一种旋转式焊接测试设备的制作方法

1.本发明涉及胶囊咖啡制造设备技术领域，尤其涉及一种旋转式焊接测试设备。


背景技术：

2.胶囊咖啡是一种便于携带并具有易于保存，并与胶囊咖啡饮品机配合使用的一种新型饮品。胶囊咖啡通常需要采用超声波焊接方式将滤水盘、滤水膜等组件与容置咖啡粉末的杯体进行焊接。现有技术中全自动化设备执行落杯、罐装、焊接、封口等多道工艺。目前对滤水盘与空杯体进行焊接的主流技术是采用超声波焊接技术予以实现。
3.现有技术中的超声波焊接测试设备通常包含一个由一体式的旋转圆盘以及垂直设置并围合在旋转圆盘边缘上的超声波焊接装置及其附属装置组成。现有技术中的超声波焊接测试设备通常包含一个径向外侧设置多个嵌设杯体的孔洞的旋转圆盘。
4.旋转圆盘在驱动机构驱动下转动一定的角度，并使得旋转圆盘边缘处所开设的孔洞接收空杯体。空杯体通过围绕旋转圆盘径向外侧的处理工位(例如超声波焊接装置)对空杯体执行超声波焊接处理。然而，传统的旋转圆盘通常由金属制成并形成一个整体结构，在被超声波焊接装置冲压焊接的过程中会产生金属疲劳，一旦损坏或者变形只能整体更换。
5.同时，旋转圆盘底部必须设置一个驱动机构以驱动整个旋转圆盘转动，超声波焊接装置及其附属装置固定在机台上，并保持静止。由于超声波焊接装置及其附属装置位置固定，因此只能依靠旋转圆盘的将空杯体转运到声波焊接装置及其附属装置中，以执行相应的操作。因此传统的超声波焊接测试设备所执行的焊接测试等测试流程较为单一，无法适应不同的工艺条件下对空杯体的各种测试需求。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于揭示一种旋转式焊接测试设备，用以解决传统的超声波焊接测试设备所存在的上述缺陷，尤其是为了实现对旋转式超声波焊接检测设备中容置空杯体的旋转圆盘的模块化组装，以实现旋转圆盘在出现局部损坏或者变形时的灵活更换，同时提高旋转式焊接测试设备的测试灵活性。
7.为实现上述发明目的，本发明提供了一种旋转式焊接测试设备，包括：
8.旋转圆盘，围合设置于所述旋转圆盘外侧的导引环，以及至少一个被所述导引环所导引的超声波焊接装置；
9.所述超声波焊接装置设置嵌入导引环并沿引导环移动的驱动底座，所述旋转圆盘包括底盘以及以可拆卸方式贴合安装于所述底盘表面的若干可拆卸安装片。
10.作为本发明的进一步改进，所述超声波焊接装置沿引导环主动移动或者手动移动，所述旋转圆盘设置于支架上并保持固定。
11.作为本发明的进一步改进，所述底盘开设环形等间距布置的若干第一通孔，所述可拆卸安装片开设径向等间距布置并与所述第一通孔呈同心圆设置并形成于第一通孔上方的第二通孔，所述可拆卸安装片呈扇形。
12.作为本发明的进一步改进，相邻两个可拆卸安装片之间形成间隙，所述底盘的圆心处开设安装孔，所述旋转圆盘还包括：遮蔽安装孔的中心盘。
13.作为本发明的进一步改进，所述可拆卸安装片面向底盘的侧面开设第一收容槽，所述底盘面向可拆卸安装片的侧面开设与第一收容槽匹配的第二收容槽；
14.所述旋转圆盘还包括定位键，所述第一收容槽与第二收容槽共同围合形成限位通道，以通过所述限位通道收容定位键，所述限位通道的横截面呈矩形或者圆形。
15.作为本发明的进一步改进，所述可拆卸安装片指向底盘的圆心所形成的端部横向抵靠在中心盘的边缘。
16.作为本发明的进一步改进，所述可拆卸安装片指向底盘的圆心所形成的端部横向塞入中心盘的下方，以通过所述中心盘与底盘上下夹持所述可拆卸安装片指向底盘的圆心所形成的端部。
17.作为本发明的进一步改进，所述底盘与可拆卸安装片之间设置弹性夹层。
18.作为本发明的进一步改进，所述第一通孔与第二通孔均呈圆形，且第二通孔的直径小于或者等于第一通孔的直径。
19.作为本发明的进一步改进，所述可拆卸安装片开设若干第一定位孔，所述底盘开设与第一定位孔匹配的第二定位孔，所述底盘与可拆卸安装片使用连接件连续贯穿第一定位孔与第二定位孔。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.通过本技术所揭示的一种旋转式焊接测试设备，不仅实现了对旋转式超声波焊接检测设备中容置空杯体的旋转圆盘的模块化组装，以实现旋转圆盘在出现局部损坏或者变形时的灵活更换；同时，通过超声波焊接装置沿引导环移动，提高了该旋转式焊接测试设备的测试灵活性。
附图说明
22.图1为本发明一种旋转式焊接测试设备的俯视图；
23.图2为图1所示出的一种旋转式焊接测试设备在一种变形例中的俯视图；
24.图3为沿图1中b-b向的剖视图，并省略示出图1中在导引环上进行转动的落杯装置、超声波焊接装置及滤水盘按压装置；
25.图4为超声波焊接装置嵌设在引导环的顶部的示意图；
26.图5为图4所示出的超声波焊接装置的底部与引导环装配时的局部放大图；
27.图6为本发明一种旋转式焊接测试设备中所包含的旋转圆盘的立体图；
28.图7为图6中箭头a处的局部放大图；
29.图8为图6中的转式超声波焊接检测设备的旋转圆盘的爆炸图；
30.图9为图6中的转式超声波焊接检测设备的旋转圆盘的主视图；
31.图10为图6中的转式超声波焊接检测设备的旋转圆盘在另一种变形例中的主视图；
32.图11为旋转圆盘中所包含的可拆卸安装片背面的示意图；
33.图12为本发明一种旋转式焊接测试设备在又一种变形例中的俯视图。
具体实施方式
34.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
35.在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“正方向”、“负方向”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，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必须具有特定的方位、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。
36.实施例一：
37.参图1至图11所揭示的本发明一种旋转式焊接测试设备的一种具体实施方式。
38.本实施例所揭示的一种旋转式焊接测试设备(以下简称“测试设备”)，包括：旋转圆盘1，围合设置于旋转圆盘1外侧的导引环2，以及至少一个被所述导引环2所导引的超声波焊接装置5。超声波焊接装置5设置嵌入导引环2并沿引导环2移动的驱动底座51，旋转圆盘1包括底盘30以及以可拆卸方式贴合安装于底盘30表面的若干可拆卸安装片。超声波焊接装置5沿引导环2主动移动或者手动移动，旋转圆盘1设置于支架114上并保持固定。结合图3所示，引导环2可整体垂直设置于机台9的上方，机台9视为测试设备的组成部分之一，并可在机台9的配置plc控制系统、电源模块、气动阀组等装置，以控制整个测试设备的运转。鉴于本技术并非对该测试设备的控制方法/控制系统所作出的发明创造，故在本实施例中予以省略叙述。
39.参图2与图3所示，该旋转圆盘1不连接任何动力机构。支架114包括两个垂直设置于机台9上的立板115，横向连接立板115的连杆，设置于立板115顶部并横向连接立板115的顶板1141，设置于顶板1141上的限位座1143，垂直嵌设于限位座1143内的套筒1142，套筒1142通过螺栓连接中心盘20。可选的，还可在套筒1142的侧部设置轴承1144，轴承1144嵌设在旋转圆盘1中所包含的底盘30的圆心处开设安装孔305与套筒1142之间，从而使得中心盘20能够相对于旋转圆盘1予以轴向转动。同时，套筒1142的内部具中空腔体1140，并可垂直置入伺服电机的动力输出轴(未示出)，以通过伺服电机的输出轴通过法兰连接中心盘20，并仅通过中心盘20驱动卸杯装置71转动，以最终使得图2所示出的卸杯装置71能够在伺服电机的驱动下作主动转动，以实现对任何位置中的空杯体40执行从孔洞1-1中移除的操作。作为一种合理的变形，也可将上述用于单独驱动中心盘20转动的伺服电机安装在顶板1141下方，伺服电机的动力输出轴垂直向上延伸过中空腔体1140，并通过法兰连接中心盘20。
40.参图4与图5所示，在本实施例中，引导环2的顶部形成横截面圆形的引导端201。超声波焊接装置5的底部所设置的驱动底座51形成整体或者部分遮蔽引导端201的缺口52，引导端201置入缺口52中。具体的，在本实施例中，驱动底座51的底部设置仅用于驱动超声波焊接装置5沿着引导环2转动时提供驱动力的第一驱动装置54。第一驱动装置54可如图5所示垂直设置于驱动底座51的底部，也可以设置于驱动底座51的侧部，甚至是以垂直姿态设置于驱动底座51的内部。引导端201下方的内侧(或者外侧)设置内齿圈202，第一驱动装置54的动力输出轴的末端设置啮合内齿圈202所形成的齿的齿轮541。第一驱动装置54运转时
驱动齿轮541沿着内齿圈202转动，从而最终实现超声波焊接装置5沿引导环2主动移动。当然，还驱动底座51的底部也可不设置诸如上述第一驱动装置54，此时可手动推动超声波焊接装置5从而最终实现超声波焊接装置5沿引导环2手动移动。同时，也可在滤水盘按压装置4及落杯装置6的底部予以相同配置，具体参上文所述，在此不再赘述。
41.结合图1、图3及图4所示，本实施例所示出的旋转圆盘1外侧所设置的引导环2可以是一圈或者多圈，沿引导环2上以主动方式移动或者手动方式移动的装置包括一个(或者多个)超声波焊接装置5，一个(或者多个)落杯装置6，一个(或者多个)滤水盘按压装置4。前述所有装置可沿图1中箭头3所示的方向(或者相反方向)沿引导环2移动并均水平横向延伸过旋转圆盘1的边缘并围绕旋转圆盘1的圆心予以平移转动，以通过落杯装置6将其存储的多个相互嵌套的空杯体40置入旋转圆盘1边缘处所开设的一圈孔洞1-1中，通过滤水盘按压装置4对以人工或者机械手方式向空杯体40中投放滤水盘，并将滤水盘投放至空杯体40的底部(滤水盘可采用pp等热塑性材料制成)执行滤水盘位置检测和/或执行按压操作，以纠正滤水盘在空杯体40中的位置。通过超声波焊接装置5所设置的垂直升降运动的超声波焊接头(未示出)对投放入空杯体40底部的滤水盘执行超声波焊接处理，超声波焊接过程中空杯体40的底部被位于旋转圆盘1下方的杯托组件53予以承托。空杯体40同样也可采用pp等热塑性材料制成。由于本实施例并非对滤水盘的结构予以改进，故予以省略阐述，只要采用具有热塑性材料制成薄片状并能够覆盖空杯体底部即可，并沿滤水盘的厚度方向开设若干供萃取后的咖啡液向下流过的过滤孔即可。前述“装置”在图1与图2中仅示出了三种装置，申请人指出前述“装置”还可为胶囊咖啡等通过气密性容器封装粉体或者可流动性饮品所形成的任何一种胶囊饮品，且是对胶囊饮品在制造过程中的所可能使用到的其他装置，例如封口膜冲切焊装置或者分水膜冲切焊装置等，用以验证制造胶囊饮品的量产型设备的工艺参数及生产效果是否符合设计指标等测试用途。
42.结合图2所示，优选的，本实施例所揭示的测试设备还可包括卸杯装置71，卸杯装置71水平横置并设置于与旋转圆盘1上方所配置的中心盘20上。卸杯装置71可被配置为能够执行伸缩运动的气缸或者直线电机并均通过导线电连位于机台9内的plc控制系统，并受控于plc控制系统；并可在旋转圆盘1的外侧设置用以接收焊接完毕的空杯体的料筒8。参图3所示，旋转圆盘1悬空于机台9，并可在机台9上设置用于顶推空杯体的顶杯机构(未示出)，顶杯机构可采用类似于图4中托杯组件53中的气缸予以实现，顶杯机构沿垂直方向伸缩运动，并在顶杯机构的末端设置用于承托空杯体40的顶块(未示出)，顶块的形状及直径任意。卸杯装置71执行伸缩运动的末端设置于空杯体40的外部轮廓吻合的推块，顶杯机构通过其顶部活动伸缩的顶块顶升空杯体40的底部，并最终通过推块径向向外运动以推动空杯体40至料筒8中。料筒8同样设置于机台9上。
43.在本实施例中，该底盘30开设环形等间距布置的若干第一通孔32，可拆卸安装片10开设径向等间距布置并与第一通孔32呈同心圆设置并形成于第一通孔32上方的第二通孔11，可拆卸安装片10呈扇形。相邻两个可拆卸安装片10之间形成间隙102，底盘30的圆心处开设安装孔305。
44.旋转圆盘1还包括：遮蔽安装孔305的中心盘20。安装孔305的径向外侧环设若干安装孔304。中心盘20的底部向下凸设嵌入安装孔305的凸台(未示出)。中心盘20的边缘处还设置与安装孔304对应设置的通孔21，并可使用螺栓连续贯穿通孔21与安装孔304，并在底
盘30的底面使用螺帽予以固定。同时，可拆卸安装片10指向底盘30的圆心所形成的端部111横向抵靠在中心盘20的边缘22，即上述端部111指向安装孔305的圆心所在方向并沿可拆卸安装片10指向底盘30的圆心所形成的端部111并厚度方向所形成的圆弧面112与中心盘20的边缘22吻合并可以形成1～2mm的间隙，以防止中心盘20沿垂直方向轴向转动时，中心盘20的边缘22与圆弧面112产生摩擦，甚至可以在中心盘20的边缘22与圆弧面112之间配置轴承，这样既保证了结构的稳定性又确保了中心盘20的边缘22与圆弧面112之间不会发生干涉。
45.在本实施例中，该底盘30呈圆形，多个可拆卸安装片10环形拼接布置以形成一个圆环。可拆卸安装片10自底盘30的圆心径向向外的边缘与底盘30的径向外侧齐平，从而使得拼接形成的旋转圆盘1在承受超声波焊接头(未示出)所施加的垂直方向的压力时，有效地避免该旋转圆盘1出现的应力形变，并在某(些)个可拆卸安装片10发生损坏时或者需要缩小第二通孔11的直径以适应直径更小的空杯体40的容置需求时予以更换。
46.参图6与图8所示，第一通孔32与第二通孔11均呈圆形，且第二通孔11的直径等于第一通孔32的直径。空杯体40的唇口搁置在第二通孔11的边缘处。当然，第二通孔11的直径也可以小于第一通孔32的直径，使得最终拼接形成的旋转圆盘1能够容置尺寸更小的空杯体40，从而满足了不同尺寸的空杯体40的超声波焊接测试需求。进一步优先的，参图10所示，在本实施例中，还可在底盘30与可拆卸安装片10之间设置弹性夹层50。弹性夹层50的厚度小于底盘30及可拆卸安装片10的厚度，并可选用硅胶、橡胶等具有较大形变量的材料制成。在本实施例中，通过设置上述弹性夹层50不仅减少了在执行超声波焊接时，超声波焊接头所施加的垂直方向的压力时对旋转圆盘1所造成的冲击，并且能够提高旋转圆盘1组装后的稳定性。
47.参图6、图8及图11所示，在本实施例中，该可拆卸安装片10开设若干第一定位孔103，底盘30开设与第一定位孔103匹配的第二定位孔303，底盘30与可拆卸安装片10使用连接件(例如螺栓或者销钉)连续贯穿第一定位孔103与第二定位孔303，以实现对底盘30与可拆卸安装片10予以锁紧。第一定位孔103与第二定位孔303的圆心沿垂直方向上的投影重合。
48.需要说明的是，底盘30所开设的第二定位孔303既可以整体贯穿底盘30并在内壁上开设内螺纹，也可以部分贯穿底盘30以将第二定位孔303配置为具内螺纹的盲孔，甚至可将底盘30所开设的多个定位孔303整体配置为一个径向开设的条形孔，且条形孔位于全部的第一定位孔103的下方。当然，进一步的，还可在底盘30上环形间隔配置多个可拆卸安装片10，从而使得最终拼接形成的旋转圆盘1上形成直径不同并用于容置不同尺寸规格的空杯体40的孔洞。因此，在本实施例中，孔洞可以仅由第一通孔32构成，也可以由第一通孔32与第二通孔11上下共同构成(此时第一通孔32与第二通孔11的直径相等)，或者仅由第二通孔11构成(此时第二通孔11的直径小于第一通孔32的直径)。
49.该可拆卸安装片10面向底盘30的侧面开设第一收容槽101，所述底盘30面向可拆卸安装片10的侧面开设与第一收容槽101匹配的第二收容槽301。旋转圆盘1还包括定位键33，第一收容槽101与第二收容槽301共同围合形成限位通道31，以通过所述限位通道31收容定位键33，限位通道31的横截面呈矩形或者圆形，并最优选为矩形。第二收容槽301的底部设置贯穿底盘30的若干具内螺纹的通孔312。
50.结合图7所示，在本实施例中，该定位键33呈条形且横截面与限位通道31的横截面相适配。该定位键33沿其纵长延伸方向依次交替设置台阶孔331与具内螺纹的通孔332，从而使用螺栓沿垂直方向向下连续贯穿台阶孔331及具内螺纹的通孔312，同时使用螺栓沿垂直方向向上连续贯穿具内螺纹的通孔312及具内螺纹的通孔332，由此将定位键33可靠地固定在第二收容槽301中，定位键33向上凸出底盘30的上表面。然后，将多个可拆卸安装片10覆盖在底盘30上，以将凸出底盘30的上表面的定位键33嵌入可拆卸安装片10底部所形成的第一收容槽101中，以通过该定位键33限制可拆卸安装片10的横向移动。
51.本实施例所揭示的一种旋转式焊接检测设备，不仅实现了模块化组装，还能够在旋转圆盘在出现局部损坏或者变形时的灵活更换；同时，通过对可拆卸安装片的更换，可对收容空杯体的孔洞予以灵活调节，以满足不同尺寸的空杯体的超声波焊接测试需求；同时，至少通过超声波焊接装置沿引导环2移动，提高了该旋转式焊接测试设备的测试灵活性，由于省略了旋转圆盘1圆心处下方所配置的用于驱动旋转圆盘1的驱动机构，因此具有安装方便且便于维修的优点，并且能够任意地将不同的装置(例如落杯装置6或者超声波焊接装置5)沿着引导环2移动并执行相应的加工工艺(例如落杯工艺、超声波焊接工艺)，从而提高了该旋转式焊接测试设备的测试灵活性。
52.实施例二：
53.参图12所示，本实施例揭示了该一种旋转式焊接测试设备的另一种具体实施方式。
54.本实施例所揭示的测试设备与实施例一相比，其主要区别在于，在本实施例中，贴合安装在底盘30的上表面的若干可拆卸安装片10a指向底盘30的圆心所形成的端部111横向塞入中心盘20a的下方，以通过中心盘20a与底盘30上下夹持可拆卸安装片10a指向底盘30的圆心所形成的端部111。中心盘20a横向覆盖夹持可拆卸安装片10指向底盘30的圆心所形成的端部111。本实施例所揭示的旋转圆盘1可通过中心盘20a同时向多个可拆卸安装片10a的端部111所形成的圆弧面112及端部111的上表面同时施加横向限制及垂直向下的限制，进一步提高了该旋转圆盘1装配后的牢固度，且拆卸方便。
55.本实施例所揭示的超声波焊接测试设备与实施例一中具有相同部分的技术方案，请参实施例一所示，在此不再赘述。
56.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
57.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
58.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。