CN111993056B - 一种三联动一自动式四工位焊接抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，属于焊接抛光机技术领域。它解决了现有的焊接和抛光工艺转速不同而只能通过流水线形式来进行生产的问题。本发明包括机架和设置在机架上的焊接装置、三组抛光装置、工位放置与切换装置，三组抛光装置分别实现粗磨、精磨、精抛工艺，工位放置与切换装置上设有四个工位，四个工位分别为焊接工位、粗磨工位、精磨工位、精抛工位，焊接工位也为上料和下料工位，处于焊接工位的主轴需要采用第一转速，而处于粗磨工位、精磨工位、精抛工位的主轴均采用第二转速。与现有技术相比，本发明能通过两种驱动动力来实现焊接和多项抛光工艺的结合，而且工位切换的过程中定位精准，协调性及平稳性十分优良。

Description

一种三联动一自动式四工位焊接抛光机

技术领域

本发明属于焊接抛光机技术领域，涉及一种三联动一自动式四工位焊接抛光机。

背景技术

保温杯由内胆和外杯构成，在加工的过程中，需要将两者拼接在一起，然后进行焊接，然后在焊接处进行抛光工艺，其中抛光工艺包括粗磨、精磨、精抛等多道工序，因为抛光过程中，工件需要进行转动的转速是非常大的，而焊接过程中，工件需要缓慢转动并且最少仅需要转动一圈即可完成全方面的焊接，所以过程中，抛光的工艺工件自身需要达到的转速是一种，而焊接工艺工件自身需要达到的转速是另一种，如何将两种工艺结合在一台设备上，而且在切换工位的时候转速也进行改变，是需要克服的一个问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有保温杯的焊接和抛光工艺转速不同而只能通过流水线形式来进行生产的问题，而提出的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，它能将焊接和抛光的工序结合在一台设备上完成。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，其特征在于：它包括机架和设置在机架上的焊接装置、三组抛光装置、工位放置与切换装置，三组抛光装置分别实现粗磨、精磨、精抛工艺，工位放置与切换装置上设有四个工位，这四个工位处于一虚拟正方形的四角处，且四个工位分别为焊接工位、粗磨工位、精磨工位、精抛工位，其中，焊接工位也为上料和下料工位，处于焊接工位的主轴需要采用第一转速，而处于粗磨工位、精磨工位、精抛工位的主轴均采用第二转速，工位放置与切换装置包括支架和转动设置在支架上的盘轴，盘轴的上方端部设有转盘，转盘上自由转动设有四个工件主轴，工件主轴处于虚拟正方形的四角处，工件主轴上固定设有从动带轮和从动齿轮，支架上还固定设有第一驱动件、第二驱动件、退位气缸、绷紧块，第一驱动件的输出轴连接有驱动齿轮，支架上自由转动设有相对于第一驱动件输出轴同轴的退位转轴，退位转轴的端部固定连有退位杆，退位杆的一端的端面边缘自由转动设有衔接齿轮，退位杆的另一端与退位气缸的活塞杆端部通过万向节连接，衔接齿轮能同时与驱动齿轮、从动齿轮配合使得三者之间同步联动，退位气缸能使退位杆沿退位转轴转动以使衔接齿轮与从动齿轮分离，衔接齿轮随退位杆移动的过程中始终与驱动齿轮配合，第二驱动件的输出轴端部连有驱动带轮，支架上还自由转动设有换向带轮，驱动带轮、换向带轮、除去处于焊接工位之外的三个工件主轴上的从动带轮的外周圈紧密贴合连有连接带，绷紧块上设有绷紧孔，绷紧孔内滑动设有绷紧杆，绷紧杆背向绷紧块的端部的端面边缘自由转动设有绷紧带轮，绷紧杆与绷紧块之间设有驱使绷紧杆背向绷紧块移动的绷紧弹簧，绷紧带轮贴合在连接带上并在绷紧弹簧的作用下向内绷紧连接带，驱动齿轮、从动齿轮、衔接齿轮的属性参数相同，从动带轮、驱动带轮、换向带轮、绷紧带轮的两侧端面均设有挡环，连接带贴合于上述各带轮的部分处于挡环之间，盘轴的底部设有支撑座并转动设置在该支撑座上，转盘的外周圈等均间隔设有若干被动拨杆，支架上固定设有拨动电机，拨动电机的输出轴端部设有转块，转块上设有四根相互之间垂直或共线的主动拨杆，四根主动拨杆处于一虚拟“十”字上，主动拨杆能卡入相邻的两个被动拨杆之间并将其中的一个被动拨杆拨动以带动转盘转动，转盘底面设有四个定位块，四个定位块位于另一虚拟正方形的四角处，定位块上朝向拨动电机的一侧设有定位凸头，拨动电机上设有能够自我复位的停止开关，定位凸头能从侧面切入顶到停止开关上。

在上述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机中，所述的工件主轴端部还设有用于夹持工件的夹具块，该夹具块专门应用于底面开设有正方体形凹陷槽的外杯工件，夹具块内部具有空腔，夹具块的上方圆周等均开设有四条与空腔连通的夹持槽，四条夹持槽处于另一虚拟“十”字上，空腔内转动设有收扩调整轴，收扩调整轴的轴线与工件主轴的轴线处于同一直线上，收扩调整轴上并列设有两个扩收齿轮，空腔内不同的高度位置处并列设有两组相互之间垂直的扩收组件，扩收组件包括两个以收扩调整轴的中心轴线中心对称的扩收杆和固定设置在夹具块的内壁支架上的扩收滑块，扩收杆开设有扩收滑槽，扩收滑槽配合在扩收滑块使扩收杆只能在直线方向上来回运动，扩收杆上设有扩收齿条并与其高度位置所在的扩收齿轮啮合，扩收杆的最外端端部向上延伸设有夹紧杆，夹紧杆延伸至夹持槽外端，夹紧杆的顶部所在的高度面相同，收扩调整轴的底端套设有涡轮，空腔内侧向转动设有与涡轮配合的蜗杆，夹具块的侧面开设有调整驱动孔，蜗杆延伸至调整驱动孔外侧且其外端端部设有扩收调整手柄。

在上述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机中，所述的转盘上开设有四个工件轴孔，工件轴孔内自由转动设置着上述工件主轴，夹具块与转盘贴合，夹具块的底面开设有一圈第一环槽，工件轴孔周围的转盘表面开设有一圈第二环槽，第二环槽内密集设有若干滚珠，夹具块随工件主轴放入到工件轴孔后夹具块底面与转轴表面贴合且此时第一环槽与第二环槽对应合并形成环形通道，环形通道的截面横向截面呈圆形，第二环槽的尺寸比第一环槽大使第二环槽与第二环槽分离时滚珠始终处于第二环槽内不会掉落，工件主轴上还固定套设有螺纹柱体，螺纹柱体上还可拆卸设有固定套，固定套上开设有套孔，套孔内开设有内螺纹，螺纹柱体的外圈设有外螺纹，通过内螺纹和外螺纹的连接使固定套固定在螺纹柱体上，固定套完全固定在螺纹柱体后固定套的上表面与转盘的底面贴合但两者之间的接触面处于松懈状态不会产生摩擦，螺纹柱体上还固定设有一圈用于防止固定套转动过度的限位环，转盘的正反表面均开设有第二环槽并设有滚珠。

在上述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机中，所述转盘的中心开设有连接孔，盘轴包括轴体和盖体，轴体的端面开设有盖孔，盖孔的周壁向外通透开设有四个第一锁紧孔，四个第一锁紧孔所在的直线形成又一虚拟“十”字，第一锁紧孔内滑动设有锁紧舌，连接孔的周壁上开设有数量与位置均能与第一锁紧孔对应上的第二锁紧孔，锁紧舌的部分能从第一锁紧孔通入第二锁紧孔内完成轴体与转盘的紧固，锁紧舌的内端设有引导斜面，盖体的底面设有成长方体形的锁紧块，盖体完全盖设在轴体上后锁紧块处于盖孔内，锁紧块的底面四边设有直形倒角，直形倒角形成的斜面与四个锁紧舌的引导斜面相同，锁紧舌的内端上表面还开设有回拉孔，锁紧块的底面设有与回拉孔尺寸一致的拉出销。

在上述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机中，所述的抛光装置包括抛光部件，抛光部件包括支座，支座上竖直滑动设有升降块，支座上竖向设有滑道，升降块上设有升降滑块，升降滑块设置在滑道内，升降块上设有轮轴，轮轴上固定套设有抛光轮，升降块上还固定设有锁紧体，锁紧体上朝向轮轴的一侧开设有第二锁孔，轮轴的侧面圆周间隔开设有若干第一锁孔，轮轴转动到不同位置后每个第一锁孔均能与第二锁孔对齐，第一锁孔和第二锁孔对齐后贯穿插入有锁紧杆，升降块的侧面竖向固定设有升降齿条，支座上还固定设有升降驱动件，升降驱动件的输出轴连有驱动盘，驱动盘的外周圈设有一个周转齿，驱动盘每转动一圈周转齿卡入到升降齿条的其中一个齿内并带动升降齿条移动一个齿的间距。

在上述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机中，所述的抛光部件具有三组，三组抛光部件的支座分别固定设置在三个滑座上，本设计还包括固定设置的三个滑轨、固定设置的调整驱动件，三个滑轨所在的位置处于虚拟等腰直角三角形的三个点上，调整驱动件的输出轴处于等腰直角三角形的斜边中点处，调整驱动件的输出轴的三个不同高度位置处分别固定套设有三个调整齿轮，滑座朝向斜边中点的方向上固定连有调整齿条，三根调整齿条的高度位置与三个调整齿轮对应，三根调整齿条均分别与三个调整齿轮配合，调整齿轮通过齿条带动滑座在滑轨上移动，且三个滑座不管移动到任何位置三者所处位置的虚拟点连线均形成虚拟等腰直角三角形，调整驱动件内部设有变速器。

在上述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机中，所述的焊接装置包括焊头和用于驱动焊头进行升降的第一丝杆部件和用于驱动焊接头朝向工件方向移动的第二丝杆部件。

与现有技术相比，本焊接抛光机能通过两种驱动动力来实现焊接和多项抛光工艺的结合，而且工位切换的过程中定位精准，协调性及平稳性十分优良。

附图说明

图1是工位放置与切换装置在隐藏支架后并在衔接齿轮与处于焊接工位的从动齿轮啮合的结构示意图；

图2是工位放置与切换装置在隐藏支架后并在衔接齿轮与处于焊接工位的从动齿轮分离的结构示意图；

图3是工位放置与切换装置在隐藏支架、第一驱动件及其部件后并在工位切换过程前的结构示意图；

图4是工位放置与切换装置在隐藏支架、第一驱动件及其部件后并在工位切换过程中的结构示意图；

图5是转盘运转过程的上方视角结构原理图；

图6是转盘运转过程的下方视角结构原理图；

图7是夹具块与工件主轴连接关系的结构示意图；

图8是夹具块内部驱动原理的结构示意图；

图9是转盘和工件主轴在分离和隐藏部分零件后的上方视角结构示意图；

图10是转盘和工件主轴在分离和隐藏部分零件后的下方视角结构示意图；

图11是轴体和盖体从转盘上拆出后的结构示意图；

图12是轴体和盖体的结构示意图；

图13是轴体的结构示意图；

图14是抛光部件的结构原理图；

图15是滑座移动形式的结构原理图；

图16是本发明的整体结构简略示意图；

图中，1、盘轴；2、转盘；3、工件主轴；4、从动带轮；5、从动齿轮；6、退位气缸；7、绷紧块；8、驱动齿轮；9、退位转轴；10、退位杆；11、衔接齿轮；12、万向节；13、驱动带轮；14、换向带轮；15、连接带；16、绷紧带轮；17、绷紧弹簧；18、支撑座；19、被动拨杆；20、拨动电机；21、转块；22、主动拨杆；23、定位块；24、定位凸头；25、停止开关；26、夹具块；27、夹持槽；28、收扩调整轴；29、扩收齿轮；30、扩收杆；31、扩收滑块；32、扩收滑槽；33、扩收齿条；34、夹紧杆；35、蜗杆；36、扩收调整手柄；37、第一环槽；38、第二环槽；39、滚珠；40、螺纹柱体；41、固定套；42、限位环；43、轴体；44、盖体；45、盖孔；46、第一锁紧孔；47、第二锁紧孔；48、锁紧舌；49、引导斜面；50、锁紧块；51、直形倒角；52、回拉孔；53、拉出销；54、连接孔；55、支座；56、升降块；57、滑道；58、升降滑块；59、轮轴；60、抛光轮；61、锁紧体；62、锁紧杆；63、升降齿条；64、升降驱动件；65、驱动盘；66、周转齿；67、滑轨；68、调整驱动件；69、滑座；70、调整齿轮；71、调整齿条。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图16所示，本三联动一自动式四工位焊接抛光机包括机架和设置在机架上的焊接装置、三组抛光装置、工位放置与切换装置，三组抛光装置分别实现粗磨、精磨、精抛工艺，工位放置与切换装置上设有四个工位，这四个工位处于一虚拟正方形的四角处，且四个工位分别为焊接工位、粗磨工位、精磨工位、精抛工位，其中，焊接工位也为上料和下料工位，处于焊接工位的主轴需要采用第一转速，而处于粗磨工位、精磨工位、精抛工位的的主轴均采用第二转速。

所以，处于焊接工位的工件主轴3需要采用一种形式的转速(非常缓慢的低速)，而处于粗磨工位、精磨工位、精抛工位的工件主轴3实际上采用同一种转速即可(高速)，对此，整个设备针于工件主轴3需要最低需要采用两个驱动部件来完成，而转盘2在切换的过程中，工件主轴3所处于的工位也会进行改变，如何实现转盘2切换工位后各自位置的工件主轴3转速与之前相同，这就是而本发明需要解决的问题。

如图1～4所示，工位放置与切换装置包括支架和转动设置在支架上的盘轴1，盘轴1的上方端部设有转盘2，转盘2上自由转动设有四个工件主轴3，工件主轴3处于虚拟正方形的四角处，工件主轴3上固定设有从动带轮4和从动齿轮5，支架上还固定设有第一驱动件、第二驱动件、退位气缸6、绷紧块7，第一驱动件的输出轴连接有驱动齿轮8，支架上自由转动设有相对于第一驱动件输出轴同轴的退位转轴9，退位转轴9的端部固定连有退位杆10，退位杆10的一端的端面边缘自由转动设有衔接齿轮11，退位杆10的另一端与退位气缸6的活塞杆端部通过万向节12连接，衔接齿轮11能同时与驱动齿轮8、从动齿轮5配合使得三者之间同步联动，退位气缸6能使退位杆10沿退位转轴9转动以使衔接齿轮11与从动齿轮5分离，衔接齿轮11随退位杆10移动的过程中始终与驱动齿轮8配合，第二驱动件的输出轴端部连有驱动带轮13，支架上还自由转动设有换向带轮14，驱动带轮13、换向带轮14、除去处于焊接工位之外的三个工件主轴3上的从动带轮4的外周圈紧密贴合连有连接带15，绷紧块7上设有绷紧孔，绷紧孔内滑动设有绷紧杆，绷紧杆背向绷紧块7的端部的端面边缘自由转动设有绷紧带轮16，绷紧杆与绷紧块7之间设有驱使绷紧杆背向绷紧块7移动的绷紧弹簧17，绷紧带轮16贴合在连接带15上并在绷紧弹簧17的作用下向内绷紧连接带15，驱动齿轮8、从动齿轮5、衔接齿轮11的属性参数相同，从动带轮4、驱动带轮13、换向带轮14、绷紧带轮16的两侧端面均设有挡环，连接带15贴合于上述各带轮的部分处于挡环之间。

第一驱动件用于提供处于焊接工位的工件主轴3转速，第二驱动件用于同步提供处于粗磨工位、精磨工位、精抛工位的工件主轴3转速。

在进行加工的过程中，参考图1和图3，此时因为衔接齿轮11同时与驱动齿轮8和从动齿轮5配合，所以第一驱动件能够将动力源传递给处于焊接工位的工件主轴3，而连接带15此时会将处于粗磨工位、精磨工位、精抛工位的工件主轴3联动紧贴在一起，所以第二驱动件能将动力传递给它们实现联动，并且这个转速的相同的。

而在工位切换的过程中，本发明的各个结构设计的重要性就体现了出来：

首先，在切换工位之前，需要先使退位气缸6作用，因为万向节12的全自由度设计，所以退位气缸6活塞杆与退位杆10的连接处就不会产生卡位的现象，退位气缸6驱动退位杆10围绕退位转轴9翻转后，衔接齿轮11会与焊接工位从动齿轮5分离，这样转盘2才能进行转动，而不会因为该处的衔接齿轮11与从动齿轮5的贴合被干涉到而产生卡位现象，可以参考图2，图2相比于图1衔接齿轮11与从动齿轮5已经完成了分离，衔接齿轮11不会干涉转盘2的转动。

接着，转盘2进行转动1/4圈，原先处于精抛工位的工件完成最后一道工序后会切换到焊接工位的位置，将这个已经完全加工好的工件卸载，然后再放上新的工件等待焊接，而原先处于焊接工位的工件因为完成了焊接，所以接下来它会随着工件主轴3移动到粗磨工位处，而且它的工件主轴3的从动齿轮5已经与衔接齿轮11分离，当切换到粗磨工位后它的从动带轮4会与连接带15紧密连接上，切换的过程可以参考图4，在这里绷紧块7的设计就十分具有讲究了，因为在切换的这个过程中，三个原先与连接带15紧密贴合的从动带轮4因为位置的改变，所以松弛程度也会产生相应的变化，为了防止连接带15的脱落，绷紧弹簧17的作用就体现了出来，它会时刻驱使绷紧带轮16推向连接带15的外表面，来实现不同位置处连接带15始终与这三个从动带轮4的紧密贴合，而且每次切换工位的过程中这三个从动带轮4里面会有一个与连接带15分离后移动到等待与衔接齿轮11配合的位置，而原先与连接带15分离的从动带轮4会配合到连接带15上，这个“其一分离、外一补充配合”的过程中，也需要绷紧带轮16时刻提供紧绷力来防止连接带15的脱离，当工位切换完成后，退位气缸6再将衔接齿轮11移动，使其与处于焊接工位处从动齿轮5配合，形成下一组的待加工位置状态。

驱动带轮13、换向带轮14的位置关系设计也十分重要，其中，驱动带轮13除了提供动力以外，还有一个很重要的作用就是结合换向带轮14将连接带15进行扩张，将两者主轴同在的虚拟面定义，保证最靠近虚拟面的从动带轮4不会贴合在连接带15上，这样这个位置工件主轴3才能与第二驱动件分开，从数学角度定义：驱动带轮13、换向带轮14、远离虚拟面的三个从动带轮4所处的五个点形成虚拟五边形，另一个从动带轮4必然处于虚拟五边形内部。

同时，申请人在设计中逐步发现，如果通过转盘2来实现四个工位的切换，那么用于切换转盘2进行转动一个工位幅度(1/4圈)的通常是与其盘轴1相连的电机来进行带动，但是采用大扭矩的电机在停止过程中会因为惯性问题到是转盘2继续继续向前转动小幅度角度，所以定位的效果不佳，精准度不好控制，对此，申请提出了以下技术方案，来平稳地实现转盘2进行工位切换：

如图5和图6所示，盘轴1的底部设有支撑座18并转动设置在该支撑座18上，转盘2的外周圈等均间隔设有若干被动拨杆19，支架上固定设有拨动电机20，拨动电机20的输出轴端部设有转块21，转块21上设有四根相互之间垂直或共线的主动拨杆22，四根主动拨杆22处于另一虚拟“十”字上，主动拨杆22能卡入相邻的两个被动拨杆19之间并将其中的一个被动拨杆19拨动以带动转盘2转动，转盘2底面设有四个定位块23，四个定位块23位于另一虚拟正方形的四角处，定位块23上朝向拨动电机20的一侧设有定位凸头24，拨动电机20上设有能够自我复位的停止开关25，定位凸头24能从侧面切入顶到停止开关25上，拨动电机20内置有减速器。

每次启动拨动电机20都会驱使转盘2转动1/4圈，这个过程由主动拨杆22逐渐拨动被动拨杆19来完成，过程比较缓慢，所以在转盘2换位的过程中拥有极大的平稳性，当定位凸头24从侧面顶到停止开关25后，拨动电机20会停止转动，而由于转盘2的转速缓慢，可以忽略惯性因素带来的影响，最终转盘2平稳地停在1/4圈的位置上，而下一次运作转盘2会从转动1/4的位置停止到转动2/4的位置处，将由下一个定位凸头24来完成停止效果。

如图7和图8所示，工件主轴3端部还设有用于夹持工件的夹具块26，该夹具块26专门应用于底面开设有正方体形凹陷槽的外杯工件，夹具块26内部具有空腔，夹具块26的上方圆周等均开设有四条与空腔连通的夹持槽27，四条夹持槽27处于一虚拟“十”字上，空腔内转动设有收扩调整轴28，收扩调整轴28的轴线与工件主轴3的轴线处于同一直线上，收扩调整轴28上并列设有两个扩收齿轮29，空腔内不同的高度位置处并列设有两组相互之间垂直的扩收组件，扩收组件包括两个以收扩调整轴28的中心轴线中心对称的扩收杆30和固定设置在夹具块26的内壁支架上的扩收滑块31，扩收杆30开设有扩收滑槽32，扩收滑槽32配合在扩收滑块31使扩收杆30只能在直线方向上来回运动，扩收杆30上设有扩收齿条33并与其高度位置所在的扩收齿轮29啮合，扩收杆30的最外端端部向上延伸设有夹紧杆34，夹紧杆34延伸至夹持槽27外端，夹紧杆34的顶部所在的高度面相同，收扩调整轴28的底端套设有涡轮，空腔内侧向转动设有与涡轮配合的蜗杆35，夹具块26的侧面开设有调整驱动孔，蜗杆35延伸至调整驱动孔外侧且其外端端部设有扩收调整手柄36。

工作过程中，通过扩收调整手柄36来驱动蜗杆35的转动，然后通过涡轮的传动效果带动收扩调整轴28进行转动，接着两个扩收齿轮29就会进行转动，进而带动四个扩收滑块31在扩收滑槽32的直线方向上滑动，从夹持槽27的位置看就是夹紧杆34进行了同步外扩或者内缩，将外杯工件放在夹具块26的上方，然后四个夹紧杆34均处于正方体形凹陷槽内，那么夹紧杆34外扩的过程中会从内向外将外杯夹紧，而且它还能产生优良的定位效果，可以适用于不同尺寸的工件(只要将外杯工件的底面开设正方体形凹陷槽即可进行加工，而外杯本身的尺寸没有任何要求)，外杯的外表面不再进行夹持后，对其外表面的抛光效果也会更为全面，因为不会被夹具的与外杯的夹紧部分所挡到。

如图9和图10所示，转盘2上开设有四个工件轴孔，工件轴孔内自由转动设置着上述工件主轴3，夹具块与转盘2贴合，夹具块的底面开设有一圈第一环槽37，工件轴孔周围的转盘2表面开设有一圈第二环槽38，第二环槽38内密集设有若干滚珠39，夹具块随工件主轴3放入到工件轴孔后夹具块底面与转轴表面贴合且此时第一环槽37与第二环槽38对应合并形成环形通道，环形通道的截面横向截面呈圆形，第二环槽38的尺寸比第一环槽37大使第二环槽38与第二环槽38分离时滚珠39始终处于第二环槽38内不会掉落，工件主轴3上还固定套41设有螺纹柱体40，螺纹柱体40上还可拆卸设有固定套41，固定套41上开设有套孔，套孔内开设有内螺纹，螺纹柱体40的外圈设有外螺纹，通过内螺纹和外螺纹的连接使固定套41固定在螺纹柱体40上，固定套41完全固定在螺纹柱体40后固定套41的上表面与转盘2的底面贴合但两者之间的接触面处于松懈状态不会产生摩擦，螺纹柱体40上还固定设有一圈用于防止固定套41转动过度的限位环42，转盘2的正反表面均开设有第二环槽38并设有滚珠39。

倘若采用侧边附加轴承的形式来完成转盘2与工件主轴3的转动连接，工件主轴3与转盘2的轴承连接处会受到剪切力，长期使用后十分容易导致轴承的断裂，而采用本设计采用夹具块的底面与转轴的上表面的贴合面来传递两者的相互摩擦力，并在它们的接触面上设置了滚珠39来将滑动摩擦改成更为柔顺的滚动摩擦，能够达到轴承的效果，并且受力的是横向表面，所以相比轴承不会产生断裂的现象，寿命也就更长。

在装配的过程中，将工件主轴3嵌入到工件轴孔中，使得第一环槽37盖到滚珠39上并与第二环道配合，然后从下方通过螺纹形式转上固定套41，将工件主轴3进行轴向限位，工件主轴3就会固定在转盘2上不会脱落，注意的是工件主轴3与工件轴孔的内壁要进行间隙配合，即两者之间不会产生摩擦，而由于转盘2的底面与固定套41的顶面也是处于松懈状态所以两者也不会产生摩擦，那么摩擦因数实际上只存在于转盘2与夹具块的接触面上，在两者直接设置上滚珠39将摩擦力进一步缩小就是本设计的根本目的。

为了进一步提高寿命，本设计的转盘2两面都提供了第二环槽38和滚珠39，在一侧滚珠39的实用寿命用尽后，采用另一面进行装配又能进行使用，这种设计能使转盘2与工件主轴3的寿命近乎达到两倍。

所以，为了提供工件主轴3两侧都能与转盘2进行装配的功能，盘轴1与转盘2直接也需要进行可拆卸的设计，因为在工件主轴3切换了装配面后，盘轴1也需要从一面固定到另一面才能投入使用，对此，申请人还对盘轴1进行了如下设计：

如图11～13所示，转盘2的中心开设有连接孔54，盘轴1包括轴体43和盖体44，轴体43的端面开设有盖孔45，盖孔45的周壁向外通透开设有四个第一锁紧孔46，四个第一锁紧孔46所在的直线形成又一虚拟“十”字，第一锁紧孔46内滑动设有锁紧舌48，连接孔54的周壁上开设有数量与位置均能与第一锁紧孔46对应上的第二锁紧孔47，锁紧舌48的部分能从第一锁紧孔46通入第二锁紧孔47内完成轴体43与转盘2的紧固，锁紧舌48的内端设有引导斜面49，盖体44的底面设有成长方体形的锁紧块50，盖体44完全盖设在轴体43上后锁紧块50处于盖孔45内，锁紧块50的底面四边设有直形倒角51，直形倒角51形成的斜面与四个锁紧舌48的引导斜面49相同，锁紧舌48的内端上表面还开设有回拉孔52，锁紧块50的底面设有与回拉孔52尺寸一致的拉出销53。

轴体43与转盘2固接后，再将轴体43转动连接在一个底座上，转盘2就能相对于该底座以轴体43为中心进行转动，而由于本设计的目的是为了使转盘2的正反两面都能进行使用，所以轴体43相对于转盘2就需要是可以拆卸的形式。

平时，因为盖体44具有一定的重量，所以它会较为紧密地压在转盘2的上方，需要拆卸时，将盖体44从轴体43上拆除，为了便于拆除，对此申请人可以提供一种实现思路：可以将盖体44的上表面设计上一层吸磁性材料，然后通过电磁体将盖体44吸出，当然也可以在盖体44上方设计一个拆卸的孔洞以便于撬出都是可取的方案。

然后，盖体44本身可以作为一个工具，通过设计在其上的拉出销53从回拉孔52钩入，将锁紧舌48从第二锁紧孔47拉出后，轴体43与转盘2就不再紧密的固定，然后将转盘2反个面再套入轴体43进行对准，并盖上盖体44，在锁紧块50底面的直形倒角51和锁紧块50的引导斜面49相互作用下，就会从四周外扩直到伸入到第二锁紧孔47内重新完成转轴与轴体43的紧固。

由于抛光轮60以横向接触工件的形式进行抛光作业，而且工件的每一个高度外圈都需要使抛光轮60停滞一定时间保证抛光完全，然后再改变抛光轮60的高度使工件的另一个高度位置进行抛光，这个停滞时间的需求就意味着驱动抛光轮60进行升降的驱动件需要采用数控的形式，这对成本上又会增加一定的需求，对此，申请人还提出了以下技术方案：

如图14所示，本焊接抛光机的抛光装置包括抛光部件，抛光部件包括支座55，支座55上竖直滑动设有升降块56，支座55上竖向设有滑道57，升降块56上设有升降滑块58，升降滑块58设置在滑道57内，升降块56上设有轮轴59，轮轴59上固定套设有抛光轮60，升降块56上还固定设有锁紧体61，锁紧体61上朝向轮轴59的一侧开设有第二锁孔，轮轴59的侧面圆周间隔开设有若干第一锁孔，轮轴59转动到不同位置后每个第一锁孔均能与第二锁孔对齐，第一锁孔和第二锁孔对齐后贯穿插入有锁紧杆62，升降块56的侧面竖向固定设有升降齿条63，支座55上还固定设有升降驱动件64，升降驱动件64的输出轴连有驱动盘65，驱动盘65的外周圈设有一个周转齿66，驱动盘65每转动一圈周转齿66卡入到升降齿条63的其中一个齿内并带动升降齿条63移动一个齿的间距。

工作过程中，启动升降驱动件64，它没驱使驱动盘65转动一圈后，周转齿66会带动升降齿条63进行移动一个单位的间隔，而当周转齿66与升降齿条63分离时，驱动盘65就不会对升降齿条63产生作用，所以此时升降块56不会一定会停滞一段时间，这段时间恰好足够抛光轮60对工件的这个高度位置进行充足时间的抛光，采用这种结构，升降驱动件64只需要采用普通的电机并让它一直转动就能完成作业，不需要要引入控制系统，结构简单的同时还能完美地实现功能。

而当抛光轮60的一面被磨削过度后，可以拔出锁紧杆62，然后手动调整轮轴59的角度以使抛光轮60的另一侧位置朝外待进行加工，调整好后将这个位置的第一锁孔与第二锁孔对齐并重新插入锁紧杆62进行锁紧即可。

同时，申请人在设计中还发现，因为粗膜、精膜、精抛三道工序所对应的工件实际上在虚拟正方形的四角处，所以工件的中心轴到该虚拟正方形的中点距离是一致的，那么因为该批待加工工件相比上批工件尺寸规格的不同，所以抛光轮60在加工这批工件的时候要需要进行位置调整，如果能通过某种结构来实现三个抛光轮60同步同效率向工件靠近或远离，那么只需要调整一次就能完成三个抛光轮60的位置调整，对此，申请人还提出了以下技术方案：

如图15所示，本抛光部件具有三组，三组抛光部件的支座55分别固定设置在三个滑座69上，本设计还包括固定设置的三个滑轨67、固定设置的调整驱动件68，三个滑轨67所在的位置处于虚拟等腰直角三角形的三个点上，调整驱动件68的输出轴处于等腰直角三角形的斜边中点处，调整驱动件68的输出轴的三个不同高度位置处分别固定套设有三个调整齿轮70，滑座69朝向斜边中点的方向上固定连有调整齿条71，三根调整齿条71的高度位置与三个调整齿轮70对应，三根调整齿条71均分别与三个调整齿轮70配合，调整齿轮70通过齿条带动滑座69在滑轨67上移动，且三个滑座69不管移动到任何位置三者所处位置的虚拟点连线均形成虚拟等腰直角三角形。

调整过程中，启动调整驱动件68，经过变速器的变速后输出轴的转速十分缓慢，带动调整齿轮70转动后，通过调整齿条71的传递作用将输出力传递给滑座69，由于滑座69设置在滑轨67上所以只能在滑轨67的限位范围内直线滑动，最终达到的目的就是滑轨67的滑动，滑轨67滑动后设置在滑轨67上的抛光轮60也就进行的移动。

三个调整齿条71两两相互位置关系不是共线就是垂直，所以就能带动滑座69同步靠近或远离等腰直角三角形的斜边中点的位置，抛光轮60也就会同步靠近不同工位处的工件。

焊接装置的原理比较简单，它由焊头和用于驱动焊头进行升降的第一丝杆部件和用于驱动焊接头朝向工件方向移动的第二丝杆部件组成，它在使用过程中不需要调整高度位置，但是在使用之前因为外杯与内胆的规格尺寸不一定，所以需要进行高度调试，直到将焊头对准外杯与内胆的连接高度处，焊上一圈就能完成焊接工艺，当然在焊接的过程中需要及时在焊头和工件的接触部分补充上焊接液，焊接液的补充方式也多种多样，简单一点的是在焊头中心开孔，然后焊接液直接从开口出流出即可，而通过丝杆来实现焊头的直线移动形式是很成熟的技术，本发明不再多以阐述。

应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，其特征在于：它包括机架和设置在机架上的焊接装置、三组抛光装置、工位放置与切换装置，三组抛光装置分别实现粗磨、精磨、精抛工艺，工位放置与切换装置上设有四个工位，这四个工位处于一虚拟正方形的四角处，且四个工位分别为焊接工位、粗磨工位、精磨工位、精抛工位，其中，焊接工位也为上料和下料工位，处于焊接工位的主轴需要采用第一转速，而处于粗磨工位、精磨工位、精抛工位的主轴均采用第二转速，工位放置与切换装置包括支架和转动设置在支架上的盘轴(1)，盘轴(1)的上方端部设有转盘(2)，转盘(2)上自由转动设有四个工件主轴(3)，工件主轴(3)处于虚拟正方形的四角处，工件主轴(3)上固定设有从动带轮(4)和从动齿轮(5)，支架上还固定设有第一驱动件、第二驱动件、退位气缸(6)、绷紧块(7)，第一驱动件的输出轴连接有驱动齿轮(8)，支架上自由转动设有相对于第一驱动件输出轴同轴的退位转轴(9)，退位转轴(9)的端部固定连有退位杆(10)，退位杆(10)的一端的端面边缘自由转动设有衔接齿轮(11)，退位杆(10)的另一端与退位气缸(6)的活塞杆端部通过万向节(12)连接，衔接齿轮(11)能同时与驱动齿轮(8)、从动齿轮(5)配合使得三者之间同步联动，退位气缸(6)能使退位杆(10)沿退位转轴(9)转动以使衔接齿轮(11)与从动齿轮(5)分离，衔接齿轮(11)随退位杆(10)移动的过程中始终与驱动齿轮(8)配合，第二驱动件的输出轴端部连有驱动带轮(13)，支架上还自由转动设有换向带轮(14)，驱动带轮(13)、换向带轮(14)、除去处于焊接工位之外的三个工件主轴(3)上的从动带轮(4)的外周圈紧密贴合连有连接带(15)，绷紧块(7)上设有绷紧孔，绷紧孔内滑动设有绷紧杆，绷紧杆背向绷紧块(7)的端部的端面边缘自由转动设有绷紧带轮(16)，绷紧杆与绷紧块(7)之间设有驱使绷紧杆背向绷紧块(7)移动的绷紧弹簧(17)，绷紧带轮(16)贴合在连接带(15)上并在绷紧弹簧(17)的作用下向内绷紧连接带(15)，驱动齿轮(8)、从动齿轮(5)、衔接齿轮(11)的属性参数相同，从动带轮(4)、驱动带轮(13)、换向带轮(14)、绷紧带轮(16)的两侧端面均设有挡环，连接带(15)贴合于上述各带轮的部分处于挡环之间，盘轴(1)的底部设有支撑座(18)并转动设置在该支撑座(18)上，转盘(2)的外周圈等均间隔设有若干被动拨杆(19)，支架上固定设有拨动电机(20)，拨动电机(20)的输出轴端部设有转块(21)，转块(21)上设有四根相互之间垂直或共线的主动拨杆(22)，四根主动拨杆(22)处于一虚拟“十”字上，主动拨杆(22)能卡入相邻的两个被动拨杆(19)之间并将其中的一个被动拨杆(19)拨动以带动转盘(2)转动，转盘(2)底面设有四个定位块(23)，四个定位块(23)位于另一虚拟正方形的四角处，定位块(23)上朝向拨动电机(20)的一侧设有定位凸头(24)，拨动电机(20)上设有能够自我复位的停止开关(25)，定位凸头(24)能从侧面切入顶到停止开关(25)上。

2.根据权利要求1所述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，其特征在于：所述的工件主轴(3)端部还设有用于夹持工件的夹具块(26)，该夹具块(26)专门应用于底面开设有正方体形凹陷槽的外杯工件，夹具块(26)内部具有空腔，夹具块(26)的上方圆周等均开设有四条与空腔连通的夹持槽(27)，四条夹持槽(27)处于另一虚拟“十”字上，空腔内转动设有收扩调整轴(28)，收扩调整轴(28)的轴线与工件主轴(3)的轴线处于同一直线上，收扩调整轴(28)上并列设有两个扩收齿轮(29)，空腔内不同的高度位置处并列设有两组相互之间垂直的扩收组件，扩收组件包括两个以收扩调整轴(28)的中心轴线中心对称的扩收杆(30)和固定设置在夹具块(26)的内壁支架上的扩收滑块(31)，扩收杆(30)开设有扩收滑槽(32)，扩收滑槽(32)配合在扩收滑块(31)使扩收杆(30)只能在直线方向上来回运动，扩收杆(30)上设有扩收齿条(33)并与其高度位置所在的扩收齿轮(29)啮合，扩收杆(30)的最外端端部向上延伸设有夹紧杆(34)，夹紧杆(34)延伸至夹持槽(27)外端，夹紧杆(34)的顶部所在的高度面相同，收扩调整轴(28)的底端套设有涡轮，空腔内侧向转动设有与涡轮配合的蜗杆(35)，夹具块(26)的侧面开设有调整驱动孔，蜗杆(35)延伸至调整驱动孔外侧且其外端端部设有扩收调整手柄(36)。

3.根据权利要求2所述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，其特征在于：所述的转盘(2)上开设有四个工件轴孔，工件轴孔内自由转动设置着上述工件主轴(3)，夹具块(26)与转盘(2)贴合，夹具块(26)的底面开设有一圈第一环槽(37)，工件轴孔周围的转盘(2)表面开设有一圈第二环槽(38)，第二环槽(38)内密集设有若干滚珠(39)，夹具块(26)随工件主轴(3)放入到工件轴孔后夹具块(26)底面与转轴表面贴合且此时第一环槽(37)与第二环槽(38)对应合并形成环形通道，环形通道的截面横向截面呈圆形，第二环槽(38)的尺寸比第一环槽(37)大使第二环槽(38)与第二环槽(38)分离时滚珠(39)始终处于第二环槽(38)内不会掉落，工件主轴(3)上还固定套(41)设有螺纹柱体(40)，螺纹柱体(40)上还可拆卸设有固定套(41)，固定套(41)上开设有套孔，套孔内开设有内螺纹，螺纹柱体(40)的外圈设有外螺纹，通过内螺纹和外螺纹的连接使固定套(41)固定在螺纹柱体(40)上，固定套(41)完全固定在螺纹柱体(40)后固定套(41)的上表面与转盘(2)的底面贴合但两者之间的接触面处于松懈状态不会产生摩擦，螺纹柱体(40)上还固定设有一圈用于防止固定套(41)转动过度的限位环(42)，转盘(2)的正反表面均开设有第二环槽(38)并设有滚珠(39)。

4.根据权利要求3所述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，其特征在于：所述转盘(2)的中心开设有连接孔(54)，盘轴(1)包括轴体(43)和盖体(44)，轴体(43)的端面开设有盖孔(45)，盖孔(45)的周壁向外通透开设有四个第一锁紧孔(46)，四个第一锁紧孔(46)所在的直线形成又一虚拟“十”字，第一锁紧孔(46)内滑动设有锁紧舌(48)，连接孔(54)的周壁上开设有数量与位置均能与第一锁紧孔(46)对应上的第二锁紧孔(47)，锁紧舌(48)的部分能从第一锁紧孔(46)通入第二锁紧孔(47)内完成轴体(43)与转盘(2)的紧固，锁紧舌(48)的内端设有引导斜面(49)，盖体(44)的底面设有成长方体形的锁紧块(50)，盖体(44)完全盖设在轴体(43)上后锁紧块(50)处于盖孔(45)内，锁紧块(50)的底面四边设有直形倒角(51)，直形倒角(51)形成的斜面与四个锁紧舌(48)的引导斜面(49)相同，锁紧舌(48)的内端上表面还开设有回拉孔(52)，锁紧块(50)的底面设有与回拉孔(52)尺寸一致的拉出销(53)。

5.根据权利要求1或2所述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，其特征在于：所述的抛光装置包括抛光部件，抛光部件包括支座(55)，支座(55)上竖直滑动设有升降块(56)，支座(55)上竖向设有滑道(57)，升降块(56)上设有升降滑块(58)，升降滑块(58)设置在滑道(57)内，升降块(56)上设有轮轴(59)，轮轴(59)上固定套(41)设有抛光轮(60)，升降块(56)上还固定设有锁紧体(61)，锁紧体(61)上朝向轮轴(59)的一侧开设有第二锁孔，轮轴(59)的侧面圆周间隔开设有若干第一锁孔，轮轴(59)转动到不同位置后每个第一锁孔均能与第二锁孔对齐，第一锁孔和第二锁孔对齐后贯穿插入有锁紧杆(62)，升降块(56)的侧面竖向固定设有升降齿条(63)，支座(55)上还固定设有升降驱动件(64)，升降驱动件(64)的输出轴连有驱动盘(65)，驱动盘(65)的外周圈设有一个周转齿(66)，驱动盘(65)每转动一圈周转齿(66)卡入到升降齿条(63)的其中一个齿内并带动升降齿条(63)移动一个齿的间距。

6.根据权利要求5所述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，其特征在于：所述的抛光部件具有三组，三组抛光部件的支座(55)分别固定设置在三个滑座(69)上，本设计还包括固定设置的三个滑轨(67)、固定设置的调整驱动件(68)，三个滑轨(67)所在的位置处于虚拟等腰直角三角形的三个点上，调整驱动件(68)的输出轴处于等腰直角三角形的斜边中点处，调整驱动件(68)的输出轴的三个不同高度位置处分别固定套(41)设有三个调整齿轮(70)，滑座(69)朝向斜边中点的方向上固定连有调整齿条(71)，三根调整齿条(71)的高度位置与三个调整齿轮(70)对应，三根调整齿条(71)均分别与三个调整齿轮(70)配合，调整齿轮(70)通过齿条带动滑座(69)在滑轨(67)上移动，且三个滑座(69)不管移动到任何位置三者所处位置的虚拟点连线均形成虚拟等腰直角三角形，调整驱动件(68)内部设有变速器。

7.根据权利要求1或2所述的一种三联动一自动式四工位焊接抛光机，其特征在于：所述的焊接装置包括焊头和用于驱动焊头进行升降的第一丝杆部件和用于驱动焊接头朝向工件方向移动的第二丝杆部件。

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