[0001] 本发明属于夹具切换技术领域，尤其涉及一种汽车工件加工用夹具切换装置、夹持系统、生产线及方法。

[0002] 在汽车钣金件加工过程中，对于一些体积较大的门板、盖板和机盖等工件，需要在夹具上设置多点定位和夹持位置，确保夹持的稳定性，一般为一类工件匹配相应的一套夹具台，同一生产线往往用于生产多类工件，这就需要对夹具台进行更换。

[0003] 发明人发现，对夹具台进行更换时，若采用原位拆换的方式，操作较复杂，并且难以保证新夹具台的安装精度，若采用旋转切换夹具台的方式，会占用较多的生产线空间，影响生产线其他设备的布局，夹具台的数目越多，整体旋转结构的直径随之增加，从而侵占生产线其他设备的布局空间，影响生产线的整体设计；若采用常规柔性夹具切换系统，如T字库、土字库的切换方式，切换车型数量有限，根据场地大小不同只能切换2‑4台车型的夹具台；如果增加切换夹具台的数量则需要占用更多的生产线布局空间。

[0029] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0030] 应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0031] 实施例1：

[0032] 在钣金件加工生产线上，需要生产不同种类和规格的工件时，通常需要更换相应的夹具；每种工件都有其特定的加工要求和尺寸规格，为了满足这些要求，需要使用特定的夹具来固定工件，以确保加工质量和精度。当生产需求发生变化时，可能需要更换原有的夹具。例如，当客户对钣金件的质量和规格要求发生变化时，为了满足新的要求，需要更换原有的夹具来适应新的生产需求。

[0033] 如背景技术中记载的，在汽车钣金件加工过程中，对于一些体积较大的门板、盖板、机盖等工件，需要在夹具上设置多点定位和夹持位置，确保夹持的稳定性，一般为一类工件匹配相应的一套夹具台，同一生产线往往用于生产多类工件，这就需要对夹具台进行更换，若采用原位拆换的方式，操作较复杂，并且难以保证新夹具台的安装精度，若采用旋转切换夹具台的方式，会占用较多的生产线空间，影响生产线其他设备的布局，夹具台的数目越多，整体旋转结构的直径随之增加，从而侵占生产线其他设备的布局空间，影响生产线的整体设计；若采用常规柔性夹具切换系统，如T字库、土字库的切换方式，切换车型数量有限，根据场地大小不同只能切换2‑4台车型的夹具台；如果增加切换夹具台的数量则需要占用更多的生产线布局空间。

[0034] 如图1所示，本实施例提供了一种汽车工件加工用夹具切换装置，包括轨道机构1、转移机构2、转运托盘3、举升机构4、AGV小车5、定位机构6和限位抱死机构7。

[0035] 可选的，所述轨道机构1一端设置有工作位101，另一端设置有上件口位置102；可以理解的，所述工作位101为整个加工生产线中对工件进行定位和夹持的位置；所述轨道机构1包括两个对称设置的导轨103，所述导轨103可以借助螺栓和固定座等固定到地面或相应的工作台上。具体的，将所述转移机构2滑动的设置到所述轨道机构1的一端，以及将所述举升机构4设置在所述轨道机构1的另一端，针对目前同一生产线不便切换夹具台的问题，采用所述轨道机构1实现的一字滑台形式，由AGV小车5运送夹具台，从夹具台预存库运输到一字滑台举升机构4位置处进行自动切换；夹具台预存库区域为独立于生产线之外的单独区域，不占用生产线的布局空间，且能够存放夹具台的数量不受限制。

[0036] 在一些实施例中，可选的，当需要进行夹具台的切换时，所述定位机构6对夹具台脱离定位，所述转移机构2将夹具台移动到上件口位置102处，所述举升机构4将夹具台举升到高位后，所述转移机构2离开上件口位置102。所述AGV小车5带着所述转运托盘3进入到上件口位置102处，所述举升机构4将夹具台降落到所述运转运托盘3上，所述AGV小车5带着转运托盘3和夹具台达到夹具台预存库处进行夹具台的存储。

[0037] 所述AGV小车5用于运载所述转运托盘3，到生产线外的夹具台预存库处提取所要切换的夹具台，并将夹具台定位到所述转运托盘3上，随所述AGV小车5转运到上件口位置102处。所述举升机构4将夹具台举升到高位后，所述AGV小车5带着所述转运托盘3离开上件口位置102，此时所述转移机构2由电机驱动，移动到上件口位置102处，所述举升机构4将夹具台降落到所述转移机构2上，所述转移机构2带着夹具台移动到所述定位机构6位置，即工作位101，进行最终定位。

[0038] 在一些实施例中，可选的，所述转移机构2上设置有与两个导轨103滚动配合的滚轮，所述转移机构2上还设置有电机，电机的输出轴与至少一个滚轮固定；当电机转动时，使得滚轮相对于导轨103滚动，实现所述转移机构2在所述轨道机构1上的移动；电机正转和反转，实现了所述转移机构2移动方向的改变。

[0039] 在一些实施例中，可选的，在所述转移机构2上，通过电机座等，焊接或螺栓连接有电机，所述电机上设置有减速器，所述减速器的输出轴上设置有与导轨103滚动配合的滚轮；当电机转动时，使得滚轮相对于导轨103滚动，实现所述转移机构2在所述轨道机构1上的移动；电机正转和反转，实现了所述转移机构2移动方向的改变。

[0040] 在一些实施例中，可选的，如图3所示，所述AGV小车5包括牛眼轮501、第二伸缩销502、固定销503和车体504等。所述牛眼轮501作为所述转运托盘3的Z向支撑点，所述固定销
503与第二定位孔302相配合，形成水平方向的约束，所述固定销503的直径第二定位孔302的直径小，所述转运托盘3在所述AGV小车5上有一定程度的水平浮动能力。而在所述AGV小车5带着所述转运托盘3行走的过程中，所述第二伸缩销502处于伸出状态与第一定位孔301配合，形成水平约束；所述第二伸缩销502的直径与第一定位孔301的直径相同，在运动过程中保证所述AGV小车5和所述转运托盘3处于相对静止状态。在准备到达上件口位置102之前，所述第二伸缩销502缩回，所述AGV小车5和所述转运托盘3处于相对能够浮动的状态。

[0041] 在其他一些实施例中，可选的，所述固定销503和所述第二伸缩销502可以设置为电磁件，在对所述转运托盘3进行固定约束时，给电磁件通电，通过磁力对所述转运托盘3进行固定约束，需要更换所述转运托盘3时，给电磁件断电，可以轻松的将所述转运托盘3与所述固定销503和所述第二伸缩销502进行分离。

[0042] 如图2所示，所述转运托盘3包括框架本体，以及设置在所述框架本体上的第一定位孔301、第二定位孔302、定位块303、第一伸缩销304、导向轮305和第一定位轮306等。

[0043] 所述AGV小车5带着所述转运托盘3进入上件口位置102时，所述导向轮305首先接触导轨103，所述导轨103端部的Z向和Y向的斜坡导向，能够吸收掉所述AGV小车5行进时的位置误差，所述导向轮305通过所述导轨103端部的Y向导向，将转运托盘3导正，所述AGV小车5和所述转运托盘3通过所述牛眼轮501的支撑处于相对能够浮动状态的目的在于此导正过程。所述第一定位轮306与所述导轨103接触，所述AGV小车5带着所述转运托盘3到达设定位置后，限位抱死机构7动作将所述转运托盘3抱死，形成X向约束；所述导向轮305与所述导轨103匹配形成Y向约束。

[0044] 在一些实施例中，可选的，所述转运托盘3与夹具台之间，通过与所述第一伸缩销304配合形成水平方向约束，通过与所述定位块303配合形式Z方向约束。可选的，在所述转运托盘3的两端分别设置多个第一伸缩销304，以及在所述转运托盘3的四个角上均设置有第一伸缩销304，以提高约束稳定性。

[0045] 在一些实施例中，可选的，所述第一伸缩销304为电动或气动伸缩杆，对应的在夹具台上开设有与所述第一伸缩销304适配的插孔。在其他一些实施例中，可选的，所述第一伸缩销304和所述定位块303可以设置为电磁件，在对夹具台进行固定约束时，给电磁件通电，通过磁力对夹具台进行固定约束，需要转移夹具台时，给电磁件断电，可以轻松的将夹具台与所述第一伸缩销304和所述定位块303进行分离。

[0046] 在一些实施例中，可选的，所述举升机构4可以包括举升定位销401和举升定位块402。所述举升机构4初始状态位于低位，当所述AGV小车5带着所述转运托盘3(此时所述转运托盘3上带有夹具台)进入上件口位置102，所述限位抱死机构7将所述转运托盘3抱死后，所述举升机构4开始做上升运动，所述举升定位销401和所述举升定位块402与夹具台配合后，所述举升机构4将夹具台顶升到高位，夹具台与所述转运托盘3脱离，所述限位抱死机构
7打开，所述AGV小车5带着所述转运托盘3离开。

[0047] 在一些实施例中，可选的，所述限位抱死机构7可以包括通过螺栓连接等方式固定在地面或工作台上的机架701，设置在所述机架701上的驱动源702，以及设置在所述驱动源702上的摇臂703，所述摇臂703上可以设置有电磁铁704；所述驱动源702可以为电机。具体的，当需要所述限位抱死机构7对所述转运托盘3抱死时，所述驱动源702带动所述摇臂703转动，所述电磁铁704与所述转运托盘3接触，此时所述电磁铁704通电带磁，实现了对所述转运托盘3的抱死，所述轨道机构1的两侧均设置有限位抱死机构7，保证了抱死时的稳定性；当需要打开所述限位抱死机构7时，所述电磁铁704断电消磁，实现了与所述转运托盘3的脱离，所述驱动源702带动所述摇臂703转动，所述电磁铁704离开所述转运托盘3。

[0048] 所述转移机构2移动到上件口位置102处，即夹具台的正下方，所述举升机构4带夹具台下降，夹具台落位到所述转移机构2上，夹具台与所述转移机构2上的转移定位销201和转移定位块202配合形成水平和Z方向的约束。举升机构4落到低位后，与夹具台分离，转移机构2带夹具台移动到终定位位置。

[0049] 在一些实施例中，可选的，所述转移定位销201为圆柱形插销，对应的在夹具台上开设有与所述转移定位销201适配的插孔。在其他一些实施例中，可选的，所述转移定位销201和所述转移定位块202可以设置为电磁件，在对夹具台进行固定约束时，给电磁件通电，通过磁力对夹具台进行固定约束，需要转移夹具台时，给电磁件断电，可以轻松的将夹具台与所述转移定位销201和所述转移定位块202进行分离。

[0050] 在一些实施例中，可选的，所述定位机构6包括定位销601和第二定位轮602，所述转移机构2带着夹具台移动到终定位位置，所述定位销601配合夹具台上终定位孔形成水平约束，所述第二定位轮602配合夹具台终定位条形成Z向约束。

[0051] 可以理解的，所述定位销601和所述第二定位轮602是布置在夹具台处于生产线中的工作位101处于，所述定位销601可以配合相应的升降件，升降件可以选用气缸，从而使所述定位销601与终定位孔配合或解除配合。

[0052] 终定位条可以采用条形板，两端设置有倾斜导向部，将夹具台托起，以终定位条和所述第二定位轮602的接触位置作为Z向定位位置。

[0053] 可以理解的，夹具台的下部对应设置处设置有多个定位孔和定位槽等，可以与转移定位销201、转移定位块202、定位块303、第一伸缩销304、举升定位销401、举升定位块402和定位销601等进行配合，实现定位。

[0054] 本实施例解除了切换夹具台种类和数量的限制，线外的夹具台存储库能够储存多少种夹具台，则可以实现多少种夹具台的切换，不占用生产线布局空间。

[0055] 实施例2：

[0056] 本实施例提供了一种汽车工件加工用夹持系统，包括独立于工件加工生产线之外夹具台预存库，以及设置在工件加工生产线中的工作位，以及设置在夹具台预存库与工作位之间的夹具切换装置；所述夹具切换装置采用如实施例1中所述的汽车工件加工用夹具切换装置。

[0057] 实施例3：

[0058] 本实施例提供了一种汽车加工生产线，包括如实施例2中所述的汽车工件加工用夹持系统，汽车加工生产线的其他设置可以通过现有加工线实现，在此不再详述。

[0059] 实施例4：

[0060] 本实施例提供了一种汽车工件加工用夹具切换方法，采用了如实施例1中所述的汽车工件加工用夹具切换装置，包括：

[0061] 位于工作位101处的转移机构2将原夹具台运送到举升机构4处，利用举升机构4将原夹具台进行抬升后，转移机构2移走；AGV小车5带着转运托盘3移动到举升机构4处，举升机构4将原夹具台放到转运托盘3上，AGV小车5带着转运托盘3将原夹具台移走；

[0062] 将转运托盘3上的原夹具台替换为所要替换的夹具台，AGV小车5带着转运托盘3将所要替换的夹具台运送到举升机构4处，利用举升机构4将所要替换的夹具台进行抬升后，AGV小车5带着转运托盘3移走；转移机构2移动到举升机构4处，举升机构4将所要替换的夹具台放到转移机构2上，转移机构2将所要替换的夹具台移到工作位101处。

[0063] 以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。