本实用新型涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种自动化生产系统、夹具机构和变位机。
背景技术：
随着经济发展以及生产力的提高，产品的种类越来越多且批量大多偏小，且通常共用一条生产线上的变位机来进行生产，这样就经常需要切换夹具以适应不同产品的生产。目前，夹具通常与变位机通过固定销、螺钉等连接方式进行连接，当由于生产不同的产品而更换夹具时，无法快速自动地拆装夹具，从而使得生产线的自动化水平较低。
因此需要提供一种能够具有更高自动化程度的自动化生产系统以及夹具机构和变位机。
技术实现要素：
本实用新型提供一种用于变位机的自动化生产系统、夹具机构和变位机，该自动化生产系统中的夹具机构和变位机能够无须操作工和辅助工具就能直接简单地装配，从而使得该自动化生产系统可以实现加工产品间的快速切换，能够满足多种产品共线生产，进而具有更高的自动化水平。
为此，本实用新型实施方式的一个方面是提供了一种自动化生产系统，其包括：储存架、用于加工产品的至少一个工作站、堆垛机、旋转台、电控系统以及零点定位系统，其中：所述储存架具有多个储存位置，并且在所述多个储存位置的至少一部分中分别放置有夹具机构；
所述工作站、所述堆垛机和所述旋转台分别与所述电控系统连接，并且其中，所述堆垛机用于从所述储存架取出相应的所述夹具机构或将所述夹具机构储存至所述储存架，并用于将所取出的夹具机构运送至相应的工作站；所述旋转台用于将放置在所述旋转台上的夹具机构换向；
所述夹具机构包括：夹具本体和分别设置在所述夹具本体两侧的两个夹具侧快换组件，其中，所述夹具侧快换组件包括第一连接部和第一定位部，所述第一连接部固定至所述夹具本体，所述第一定位部固定至所述第一连接部；
所述工作站中设置有变位机，所述变位机包括：装配至固定座的大轴回转机构、装配至所述大轴回转机构的小轴回转机构，以及对应所述小轴回转机构所设置的两个变位机侧快换组件，其中，每一个所述变位机侧快换组件包括第二连接部、固定部、第二定位部，所述第二连接部可旋转地连接至所述小轴回转机构；所述固定部固定至所述第二连接部；所述第二定位部固定至所述固定部；
其中，所述零点定位系统的定位销机构固定至所述第一连接部，所述零点定位系统的锁紧机构固定至所述固定部，在所述两个夹具侧快换组件与所述两个变位机侧快换组件对应装配时，所述第一定位部与所述第二定位部适配定位，且所述锁紧机构将所述定位销机构的定位销锁紧定位。
本实施方式所提供的自动化生产系统具有能够快速插接装配的变位机和夹具机构，因而能够通过储存有这种夹具机构的储存架、设置有这种变位机的工作站、堆垛机，旋转台以及电控系统来实现加工产品间的快速切换，能够满足多种产品共线生产，从而具有更高的自动化程度。
另外，第一连接部的形式有多种，在本实用新型的一个实施方式中，所述夹具侧快换组件的所述第一连接部为L形连接板，所述L形连接板通过所述L形连接板的一个侧板固定至所述夹具本体。
在本实用新型的另一实施方式中，所述夹具侧快换组件的所述第一定位部为关于所述定位销机构对称地固定在所述L形连接板的另一个侧板上的两个第一定位齿板，并且所述变位机侧快换组件的所述第二定位部为关于所述锁紧机构对称地固定在所述固定部的一侧上的、分别与所述两个第一定位齿板形状适配的两个第二定位齿板。当然，定位部的形式并不限于齿板的配合，也可以采用匹配的凸起和凹槽的形式来实现夹具侧快换组件和变位机侧快换组件的定位。
为了防止定位后的夹具侧快换组件和变位机侧快换组件之间发生移动，在本实用新型的另一实施方式中，所述两个夹具侧快换组件的一者中的两个第一定位齿板的齿相互平行排布；另一个所述夹具侧快换组件中的两个第一定位齿板的齿相互垂直排布。
进一步地，为了防止夹具机构从变位机脱落，在本实用新型的另一实施方式中，所述变位机侧快换组件的所述固定部为壳体结构，所述变位机侧快换组件还包括设置在所述壳体结构内部的插销机构，其中所述插销机构包括安全销和用于驱动所述安全销的驱动部，并且所述夹具侧快换组件还包括固定在所述第一连接部上、用于与所述安全销插配的防脱落销套。
另外，在本实用新型的又一实施方式中，所述两个夹具侧快换组件为驱动侧的夹具侧快换组件和从动侧的夹具侧快换组件，其中所述从动侧的夹具侧快换组件还包括固定在所述第一连接部上的第一气电插接模块，并且所述两个变位机侧快换组件中的一者为驱动侧的变位机侧快换组件和从动侧的变位机侧快换组件，其中所述从动侧的变位机侧快换组件还包括固定在所述固定部上的第二气电插接模块，所述第一气电插接模块与所述第二气电插接模块插接。
考虑到变位机通常用于焊接，因而在本实用新型的又一实施方式中，所述夹具侧快换组件还包括固定在所述第一连接部上的第一导电装置，并且所述变位机侧快换组件还包括固定在所述固定部上的第二导电装置，所述第一导电装置与所述第二导电装置导电连接。
进一步地，在本实用新型的又一实施方式中，所述变位机侧快换组件还包括设置在所述第二连接部上的第一导向部，且所述第一连接部具有与所述第一导向部一起构成导向装置的第二导向部。通过第一导向部和第二导向部的配合，能够在将夹具机构装配至变位机时，方便地将夹具侧快换组件与变位机侧快换组件对齐装配。
另外，为了提高自动化生产系统的加工可靠性，在本实用新型的又一实施方式中，所述变位机还包括：用于检测所述夹具侧快换组件相对于所述变位机侧快换组件的位置的第一检测装置；和/或，用于检测所述零点定位系统的锁紧状态的第二检测装置；和/或，用于检测所述第一气电插接模块和所述第二气电插接模块之间的插接状态的第三检测装置。
进一步地，为了提高生产系统的加工效率，在本实用新型的又一实施方式中，所述变位机的所述小轴回转机构的数量为两个且关于所述大轴回转机构对称设置，所述变位机还包括：对应每一个所述小轴回转机构所设置的且装配至所述固定座的机器人。采用这样的变位机能够在大轴回转机构转动以切换加工工位的同时，机器人配合小轴回转机构的回转来实现产品的加工，从而有效地利用了工位切换的时间，进而提高了生产效率。
进一步地，为了使得堆垛机的移动路径更加简单，易于控制，在本实用新型的又一实施方式中，该自动化生产系统还包括用于所述堆垛机移动的运行轨道。
在本实用新型的又一实施方式中，所述至少一个工作站分别布置成两排，且所述储存架以及堆垛机位于两排工作站之间。
另外，在本实用新型的又一方面还提供了一种夹具机构，该夹具机构为上述任一技术方案中所述的夹具机构。
本实用新型的又一方面还提供了一种变位机，该变位机为上述任一技术方案中所述的变位机。另外，在本实用新型的变位机的一个实施方式中，所述变位机还包括清枪机构。
附图说明
图1为本实用新型提供的自动化生产系统的一个实施方式的示意图；
图2为用于图1中的自动化生产系统中的夹具机构(其带有变位机侧快换组件)的一个实施方式的立体结构示意图；
图3为用于图1中的自动化生产系统中的夹具机构的另一实施方式的主视图；
图4为用于图1中的自动化生产系统中的变位机的主视结构示意图；
图5为图4示出的变位机的俯视图；
图6为图3中的夹具机构的驱动侧的夹具侧快换组件的立体结构示意图；
图7为图3中的夹具机构的从动侧的夹具侧快换组件的立体结构示意图；
图8为图7所示的夹具侧快换组件的主视图；
图9为沿着图8的A-A线的截面视图；
图10为图4中的变位机的驱动侧的变位机侧快换组件的立体结构示意图；
图11为图4中的变位机的从动侧的变位机侧快换组件的立体结构示意图；
图12为图11所示的变位机侧快换组件的主视图；以及
图13为沿着图12的B-B线的截面视图。
具体实施方式
在机械加工技术领域，需要自动化生产系统具有更高的自动化程度，本实用新型提供的自动化生产系统具有能够快速插接装配的变位机和夹具机构，因而能够通过储存有这种夹具机构的储存架、设置有这种变位机的工作站、堆垛机，旋转台以及电控系统来实现加工产品间的快速切换，能够满足多种产品共线生产，从而具有更高的自动化程度。
为更清楚地理解本实用新型实施方式，参照附图1～图13所示，以具体的实施例进行详细说明。
图1为本实用新型的第一实施方式的自动化生产系统的示意图，图3为本实用新型的第一实施方式的夹具机构1的结构示意图，图4和图5为本实用新型的第一实施方式的变位机2的结构示意图。如图所示，该自动化生产系统包括：
两排工作站100，每一排工作站包括多个工作站，且每一个工作站中均设置有变位机，其中一排工作站用于第一种产品的加工，另一排工作站用于第二种产品的加工；
设置在两排工作站之间的两排储存架200，该储存架具有多个储存位置，在所述的多个储存位置的至少一部分中放置有夹具机构，这些夹具机构的夹具本体分别适用于第一种产品的加工和第二种产品的加工；
分别与自动化生产系统的电控系统连接的两个堆垛机400和旋转台500，其中，两个堆垛机分别设置在一排储存架和所对应的一排工作站之间，堆垛机400用于从储存架200取出相应的夹具机构或从旋转台上取走夹具机构、将夹具机构储存至储存架200或将夹具机构放置在旋转台500上，以及用于将所取出的夹具机构运送至相应的工作站，以使夹具机构安装至相应的工作站中的变位机；旋转台500用于将放置在旋转台上的夹具机构换向。
参照图3以及图6-图9所示，本实施方式中的夹具机构1包括夹具本体10和分别设置在所述夹具本体10两侧的驱动侧的夹具侧快换组件10a和从动侧的夹具侧快换组件10b，其中：
夹具侧快换组件(10a，10b)均包括：连接板101(在本实施方式中为L型连接板)，夹具侧快换组件(10a，10b)通过各自的连接板101的其中一个侧板固定至夹具本体10；固定在连接板101的另一个侧板上的两个第一齿形定位件104和零点定位系统的定位销机构，两个第一齿形定位件104关于该定位销机构对称设置，该定位销机构包括固定到连接板101的校正上板、校正下板和定位销102；并且夹具侧快换组件10b上的两个第一齿形定位件104的齿的排列方向相互垂直，夹具侧快换组件10a上的两个第一齿形定位件104的齿的排列方向相互平行。
参照图4和图5以及图10至图13所示，该实施方式中的变位机2包括：固定座20，装配至固定座20的大轴回转机构21、关于大轴回转机构21对称设置且装配至大轴回转机构的两个小轴回转机构22、和对应每一个小轴回转机构22所设置的且装配至固定座20的机器人24以及装配至大轴回转机构的清枪机构26，以及可旋转地连接至小轴回转机构22的驱动侧的变位机侧快换组件25a和从动侧的变位机侧快换组件25b，变位机侧快换组件25a与夹具侧快换组件10a适配，变位机侧快换组件25b与夹具侧快换组件10b适配，具体地：
变位机侧快换组件25a和变位机侧快换组件25b均包括：可旋转地连接至小轴回转机构22的连接盘251；固定至连接盘251的壳体固定部259；固定在壳体固定部259上且用于相应地与第一齿形定位件104配合的第二齿形定位件253；以及固定在壳体固定部259上且用于将定位销102锁紧定位的零点定位系统的锁紧机构257；
另外，夹具侧快换组件(10a，10b)包括固定在连接板101上的第一导电装置106，相应地，变位机侧快换组件(25a，25b)包括固定在壳体固定部259上、且与第一导电装置106导电连接的第二导电装置254；夹具侧快换组件10b还包括固定在连接板101上的第一气电插接模块103，变位机侧快换组件25b相应地包括固定在固定部259上的、与第一气电插接模块103插接的第二气电插接模块258。
相较于现有技术中，夹具与变位机是通过固定销、螺钉等硬连接方式而固定，在需要更换与变位机所配合使用的夹具时，拆卸和安装较为不变且耗费较长的时间；然而采用本实施方式所提供的夹具机构和变位机，由于夹具机构通过夹具侧快换组件与变位机侧快换组件直接插接并自动定位夹紧，因而在需要更换与变位机所配合使用的夹具时，可以实现夹具机构与变位机的自动装配(例如通过机械手和控制器来实现)。
并且，本实施方式通过旋转台、电控系统以及堆垛机实现夹具机构的入库和出库过程、灵活地根据工作站的加工需求来自动地选用夹具机构并将该夹具机构装配至相对应的工作站的变位机(即夹具机构的取用过程)上，以实现对工件的装夹定位。该入库和出库过程以及取用过程例如可以通过在夹具机构上设置标识等来实现自动识别并储存在对应的储存位置以及装配在相应的变位机上，具体实现过程在此不再赘述。
由此，本实施方式所提供的自动化生产系统具有以下优点：能够满足多种产品共线生产，并可实现产品间的快速切换；而且能够根据需要，增加的新的夹具机构或以适应新增产品的生产，或者去掉不再生产的旧产品所对应的夹具机构，从而具有更高的自动化程度。
需要说明的是，尽管本实用新型的自动化生产系统以上述的实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述的实施方式仅为示例性的，本实用新型的自动化生产系统并不限于两排工作站、两排储存架和两种产品的加工，可以根据需要生产来布置自动化生产系统，例如可以仅有一排工作站和一排储存架，其中的工作站可以用于多种产品的加工，等等。
另外，堆垛机的形式有多种，例如可以为搬运叉，该搬运叉的叉可在X-Y-Z空间内调整位置、或者堆垛机也可以为搬运机器人。
需要说明的是，在本实施方式中，尽管示出了定位齿板作为快换组件的定位件，但是应当理解的是，其它类型的定位件也是可以的，例如可以通过销孔插接定位，销钉和孔分别设置在相配合的变位机侧快换组件和夹具侧快换组件上；或者可以通过凸起和凹槽来适配定位。
另外，需要说明的是，尽管在本实施方式中示出了在一个快换组件上设置两个定位齿板作为定位件，但是应当理解的是定位件的数量并不限于两个，例如一个、三个等也是可以的。零点定位系统是一个独特的定位和锁紧装置，能保持夹具机构从一个工位到另一个工位，一个工序到另一个工序，或一台机床到另一台机床，零点始终保持不变，从而将夹具机构定位并锁紧至变位机。
另外，变位机通常用于电弧焊接，因此其中的导电装置是用于传导焊接所用的电流电压以及接地等；气电插接模块用来使夹具机构中的执行机构与变位机中的供电系统和气动系统相连接，以满足夹具机构对待加工工件的定位。
另外，本实施方式中示出了连接盘作为变位机侧快换组件的用于连接到变位机的小轴回转机构的连接部，但是应当理解的是，连接部的形状并不限于盘形，例如正方形等其它的形状也是可以的。
另外，本实施方式中示出了夹具侧快换组件的L形连接板与壳体固定部形状适配，但是应当理解的是，壳体固定部的形状并不限于长方体形。
考虑到在本实用新型所提供的夹具机构和变位机的使用过程中，有可能出现为了加工装夹到夹具机构上的工件而翻转快换组件的情况，此时为了防止夹具侧快换组件从变位机侧快换组件的意外脱落，导致夹具机构掉落的情况发生，进一步地，参照图6和图10所示，在第一实施方式的基础上，还提供了本实用新型的第二实施方式，其与第一实施方式的区别仅在于：夹具侧快换组件还包括固定在连接板101上的防脱落销套105，相应地，变位机侧快换组件还包括固定在壳体固定部259内的插销机构255，具体地，该插销机构255包括气缸和由气缸驱动的安全销2551，当变位机侧快换组件25a和25b与夹具侧快换组件10a和10b分别对齐定位之后，插销机构的气缸驱动安全销2551插入到所对应的防脱落销套105中。在此需要说明的时，安全销的驱动方式并不限于气动式驱动，也可以为液压驱动等。
这样，采用本实施方式所提供的夹具机构和变位机，能够在加工工件过程中，有效地防止夹具机构因翻转而导致的脱落，从而提高了安全可靠性。
另外，为了进一步地确保夹具机构和变位机装配完成之后的安全可靠性，在第二实施方式的基础上还提供了本实用新型的夹具机构和变位机的第三实施方式，其与第二实施方式的区别仅在于：变位机侧快换组件还包括固定在壳体固定部上的第一检测装置(例如位置传感器)，用于检测夹具侧快换组件在变位机侧快换组件上的位置；第二检测装置，用于检测零点定位系统的锁紧状态；以及第三检测装置，用于检测第一气电插接模块和第二气电插接模块之间的插接状态。
继续参照图6和图10所示，为了便于夹具机构装配至变位机，在第三实施方式的基础上，还提供了本实用新型的第四实施方式的夹具机构和变位机，其与第三实施方式的区别仅在于：变位机侧快换组件还包括固定在连接盘251上的导向块252，相应地，夹具侧快换组件还包括设置在L型连接板101上的、且与导向块252导向配合的导向槽1011。
这样，通过夹具侧快换组件的导向槽与变位机侧快换组件的导向块的导向配合，在将夹具机构装配至变位机时，能够方便地将夹具侧快换组件与变位机侧快换组件对齐装配。
尽管在本实施方式中示出了两个导向块与导向槽1011配合，但是导向块也可以为一个整体的导向部(参照图2中所示)与导向槽配合。另外，尽管在本实施方式中示出了较优的实施方式，但是应当理解的是，也可以是导向块设置在夹具侧快换组件上，而导向槽设置在变位机侧快换组件上。
进一步地，考虑到在加工工件的过程中，例如焊接、切削过程中飞溅出的碎屑有可能进入到变位机侧快换组件与夹具侧快换组件之间而损坏快换组件，继续参照图10，在第四实施方式的基础上，还提供了本实用新型的第五实施方式的夹具机构和变位机，其与第四实施方式的区别仅在于：变位机侧快换组件还包括固定在壳体固定部259的面向夹具侧快换组件的一侧上的防尘部250。
这样，当变位机与夹具机构装配完成之后，防尘部250位于变位机侧快换组件与夹具侧快换组件之间，有效地防止加工碎屑进入到二者之间，从而防止快换组件损坏。
另外，为了使得堆垛机的移动路径更加简单，易于控制，本实用新型的另一实施方式还提供了另一种自动化生产系统，其在上述实施方式的基础上还包括：设置在储存架与工作站之间的运行轨道300，堆垛机在该运行轨道300上移动。
在此需要说明的是，本领域技术人员根据本实用新型的上述各个实施方式可知：
本实用新型提供的自动化生产系统中，该系统包括：储存架、用于加工产品的至少一个工作站、堆垛机、旋转台、电控系统以及零点定位系统，其中：所述储存架具有多个储存位置，并且在所述多个储存位置的至少一部分中分别放置有夹具机构；
所述工作站、所述堆垛机和所述旋转台分别与所述电控系统连接，其中，所述堆垛机用于从所述储存架取出相应的所述夹具机构或将所述夹具机构储存至所述储存架，并用于将所取出的夹具机构运送至相应的工作站；所述旋转台用于将放置在所述旋转台上的夹具机构换向；
所述夹具机构包括：夹具本体和分别设置在所述夹具本体两侧的两个夹具侧快换组件，其中，所述夹具侧快换组件包括第一连接部和第一定位部，所述第一连接部固定至所述夹具本体，所述第一定位部固定至所述第一连接部；
所述工作站中设置有变位机，所述变位机包括：装配至固定座的大轴回转机构、装配至所述大轴回转机构的小轴回转机构，以及对应所述小轴回转机构所设置的两个变位机侧快换组件，其中，每一个所述变位机侧快换组件包括第二连接部、固定部、第二定位部，所述第二连接部可旋转地连接至所述小轴回转机构；所述固定部固定至所述第二连接部；所述第二定位部固定至所述固定部；
其中，所述零点定位系统的定位销机构固定至所述第一连接部，所述零点定位系统的锁紧机构固定至所述固定部，在所述两个夹具侧快换组件与所述两个变位机侧快换组件对应装配时，所述第一定位部与所述第二定位部适配定位，且所述锁紧机构将所述定位销机构的定位销锁紧定位。
本实用新型的自动化生产系统通过放置有具有夹具侧快换组件的夹具机构的储存架、放置有具有变位机侧快换组件的变位机的工作站，堆垛机，旋转台以及电控系统，来实现加工产品间的快速切换，能够满足多种产品共线生产；而且能够根据需要，增加的新的夹具机构以适应新增产品的生产，或者去掉不再生产的旧产品所对应的夹具机构，从而具有更高的自动化程度。
以上参照附图对本实用新型的具体实现方式进行了详细说明，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。