本发明涉及机械装置技术领域，尤其涉及可移动式工件夹具交换装置。
背景技术：
零件加工时，需要不断将完成工件转入下一工作台上进行下一工序，同时不断将待加工工件置于待加工区。当前为达到类似交换工件的效果，一般是在在工作台上设置托盘交换装置。托盘交换装置是在加工设备上设置一个托架，在托架上安装两个工作台，在一个工作台进行加工的同时，完成工件在另外一个工作台上的装夹，并将其放在待加工区，待到加工区的工件加工完成后，利用托盘交换装置将两个工作台互换位置，从而将已加工工件移出工作区，将待加工工件移进工作区，达到相互交换的目的。
当前使用较多的托盘交换装置虽然也能达到交换的目的，但是它在每一台加工设备上都需要安装一个托盘交换装置，而且托盘交换装置不能移动，与加工设备一一对应，这样就大大增大了加工设备的空间；另一方面，一般零件加工时间较久，托盘交换装置需要等到一个工序完成后再进行交换，不仅使用率很低，而且成本很高，不能进行资源的自由化使用。因此，提供一种可移动式工件夹具交换装置成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种可移动式工件夹具交换装置。本发明的可移动式工件夹具交换装置的位置能够进行移动，自身与加工设备相隔离开，能够自动进行工件或夹具的传递或更换，以一台交换装置提供一整条甚至多条加工线的夹具或加工工件的传递或更换工作，节省加工设备的空间，提高加工的自动化。
本发明为达到上述技术效果，提供如下技术方案：
根据一个优选实施方式，所述交换装置至少包括：
进给机构，所述进给机构用于调整所述交换装置取物组件的水平位置，
升降机构，所述升降机构设置于所述进给机构的下方并用于调整所述交换装置的竖直高度，以和所述进给机构协调完成被交换工件在所述交换装置上的定位，
回转机构，所述回转机构设置于所述升降机构的下方并用于调整设置于所述升降机构上的组件的角度，以将加工设备上的夹具或已加工工件分别和所述交换装置上的夹具或待加工工件进行交换，
定位机构，所述定位机构与所述交换装置连接，以使所述交换装置在所述定位机构的驱动下完成相对于所述加工设备的定位。
根据一个优选实施方式，所述进给机构至少包括支撑板以及设置于所述支撑板上的进给油缸和取物板，并且所述进给油缸的油缸杆与所述取物板连接，以使所述取物板能够在所述进给油缸的驱动下而在所述支撑板上运动。
根据一个优选实施方式，所述进给机构还包括固定于所述支撑板上的导轨以及设置于所述导轨下方的滑块，并且所述取物板通过所述导轨与所述滑块相固连，以使所述取物板能够在所述进给油缸的驱动下并通过所述导轨和所述滑块在所述支撑板上运动。
根据一个优选实施方式，所述升降机构至少包括底板和升降油缸，所述升降油缸固定在所述底板上，并且所述升降油缸的油缸杆与所述支撑板连接，使得所述交换装置能够通过所述升降油缸调节其在竖直方向的高度。
根据一个优选实施方式，所述升降机构还包括多个导向柱组件，所述导向柱组件至少包括顶端与所述支撑板连接的导向柱内柱和底端固定于所述底板上的导向柱外柱，并且所述导向柱内柱与所述导向柱外柱可伸缩的连接。
根据一个优选实施方式，所述取物板上设置有多个定位销，并且所述多个定位销在所述进给油缸和/或所述升降油缸的驱动下与加工设备上的夹具或已加工工件上的销孔配合，完成所述取物板的定位。
根据一个优选实施方式，所述回转机构至少包括底座以及固定在所述底座上的回转油缸，其中，所述回转油缸的油缸杆与所述底板连接，以使设置于所述底板上的组件能够在所述回转油缸的驱动下实现与所述底座的相对回转运动。
根据一个优选实施方式，所述回转机构还包括万向球，所述万向球设置于所述底板与所述底座之间，以使设置于所述底板上的组件能够在所述回转油缸的驱动下通过万向球实现与所述底座的相对回转运动。
根据一个优选实施方式，所述回转油缸的油缸杆为齿条状和齿轮轴相啮合的结构，并且所述齿轮轴与所述底板连接，以使设置于所述底板上的组件能够在所述回转油缸的驱动下通过万向球实现与所述底座的相对回转运动。
根据一个优选实施方式，所述定位机构至少包括定位块和定位油缸，其中，所述定位块的位置依据所述交换装置的尺寸以及所述交换装置与加工设备之间的距离来确定，并且所述定位油缸与所述交换装置的底座连接，使得所述交换装置能够在所述定位油缸的驱动下移动至所述定位块的位置。
本发明提供的可移动式工件夹具交换装置至少具有如下优势：
(1)本发明的可移动式工件夹具交换装置自身与加工设备相隔离开，并且本发明的可移动式工件夹具交换装置具有进给机构、升降机构、回转机构及定位机构，该装置通过4个机构协同作用，可以自动进行工件或夹具的传递或更换，提高加工设备的自动化程度。
(2)本发明的可移动式工件夹具交换装置可以由叉车抬起置于agv小车上，随agv小车的移动而移动，即本发明的可移动式工件夹具交换装置具有自身位置可以改变、不占用加工设备的空间、使设备空间利用率高的优势。
(3)本发明的可移动式工件夹具交换装置更能以一个装置服务多台设备甚至一整条加工线，时间利用率高，减少等待时间，提高加工的自动化率，具有成本低、灵活性强，效率高的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明可移动式工件夹具交换装置的一个优选实施方式的左视图；
图2是本发明可移动式工件夹具交换装置的一个优选实施方式的主视图；
图3是本发明的万向球的一个优选实施方式的结构示意图。
图中1-支撑板；2-进给油缸；4-滑块；5-导向柱内柱；7-取物板；12-定位销；13-导轨；14-底板；15-升降油缸；16-导向柱外柱；19-齿轮轴；25-万向球；28-底座；29-回转油缸；30-油缸齿条杆；31-定位油缸。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
根据一个优选实施方式，本发明提供的可移动式工件夹具交换装置至少包括：进给机构、升降机构、回转机构和定位机构。其中，进给机构用于调整交换装置取物组件的水平位置。升降机构设置于进给机构的下方并用于调整交换装置的竖直高度，以和进给机构协调完成被交换工件在交换装置上的定位并取走被交换工件。回转机构设置于升降机构的下方并用于调整设置于升降机构上的组件的角度，以将加工设备上的夹具或已加工工件分别和交换装置上的夹具或待加工工件进行交换。定位机构与本发明的交换装置连接，以使本发明的交换装置可以在定位机构的驱动下完成相对于加工设备的定位。
本发明的可移动式工件夹具交换装置其自身可以由agv小车承载并移动以便对多台加工设备的所用夹具或加工工件进行自动更换。优选的，本发明的可移动式工件夹具交换装置通过进给机构和升降机构的协调共同完成被交换工件在交换装置上的定位并取走加工设备上的被交换工件，通过回转机构能够将交换装置取物组件旋转一定角度，从而将加工设备上的夹具或已加工工件和交换装置上的夹具或待加工工件进行交换。然后，本发明的可移动式工件夹具交换装置可以由叉车抬起置于agv小车上，随agv小车进行移动到下一加工设备上或储物间。另外，本发明的可移动式工件夹具交换装置自身带有定位机构，待到agv小车带着该交换装置移动到加工设备附近时，定位机构可以完成交换装置相对加工设备的定位。
本发明的可移动式工件夹具交换装置自身与加工设备相隔离开，并且本发明的可移动式工件夹具交换装置具有进给机构、升降机构、回转机构及定位机构，该装置通过4个机构协同作用，可以自动进行工件或夹具的传递或更换，提高加工设备的自动化程度。
图1示出了本发明可移动式工件夹具交换装置的一个优选实施方式的左视图。如图1所示，进给机构至少包括支撑板1以及设置于支撑板1上的进给油缸2和取物板7。其中，进给油缸2的油缸杆与取物板7连接，以使取物板7能够在进给油缸2的驱动下而在支撑板1上运动。本发明的取物板7在进给油缸2的驱动下运动，具有自动性、节省人力的优势。
再次参见图1，本发明的进给机构还包括固定于支撑板1上的导轨13以及设置于导轨13下方的滑块4。其中，取物板7通过导轨13与滑块4相固连，以使取物板7能够在进给油缸2的驱动下并通过导轨13和滑块4在支撑板1上运动。本发明的进给机构通过增设导轨13和滑块4，取物板7通过导轨13和滑块4在支撑板1上运动，能够减小取物板7与支撑板1之间的摩擦力，使取物板7在支撑板1上的运动更顺畅。
继续参见图1，升降机构至少包括底板14和升降油缸15。升降油缸15固定在底板14上，并且升降油缸15的油缸杆与支撑板1连接，使得装置能够通过升降油缸15调节其在竖直方向的高度。本发明的升降油缸15的油缸杆与支撑板1连接，可使支撑板1在升降油缸15的驱动下实现升降的动作，从而调节本发明的可移动式工件夹具交换装置在竖直方向的高度。
继续参见图1，升降机构还包括多个导向柱组件，导向柱组件至少包括顶端与支撑板1连接的导向柱内柱5和底端固定于底板14上的导向柱外柱16，并且导向柱内柱5与导向柱外柱16可伸缩的连接。本发明的导向柱内柱5与导向柱外柱16可伸缩的连接，使得导向柱组件可以随着升降油缸15的升降而升降。优选的，本发明的导向柱组件设置有4个。本发明的升降机构增设多个导向柱组件，可以增强本发明的可移动式工件夹具交换装置的稳定性，避免装置上的组件因出现倾斜而不能准确取放待交换工件的问题。
继续参见图1，取物板7上设置有多个定位销12，并且多个定位销12在进给油缸2和/或升降油缸15的驱动下与加工设备上的夹具或已加工工件上的销孔配合，完成取物板7的定位。
本发明的可移动式工件夹具交换装置在agv小车的运输下来到加工设备旁边，由叉车将交换装置取下，定位机构推动交换装置使其相对加工设备进行定位；随后，进给油缸2推动取物板7进入加工设备，依据进给油缸2行程使定位销12在夹具或者已加工件的竖直下方；升降油缸15推动支撑板1，使定位销12和夹具或已加工件上的销孔配合，从而完成取物板7的定位，然后，取物板7在升降油缸15的继续驱动下完成加工设备上的夹具或已加工工件分别和交换装置上的夹具或待加工工件的交换。
图2示出了本发明可移动式工件夹具交换装置的一个优选实施方式的主视图。如图2所示，回转机构至少包括底座28以及固定在底座28上的回转油缸29。其中，回转油缸29的油缸杆与底板14连接，以使设置于底板14上的组件能够在回转油缸29的驱动下实现与底座28的相对回转运动。本发明可移动式工件夹具交换装置在回转油缸29的驱动下，可使设置于底板14上的组件实现与底座28的相对回转运动，从而调整底板14上的组件的角度，以将加工设备上的夹具或已加工工件分别和装置上的夹具或待加工工件进行交换。
再次参见图2，回转机构还包括万向球25，万向球25设置于底板14与底座28之间，以使设置于底板14上的组件能够在回转油缸29的驱动下通过万向球实现与底座28的相对回转运动。优选的，底板14与底座28之间设置有多个万向球25。本发明回转机构设置的万向球25可以用来隔绝底板14和底座28两个大表面，起到类似于大轴承的支撑作用，又能不妨碍他们之间的相对平动及旋转；另一方面，设置的万向球25还可以减小底板14与底座28之间旋转时的摩擦力，使得二者之间的旋转更容易。
本发明的万向球25为一种机械零件，又名牛眼、万向输送球、万向滚珠、钢球轮等。其模型图如图3所示。万向球25下方设置有通孔，可通过该通孔与底座28固定。万向球25的滚珠可以在牛眼套内无向滚动，如此可使底板14上的组件能够在回转油缸29的驱动下通过万向球实现与底座28的相对回转运动，从而将设置于升降机构上的组件调整到不同的角度，以将加工设备上的夹具或已加工工件分别和装置上的夹具或待加工工件进行交换。
继续参见图2，回转油缸29的油缸杆为齿条状和齿轮轴相啮合的结构，并且齿轮轴与底板14连接，以使设置于底板14上的组件能够在回转油缸29的驱动下通过万向球实现与底座28的相对回转运动。本发明的回转油缸29的油缸杆为齿条状和齿轮轴相啮合的结构，使得回转油缸29在驱动油缸齿条杆30运动时，从而驱动与其啮合的齿轮轴19发生回转运动，带动升降机构、进给机构发生旋转，完成已加工工件与待加工工件或夹具位置的替换。
继续参见图1，定位机构至少包括定位块和定位油缸31。其中，定位块的位置依据装置的尺寸以及装置与加工设备之间的距离来确定。定位油缸31与1与本发明可移动式工件夹具交换装置的底座28的下端部连接，使得本发明的可移动式工件夹具交换装置能够在定位油缸31的驱动下移动至定位块的位置。优选的，本发明的定位机构先将定位块置于适当位置，然后用油缸推动交换装置至定位块，完成交换装置相对加工设备的定位。
根据一个优选实施方式，本发明的可移动式工件夹具交换装置的工作过程如下：agv小车载着带有被交换工件的交换装置来到加工设备旁边，由叉车将交换装置取下，定位油缸31推动交换装置使其相对加工设备进行定位；进给油缸2推动取物板7进入加工设备，依据油缸行程使定位销12在夹具或者已加工件的竖直下方；升降油缸15推动支撑板1使定位销12和夹具或已加工件上的销孔配合，完成定位；升降油缸15继续推动支撑板1将夹具或已加工工件在取物板7的作用下抬离加工设备；进给油缸2回收拉回取物板7回到原位。
在取物板7取下夹具或已加工工件后其位置归正，回转油缸29驱动油缸齿条杆30运动，从而驱动与其啮合的齿轮轴19发生回转运动，带动升降机构、进给机构发生旋转，完成已加工工件与待加工工件或夹具位置的替换；随后进给机构的进给油缸2驱动取物板7进入加工设备到指定位置，升降机构的升降油缸15下降，使夹具或待加工工件落下至加工设备相应位置，进给油缸2撤回至最初位置，最终完成交换动作。
本发明的可移动式工件夹具交换装置能够解决当前使用较多的托盘交换装置存在的不可移动、增大了加工设备的空间、使用率低、成本高、不能进行资源自由化使用的问题，其能够自动完成工件或夹具的更换，而且自身位置可以改变，不占用加工设备的空间，使设备空间利用率高；更能以一个装置服务多台设备甚至一整条加工线，时间利用率高，减少等待时间，提高加工的自动化率，且具有成本低、灵活性强、效率高的特点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。