轴直线运动系统4停止运动且焊枪205起弧，工件夹紧装置同步开始旋转。

机架7上装有两个上气缸5和两个下气缸11，两个上气缸5用于带动上压板装配体6上下运动，两个下气缸11安装在设备机台3内部，用于带动下压板装配体10上下运动。

本发明中以工作台面2所在为前侧，以两个机架7所在定义左右两侧，其中的x轴运动是指在水平面上前后运动，y轴方向运动是指在水平面上左右运动，以更清楚地描述本发明，而不是对本发明的限制。

参见图4至图8，本发明中的焊枪夹具包括水平的固定座206，固定座206的上侧与y轴直线运动系统4相连；固定座206两端设置对称的台阶且各自连接竖直的导向块201，导向块201相对的内侧面上部设置有与台阶相配合的凹槽，该凹槽可以为水平的T型槽，这两个台阶分别卡入导向块201的凹槽内，使导向块201能够在固定座206上前后滑动，导向块201和固定座206之间设置有前后调节装置，能够调节导向块201的前后位置；导向块201相对的内侧面上均连接有用于夹持焊枪205的焊枪夹紧装置，焊枪夹紧装置能够沿导向块201侧面上下滑动，且焊枪夹紧装置上设置有上下调节装置，能够对焊枪夹紧装置的上下位置独立进行调整。

两个导向块201的前侧和后侧分别通过第二固定螺栓207与固定板202相连，通过固定板202将两个导向块201固定连接，前后调节装置包括在固定板202上水平安装的两个连接螺钉208和一个顶紧螺钉209，其中，连接螺钉208将固定板202和固定座206连接在一起，顶紧螺钉209位于两个连接螺钉208中间且端部与固定座206相接。需要进行前后微调时，通过调整两个连接螺钉208和顶紧螺钉209，使导向块201在固定座206上进行前后滑动，到达指定位置时，分别将顶紧螺钉209和两个连接螺钉208拧紧，完成焊枪205的前后调节和固定。

焊枪夹紧装置包括上夹块203和下夹块204，上夹块203和下夹块204上各有半圆柱形凹槽，且两者能够通过焊枪固定螺钉212配合连接，以夹持焊枪205；导向块201的内侧面上均设置有竖直的T型槽，上夹块203通过在其本身的侧面上设置T型块卡入T型槽中。

上下调节装置包括竖直安装在导向块201下端的上下调节螺钉211，以及水平安装在导向块201外侧面上的第一固定螺钉210。

其中，导向块201的侧面上开设有竖直槽，第一固定螺钉210穿过该竖直槽与上夹块203的T型块相连，上下调节螺钉211的上端部顶紧第一固定螺钉210的下侧。需要进行上下调节时，松动第一固定螺钉210，调整上下调节螺钉211，使上夹块203在对应的导向块201的T型槽内上下滑动，到达指定位置时，将第一固定螺钉210拧紧，使上夹块203与导向块201紧固连接，完成对焊枪205的上下调节和紧固。

固定座206、导向块201、固定板202、上夹块203和下夹块204的材质均为碳钢。

根据需要，焊枪夹具中的焊枪夹紧装置可以设置为两组，每个上夹块203的侧面均可以在其本身的一个侧面上设置T型块卡入T型槽中，实现同时装夹两只焊枪205，同时使用，可更好地提高生产工作效率；而且其中采用T型槽，然后用螺钉调节紧固，形成了轻小型设计，两只焊枪5可以分别调节，而且能够形成前后和上下方向的二维调整，避免了两只焊枪5同时焊接时的相互干扰，安装在y轴直线运动系统4上时，还可以进行左右运动，对多个工件14进行焊接。

参见图9和图10，本发明中的工件夹紧装置包括在上压板装配体6上通过轴承305安装有若干个竖直的上轴301，每个上轴301的下端均套设弹簧套筒304，每个弹簧套筒304均有一个与其配对设置用于夹紧工件14的下轴306，下轴306通过轴承305均安装在下压板装配体10上；每对中的上轴301、弹簧套筒304和下轴306均同轴且能够绕轴线同步旋转，且轴线位于同一竖直面上。

上轴301为上小下大的台阶轴，且下端设置有盲孔，弹簧套筒304的上端套接在上轴301盲孔的外部，弹簧套筒304上端外部套接有盖状的有弹簧压环302，弹簧压环302套在上轴301的台阶上，弹簧压环302与弹簧套筒304之间为螺纹连接，能够使弹簧套筒304在一定范围内沿上轴1上下滑动，防止脱落，且安装和拆卸方便、迅速；在弹簧套筒304内放置有弹簧303，弹簧套筒304的内侧下部设置设置有凸环，形成上下两个沉孔，便于在上沉孔内安装弹簧303，限定弹簧303位置；弹簧303的上端嵌套在上轴301的盲孔中且与盲孔底部相接，弹簧303下端顶在弹簧套筒304内沉孔的凸环上，防止弹簧303掉落；弹簧303可以在弹簧套筒304内自由伸缩；工件14的上部直径等于弹簧套筒304的直径，在夹紧工件14时，工件14的上部进入弹簧套筒304中并与凸环下侧面相接，卡在下端沉孔内，且通过弹簧套筒304压紧弹簧303，保证工件14在旋转的过程中不会偏离轴心。且弹簧套筒304的下端设置导向斜角，便于使工件14进入。

弹簧套筒304和下轴306的具体结构和尺寸根据待夹紧工件14的结构决定。弹簧套筒304内的凸环下侧面距弹簧套筒304下端面的距离，能够保证工件14上待焊接部位完全露在弹簧套筒304外。

工装盘8上的台阶孔用于放置工件14，且台阶为两级，其中下侧的孔直径为R1，上侧的孔直径为R2，下轴306的直径为R0，工件14下端的直径为R3，R0≤R1＜R3≤R2，有效防止工件14滑落，并使下压板装配体10上安装的下轴306能够穿过该台阶孔，配合上轴301夹紧工件14，优选R0＜R1＜R3＝R2，能够很好地对工件14的初始位置进行固定，保证上轴301和下轴306与工件14同轴。

本发明中可以同时夹紧多个工件14，可以一次完成多个工件14的加工，如本发明中上压板装配体6上可以安装10个上轴301，下压板装配体10可以配对安装10个下轴306，工装盘上可以设置10×5共50个台阶孔，一次即可完成50个工件14的加工。在每个上轴301的端部均设置有用于带动上轴301旋转的电机。

以加工50个工件14为例，本发明的具体工作流程可分为以下几个步骤：

1、先按要求将工件14分别放置在工装盘8的50个台阶孔内；

2、将工装盘8放置在x轴直线运动系统9上设定的位置上；

3、关上设备罩1前门，打开设备的启动按钮；

4、上压板装配体6在上气缸5的带动下向下运动，上压板装配体6上的10个上轴301带动弹簧套筒304同时对应压在工装盘的10个工件14上，工件14的上部进入弹簧套筒304中与凸环的下侧面相接，并通过弹簧套筒304压紧弹簧303；

5、下压板装配体10在下气缸11的带动下向上运动，下压板装配体上的10个下轴306分别同时将工件14和上压板装配体6向上顶起，直到上升到工件14焊缝的焊接位置处；

6、焊接：在y轴直线运动系统4和焊枪夹具的带动下，将焊枪205移动到第一个工件14的焊接位置，y轴直线运动系统4停止运动，焊枪205起弧开始焊接，第一个上轴301在其电机带动下同步开始旋转，并带动弹簧套筒304、工件14和下轴311一起旋转，待工件14整个周向的焊接完成后，y轴直线运动系统4再启动使焊枪205移动到下一个工件14的焊接位置，第二个上轴301在其电机带动下开始旋转，焊枪205起弧焊接，依次类推，焊完整个第一排，上压板装配体6和下压板装配体10同时下降，使焊接完成的工件14回到其在工装盘8上的初始位置。然后上压板装配体6上升，下压板装配体10下降，松开工件14；x轴直线运动系统9启动，带动工装盘8运动，直至第二排工件14处于待夹紧的位置，重复第一排的动作，以此类推，完成后面几排的焊接，直至50只全部焊接完成；

7、待焊接完成后，按设备停止按钮，设备停止工作；

8、双手取出工装盘8，放置到设备外规定的位置。

本发明适用于从上往下依次是基座、膜片和压环三部分组成的工件14的焊接，其中弹簧套筒304的下端沉孔直径与基座直径相同，工件14也可以是其他待焊接产品，只要尺寸相当再配上和焊接工件相符的弹簧套筒304和下轴301即可。

本发明是将上压板装配体6和下压板装配体10安装在两根相同的导柱12上，保证安装在上压板装配体6上的十个上轴301和安装在下压板装配体10上的十个下轴306分别同轴，而且导柱12起到了很好的导向作用，保证了上压板装配体6和下压板装配体10运动的一致性，同时被压缩的弹簧303通过弹簧套筒304将力传递到工件14上，能够在弹簧套筒304和下轴305夹紧的过程中提供一个缓冲距离，然后再压紧工件14，从而实现了多轴同时夹紧工件14的工作需求，弹簧303与工件14之间为弹性碰撞，有效避免损坏工件14；同时弹簧套筒304下部设置有沉孔，能够有效防止弹簧303掉落，而且能够对工件14的上部进行限位，限定工件14径向运动，保证工件14在旋转的过程中不会偏离轴心，利于焊接进行，有效避免工件14偏心不可控旋转的问题。

上轴301和下轴306为多对，而每一对里面的上轴301和下轴306是同轴设置，且能够绕轴线转动，因此工件14被夹紧后能随上轴301和下轴306在摩擦力的作用下自由转动，便于对工件14进行加工；上压板装配体6和下压板装配体10中间放置的工装盘8，其上设置的台阶孔保证工件14与对应的上轴301和下轴306同轴，同时，工装盘8放置的x轴直线运动系统9可沿x轴运动，能够实现工装盘8上的50只工件按照前后顺序一排一排依次焊接。y轴直线运动系统4可实现焊枪205在y轴方向上移动，将每排工件14依次焊接。

本发明是提供一种多工位的自动化焊接设备，解决了传感器生产过程中效率低下，焊接质量不能保证和生产成本居高不下的问题。本发明多工位自动化焊接设备是用高精度的结构设计，再结合由PLC控制的电气系统，通过电气系统控制y轴直线运动系统4、x轴直线运动系统9、上气缸5、下气缸11、焊枪205以及上轴301上安装的电机的开启与关闭，并在工作台面2上设置一键启动和关闭的按钮，以气缸为动力，实现了一键式操作全自动化运行。具体有益效果有以下几点：

1、通过设置上压板装配体6、下压板装配体10，和可装载50只工件14的工装盘8，能够对多个工件14同时夹紧固定，然后通过x轴直线运动系统9带动工装盘8沿x轴方向运动和y轴直线运动系统4带动焊枪205沿y轴方向运动，对工件14进行自动焊接，一次可以完成50只工件14的焊接，一次装夹完成10工位焊接，焊接效率高；

2、整个设备的关键零部件加工精度高，保证了传感器的焊接质量；

3、设备的正常操作采用一键式操作，操作简单方便，只需普通工人即可操作完成。

Claims (10)

1.一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：包括设备机台(3)以及在设备机台(3)上安装的工作机构，工作机构包括安装在设备机台(3)上表面左右两侧的两个竖直的机架(7)，两个机架(7)上安装有均为水平且能够上下自由滑动的上压板装配体(6)和下压板装配体(10)，上压板装配体(6)和下压板装配体(10)上配合设置有若干个竖直的工件夹紧装置，每个工件夹紧装置均能够沿其本身的轴线旋转，工件夹紧装置的轴线位于同一竖直面上；机架(7)上安装有能够左右滑动的y轴直线运动系统(4)，y轴直线运动系统(4)连接焊枪(205)，在y轴直线运动系统(4)滑动使焊枪(205)到达任意一个工件(14)的焊接位置时，y轴直线运动系统(4)停止运动且焊枪(205)起弧，工件夹紧装置同步开始旋转。

2.根据权利要求1所述的一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：每个工件夹紧装置均包括上下配对且同轴设置的上轴(301)和下轴(306)，上轴(301)的下端和下轴(306)的上端相对且之间留有空隙，上轴(301)均通过轴承(305)安装在上压板装配体(6)上，下轴(306)均通过轴承(305)安装在下压板装配体(10)上。

3.根据权利要求2所述的一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：设备机台(3)上安装有能够前后滑动的x轴直线运动系统(9)，x轴直线运动系统(9)上活动安装有工装盘(8)，工装盘(8)上排列设置有若干个用于放置工件(14)的台阶孔；x轴直线运动系统(9)和工装盘(8)均位于上轴(301)和下轴(306)之间的空隙内，下轴(306)能够穿过x轴直线运动系统(9)和工装盘(8)与工件(14)同轴相接。

4.根据权利要求3所述的一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：台阶孔的排数和列数均不小于1，且列数与工件夹紧装置的个数相等；台阶孔的台阶为两级，其下侧孔直径为R1，上侧的孔直径为R2，下轴(306)的直径为R0，工件(14)下端的直径为R3，R0≤R1＜R3≤R2。

5.根据权利要求2所述的一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：每个上轴(301)的下端均设置盲孔，该盲孔外均套设有用于和下轴(306)配合夹紧工件(14)的弹簧套筒(304)，弹簧套筒(304)内放置有弹簧(303)，弹簧(303)的上端嵌套在上轴(301)的盲孔中；弹簧套筒(304)的下端设置有用于防止弹簧(303)掉落的凸环，同时在夹紧工件(14)时，工件(14)的上部进入弹簧套筒(304)中并与凸环相接，且弹簧套筒(304)压紧弹簧(303)。

6.根据权利要求1所述的一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：y轴直线运动系统(4)通过焊枪夹具连接焊枪(205)，焊枪夹具包括与y轴直线运动系统(4)相连的水平固定座(206)，以及在固定座(206)左右两端各自竖直连接的导向块(201)，导向块(201)能够在固定座(206)上前后滑动，导向块(201)和固定座(206)之间设置有用于调节导向块(201)位置的前后调节装置；导向块(201)相对的内侧面上连接有用于夹持焊枪(205)的焊枪夹紧装置，焊枪夹紧装置能够沿导向块(201)侧面上下滑动，且焊枪夹紧装置上设置有上下调节装置。

7.根据权利要求1所述的一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：两个机架(7)上分别安装有一个导柱(12)，上压板装配体(6)和下压板装配体(10)分别通过导套(13)安装在导柱(12)上。

8.根据权利要求1所述的一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：机架(7)上装有两个用于带动上压板装配体(6)上下滑动的上气缸(5)，以及两个用于带动下压板装配体(10)上下滑动的下气缸(11)。

9.根据权利要求1所述的一种多工位自动化焊接设备，其特征在于：工作机构的外部套设有与设备机台(3)相接的设备罩(1)，设备机台(3)上端安装工作台面(2)，且工作台面(2)位于设备罩(1)外。

10.一种基于权利要求3所述的多工位自动化焊接设备进行的多工位自动化焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)先将工件(14)分别放置在工装盘(8)的若干个台阶孔内，将工装盘(8)放置在x轴直线运动系统(9)上；

(2)上压板装配体(6)向下运动，使上轴(301)压在对应的工件(14)上端，下压板装配体(10)向上运动，使下轴(306)同时将工件(14)和上轴(301)顶起，直到工件(14)到达设定位置处；

(3)y轴直线运动系统(4)启动，带动焊枪夹具，将焊枪(205)移动到第一个工件(14)的焊接位置，第一对上轴(301)和下轴(306)带动工件(14)同步开始旋转，焊枪(205)同步起弧开始焊接，待焊接完成后，焊枪(205)移动到下一个工件(14)的焊接位置起弧焊接，直至焊完第一排的工件(14)；

(4)上压板装配体(6)和下压板装配体(10)同时下降，使焊接完成的第一排工件(14)回到工装盘(8)初始位置；松开第一排工件(14)，x轴直线运动系统(9)启动，带动工装盘(8)运动，直至第二排工件(14)处于待夹紧的位置，重复焊接第一排工件(14)的动作，完成第二排的焊接，直至所有工件(14)全部焊接完成；

(5)上压板装配体(6)和下压板装配体(10)复位，取下全部焊接完成的工件(14)。