CN113453819B - 用于自动转换工装系统的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于使工件往返于工业操作的自动转换工装系统的装置和方法。该系统包括用于互补地接合和固定工件的工位，并且至少一个支架将至少一个端部执行工具可拆卸地固定到工位。至少一个转移杆相对于工位可移动地定位。至少一个自动转换工装组件连接到转移杆并具有多个通过机动关节可调节地连接的连杆以自动定位自动转换工装组件。自动工具更换器连接到自动转换工装组件，并在脱开位置和接合位置之间可释放地接合端部执行工具，其中在脱离位置端部执行工具与自动工具更换器脱开，其中在接合位置端部执行工具通过自动工具更换器接合。

Description

用于自动转换工装系统的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年1月18日提交的美国临时专利申请序列号62/793977和2020年1月20日提交的美国非临时专利申请序列号16/747253的优先权，这两个专利申请通过引用全部并入本申请。

技术领域

本发明涉及自动转换工装系统，并且更具体地，涉及具有自动工具更换器的自动转换工装系统的方法和装置，该自动工具更换器在将工件穿梭至连续工位时自动调整以适应不同的工件结构。

背景技术

在制造行业中，例如汽车行业，在大量配置的工件上执行各种制造和组装操作。这种操作不仅涉及在工件上执行的制造和组装操作，而且这种操作还需要在工位之间搬运和穿梭工件。在一个这样的示例中，金属薄板可以通过在冲压机中冲压金属薄板来形成和成形。冲压机通常包括许多连续的工位，这些工位将各种形状逐渐冲压到金属薄板中，直到工件达到其最终形状。冲压机的每个工位提供具有顶部和底部冲压模具的冲压模具。底部冲压模具以互补的、支撑的方式接收一个或多个工件，同时顶部冲压模具下降到工件上，并且底部冲压模具用力将形式或形状冲压到工件中。顶部冲压模具可以通过多次升高和降低以接合工件和底部冲压模具，直到工件形成最终的形状。一旦特定的冲压工位获得了所需的工件形状，工件就会被移动到下一个连续的冲压工位，在那里工件被冲压成进一步的形式和形状。

已经开发了各种自动处理和工装设计来在连续的制造和装配工位之间穿梭工件。例如，在冲压机中，一个或多个压机转移杆或导轨可位于冲压模具附近或顶部，以在冲压工位之间移动工件。自动机械手，例如机械臂，也可用于在冲压工位之间穿梭工件。压机转移杆和自动机械手都具有与其相连的工装组件，其中工装组件被设计成接合和脱离工件以在冲压工位之间移动工件。压机转移杆通常设计为在专用的垂直和水平方向上来回循环，使得压机转移杆可以在相邻的冲压工位之间传送工件。自动机械手可以利用多角度的可编程运动来在冲压工位之间移动工件。无论哪种方式，一旦工装组件与工件接合，压机转移杆或自动机械手将工件从底部冲压模具中抬起，并将工件移动到相邻的冲压工位，在那里将工件装载到底部冲压模具中。一旦工装组件将工件释放到底部冲压模具中，压机转移杆或自动机械手就会循环回到之前的冲压工位，在那里循环再次开始处理下一个工件。

为了适应多种类型的制造和组装操作，工装组件可以采用多种不同的配置。在继续冲压机的例子中，工装组件可以在工装组件具有端部执行工具的一端连接到压机转移杆或自动机械手，例如真空吸头或夹具，连接到的工装组件的另一端。工装组件的设计优选考虑到灵活性和可调节性，使得工装组件可以调整端部执行工具的位置以适当地接合工件。以前的工装组件已经利用由各种刚性安装件互连的管的各个部分来固定各种工件，但是这种设计通常很少或不提供工装组件的调整。其他设计使用了挤压件、滑动安装件、球安装件和锯齿，从而允许在各种方向上，包括线性和径向，调整管的部分。然而，因为此类设计通常仅提供一个角度或调整轴，所以此类设计具有有限的灵活性和范围。

尽管可以调整工装组件以使其端部执行工具正确地接合工件，但是针对特定工件调整多个工装组件是一个及时且繁琐的过程。因此，大多数工装组件及其相关的端部执行工具通常留在预定位置，以便冲压模具更换以形成不同形状的工件时，工装组件及其端部执行工具也被更换为不同定位的工装组件和端部执行工具，而不是调整相同工装组件和端部执行工具的位置。然后通常为每个成形工件创建不同定位的工装组件和端部执行工具。工装组件可拆卸地连接到转移轨道或自动机械手，以提供工装组件和端部执行工具的简单和快速更换。然而，由于必须为每个不同形状的工件维护一组不同的工装组件和端部执行工具，因此必须购买、储存和维护大量工装组件和端部执行工具，从而在工业环境中造成低效率。

最好提供一种自动转换工装系统，该系统针对工件的任何配置进行调整，而无需购买、存储和维护多组预先定位的工装组件和端部执行工具。

发明内容

本发明提供了一种用于使工件往返于工业操作的自动转换工装系统装置，该装备具有用于互补地接合和固定工件的工位。工位具有至少一个支架，用于将至少一个端部执行工具可拆卸地固定到工位。至少一个转移杆邻近工位定位并且相对于工位可移动，并且至少一个自动转换工装组件连接到至少一个转移杆，其中该至少一个自动转换工装组件具有多个通过机动关节可调节地连接的连杆，以将自动转换工装组件自动定位在预定位置。自动工具更换器连接到该至少一个自动转换工装组件中的每一个的自由端，并且自动工具更换器在脱离位置之间可释放地接合至少一个端部执行工具，其中至少一个端部执行工具是从自动工具更换器脱离并固定在工位的至少一个支架中，以及接合位置，其中至少一个端部执行工具被自动工具更换器接合，使得至少一个自动转换工装组件移向工件以允许至少一个端部执行工具接合工件并且通过转移杆的移动将工件移入和移出工位。机械手可以连接到转移杆，用于在预定位置之间移动转移杆。机械手可以包括可编程机械臂。

中央处理单元与至少一个自动转换工装组件通信并控制机动关节的操作以确定连杆的位置。该至少一个自动转换工装组件每个都具有离合器以在机动关节移动之前、期间和之后锁定和解锁机动关节。自动工具更换器可释放地将至少一个自动转换工装组件中的每一个连接到端部执行工具。自动工具更换器具有连接到该至少一个自动转换工装组件中的每一个的快速更换工装接收器和连接到端部执行工具的快速更换工装适配器，其中快速更换工装接收器和快速更换工装适配器可释放地相互接合，以将端部执行工具可释放地连接到至少一个自动转换工装组件。工位上的至少一个支架具有带有端部开口槽的L形托架，用于可拆卸地接收和保持端部执行工具。可以在工位内形成凹槽，其中L形托架的至少一部分设置在凹槽内。

本发明还提供一种用于使工件往返于工业操作的自动转换工装系统方法。该方法包括将工件互补地接合并固定到工位；将至少一个端部执行工具固定在与工位相连的支架中；相对于工位可移动地定位至少一个转移杆；将至少一个自动转换工装组件连接到至少一个转移杆，其中该至少一个自动转换工装组件具有多个由机动关节可调节地连接的连杆，以将自动转换工装组件自动定位在预定位置；将自动工具更换器连接到该至少一个自动转换工装组件中的每一个的自由端，并且在脱离位置之间将自动工具更换器可释放地接合到至少一个端部执行工具，其中至少一个端部执行工具是从自动工具更换器脱离并固定在工位的至少一个支架中，以及接合位置，其中至少一个端部执行工具被自动工具更换器接合，使得至少一个自动转换工装组件移向工件以允许至少一个端部执行工具接合工件并且通过转移杆的移动将工件移入和移出工位。

该方法还提供将机械手连接到转移杆以在预定位置之间移动转移杆；将来自中央处理单元的信号传送到至少一个自动转换工装组件，用于控制机动关节的操作并确定连杆的位置；提供具有离合器的至少一个自动转换工装组件，以在机动关节运动之前、期间和之后锁定和解锁机动关节；将自动工具更换器可释放地连接到至少一个自动转换工装组件中的每一个和端部执行工具；提供自动工具更换器，其具有连接到至少一个自动转换工装组件中的每一个的快速更换工装接收器和连接到端部执行工具的快速更换工装适配器，其中快速更换工装接收器和快速更换工装适配器可以彼此可释放地接合，以将端部执行工具可释放地连接到至少一个自动转换工装组件；为工位上的至少一个支架提供L形托架，该L形托架具有用于可拆卸地接收和保持端部执行工具的端部开口槽；在工位内形成凹槽，其中L形托架的至少一部分设置在凹槽内；并提供可编程机械臂作为机械手。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本发明。需要强调的是，按照惯例，附图的各种特征并非按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。

图1是具有侧压机转移导轨的自动转换工装系统的立体图，其中自动转换工装组件与端部执行工具和工件脱离；

图2是具有侧压机转移导轨的自动转换工装系统的立体图，其中自动转换工装组件与端部执行工具和工件接合；

图3是自动转换工装组件和自动转换工装系统的端部执行工具的侧视立体图；

图4是自动转换工装系统的自动工具更换器的侧视平面图；

图5是图1所示的自动转换工装系统的立体图；

图6是使用顶部压机转移导轨的自动转换工装系统的立体图；

图7是图6的自动转换工装系统的立体图，该系统利用顶部压机转移导轨，其中自动转换工装组件与底部冲压模具上的L形托架中的端部执行工具接合；

图8是图6的自动转换工装系统的立体图，该系统利用顶部压机转移导轨，其中自动转换工装组件与底部冲压模具上的L形托架中的端部执行工具脱离；

图9是顶部转移轨道上的自动转换工装系统的立体图，其中自动转换工装组件和端部执行工具与工件接合；和

图10是利用连接到机器人机械臂的压机转移导轨的自动转换工装系统的立体图。

具体实施方式

本发明提供了一种自动转换工装系统的方法和装置，以适应用于各种类型工业操作的各种配置工件的制造、组装和处理。尽管本发明内容涉及自动压机转移组件，但本发明不限于自动压机转移组件，而是本发明内容可以与任何制造、组装或处理操作结合使用，其受益于使用本发明中所提供的自动转换工装系统。

参考图1-10，本发明提供了一种用于自动转换工装系统100的方法和装置，该系统具有自动工具更换器112或工具更换器112。自动转换工装系统100可以在工业冲压机(未示出)内使用，尽管自动转换工装系统100可以与任何类型的工业操作结合使用。在工业冲压机的非限制性示例中，工件106在冲压机的至少一个冲压工位102内被冲压成渐进的形状和形式。自动转换工装系统100可以与至少一个压机转移导轨或转移杆108结合使用，其中至少一个自动转换工装组件110连接到压机转移导轨108。自动转换工装组件110可以可拆卸地连接到端部执行工具或使用自动工具更换器112的端部执行工具114。端部执行工具114可拆卸地接合工件106，以基于压机转移导轨108在相邻冲压工位102之间循环移动，在冲压机的冲压工位102之间传送工件106。虽然本发明描述了在工业冲压机中使用的自动转换工装系统100和自动工装更换设备112，但应该注意的是，本发明不限于工业冲压机或转移压机，而是自动转换工装系统100可用于在本发明将是有利的任何工业环境或应用中，例如需要端部执行工具114的各种定位以在工位102之间处理和运输各种形状的工件106的工业应用。

在冲压机的非限制性示例之后，本发明的自动转换工装系统100的方法和装置可以与冲压机结合使用，其中冲压机具有连续和渐进式冲压工位102。每个冲压工位102提供具有底部冲压模具104和顶部冲压模具(未示出)的冲压模具。底部冲压模具104具有互补地接收工件106的配置。工件106可以由金属薄板或其他类似材料制成，其中金属薄板可以通过冲压工艺被配置和形成为预定形状。然而，应当注意，如果自动转换工装系统100与除冲压之外的其他工业操作结合使用，则工件106可以以不同的配置并且由不同的材料制造。当工件106被定位在底部冲压模具104中时，顶部冲压模具向工件106和底部冲压模具104移动，并将工件106压向底部冲压模具104，这通常被称为“冲压”。顶部冲压模具有形成在其中的形状，该形状与底部冲冲压模具104互补地接合以将所需形状冲压到工件106中。顶部冲压模具对工件106和底部冲压模具104的冲压可以发生一次或多次，直到获得工件106的所需形状。一旦为特定的冲压工位102获得了所需形状的工件106，则工件106然后被传送到相邻的冲压工位102，其中工件106再次以与前述类似的方式冲压。该过程通过连续和渐进式冲压工位102继续，直到获得工件106的最终形式。

为了在连续的冲压工位102之间穿梭工件106，自动转换工装组件110连接到至少一个压机转移导轨108。压机转移导轨108的位置可以采用不同的配置。例如，在非限制性的公开中，一对串联的压机转移导轨108可以基本平行并且定位在底部冲压模具104的相对侧上，如图1-5所示，单个压机转移导轨108可以安装在底部冲压模具104的顶部，如图6-8所示，或者单个转移杆或压机转移导轨140可以连接到机械臂142，比如可编程的机械臂，以使单个压机转移导轨140往返于底部冲压模具104的三轴运动，如图10所示。在具有一对压机转移导轨108的配置中，每个自动转换工装组件110都安装在相邻的一对压机转移导轨108的内部相对侧上。在具有单个顶部压机转移导轨108的配置中，压机转移工装组件110安装在单个顶部压机转移导轨108的相对侧上。在附接到机器人机械臂142的配置中，自动转换工装组件110可以安装到压机转移导轨140的底部144上。自动转换工装组件110可拆卸地接合工件106，并且压机转移导轨108在相邻的冲压工位102之间循环或移动自动转换工装组件110以及工件106。

为了使自动转换工装组件110在工件106上的所需位置接合工件106，自动转换工装组件110具有基座116，基座116固定连接到压机转移导轨108的一侧119或压机转移导轨140的底部144；和从基座116延伸的自由端。电气和气动线路(未示出)可以延伸穿过压机转移导轨108、140并在其内部延伸，并且连接到自动转换工装组件110的基座116中的电气和气动配件(未示出)。电线和气动线路可以通过自动转换工装组件110延伸到端部执行工具114。电线和气动线路连接到电源和加压空气以向自动转换工装组件110和端部执行工具114提供适当的电气和气动动力。可以通过位于压机转移导轨108的外侧124上的检修板120和箱体122来进入电气和气动线路。

为了提供端部执行工具114的准确定位和强力支撑，自动转换工装组件110提供了多个连杆或臂126，这些连杆或臂126在其端部通过机动关节128可旋转地连接，如类似地描述并通过引用并入美国专利第10,124,486号。连杆126和机动关节128在基座116处开始并且从压机转移导轨108、140向外延伸至自动转换工具组件110的自由端，其中自动转换工装组件110连接到端部执行工具114以接合工件106。每个关节128由设置在每个关节128内并与每个关节128相关联的电机(未示出)自动定位。电机在关节128处提供连杆126的旋转调节，以在自动转换工装组件110的端部的端部执行工具114提供多轴定位。在非限制性公开中，自动转换工装组件110具有五个连杆126和五个机动关节128，但是连杆126和关节128的数量不受限制。电机可以由中央处理单元(CPU)、可编程控制器或计算机(未示出)控制以允许关节128和连杆126的受控定位，从而提供端部执行工具114的预定位置。软件可与CPU、可编程控制器或计算机结合使用，为每个配置的工件106提供与端部执行工具114的位置相对应的自动转换工装组件110的连杆126和关节128的预定坐标或定位。由于关节128可以在多个操作循环中保持在相同位置，每个关节128包括可释放离合器(未示出)，该离合器被分离以允许通过使用它们各自的电机来调整关节128，然后接合以防止关节128在调整其位置之间移动。自动转换工装组件110允许关节128的自动定位，从而允许端部执行工具114被准确地定位在预定位置并在大量操作周期内保持刚性，使得端部执行工具114处于在高精度。自动转换工装组件110的这种精确定位允许使用自动工装更换设备112，如稍后将描述的，以及将工件106装载到工位102和从工位102卸载。

为了改变端部执行工具114的类型，即真空吸头、夹具(grippers)、夹具(clamps)、铲子等，以适应各种形状和形式的工件106，在自动转换工装组件110的自由端，自动工具更换器112提供端部执行工具114的自动更换。自动工具更换器112在与基座116相对的自动转换工装系统工装110的自由端提供快速更换工装接收器118。快速更换工装接收器118可释放地接合端部执行工具114上的快速更换工装适配器117，以允许期望的端部执行工具114与用于适当工件106的自动转换工装组件110接合。在冲压机的非限制性示例中，每个不同形状的工件106需要其自己的形状的冲压模具，其中底部冲压模具104被设计为保持和存储接合于冲压模具相关联的特定工件106所需的端部执行工具114。尽管本发明公开了由底部冲压模具104保持和存储的端部执行工具114，但是应当注意，顶部冲压模具还可以或替代地保持和存储一个或多个端部执行工具114。因此，当在冲压工位102中更换冲压模具以生产不同形状的工件106时，通过自动转换工装组件110接合和固定工件106所需的端部执行工具114，被固定到或存储在底部冲压模具104和/或顶部冲压模具。这允许自动转换工装系统工装110在新的冲压模具出现在冲压机的冲压工位102中时接合端部执行工具114。

端部执行工具114可以使用几种不同的配置被存储在或固定到工位102。在冲压机应用的非限制性示例中，自动工具更换器112的第一实施例在图1-4中示出，基本上为L形托架130具有L形托架130的长边131，该长边131连接到底部冲压模具104的外表面，使得L形托架130的短边133从底部冲压模具104向外延伸。L形托架130的短边133具有形成在其中的端部开口槽132，用于接收和保持连接到端部执行工具114的快速更换工装适配器117。在非限制性公开中，通过在L形托架130和端部执行工具114上的快速更换工装适配器117之间提供摩擦配合、卡扣配合或弹簧偏置配合，L形托架130的短边133限定的端部开口槽132可以将快速更换工装适配器117固定在端部开口槽132中的端部执行工具114上。当将端部执行工具114卸载和装载到底部冲压模具104上的L形托架130中时，端部执行工具114仅需要升高和降低到端部开口槽132中。应当注意的是，工位102不限于底部冲压模具104，而是L形托架130可以用于任何类型的工位102中以保持住端部执行工具114。

当端部执行工具114通过L形托架130固定和存储时，端部执行工具114暴露在工位102或者底部冲压模具104的外部。L形托架130的短边133形成一对封闭端部槽134，并且位于端部开口槽132的每一侧，其中封闭端部槽134朝向压机转移导轨108、140开口。安装在自动转换工装组件110的自由端上的快速更换工装接收器118具有一对定位杆136，其沿着快速更换工装接收器118的侧面延伸以接合L形托架130中的封闭端部槽134。封闭端部槽134接收快速更换工装接收器118上的定位杆136，以帮助快速更换工装接收器118相对于快速更换工装适配器117定位在存储在L形托架130上的端部执行工具114上。快速更换工装适配器117和快速更换工装接收器118具有公/母联接，使得快速更换工装接收器118和快速更换工装适配器117可以容易地将端部执行工具114接合和脱离自动转换工装组件110。在非限制性公开中，快速更换工装接收器118和快速更换工装适配器117可以使用任何类型的快速更换工装装置来使自动转换工装组件110与端部执行工具114接合和脱离，例如如弹簧驱动、球驱动、旋转驱动、摩擦配合、卡扣配合等。此外，快速更换工装接收器118和快速更换工装适配器117具有电气和气动耦合器，其允许将电力和气动动力从自动压机转换工装组件110传送和供应到端部执行工具114。

在自动工具更换装置112的第二实施例中，如图1-4中进一步所示，端部执行工具114被固定和存储在工位102或底部冲压模具104中的凹槽138内。L形托架130的长边131连接到并设置在底部冲压模具104的凹槽138内，L形托架130的短边133正好暴露在底部冲压模具104的外侧。如前所述，端部执行工具114固定在L形托架130的短边133的端部开口槽132中，使得端部执行工具114在不使用时设置在底部冲压模具14中的凹槽138内。自动转换工装组件110的快速更换工具接收器118以与先前在自动工具更换器112的第一实施例中描述的相同的方式接合端部执行工具114上的快速更换工具适配器117。底部冲压模具104中的凹槽138允许在底部冲压模具104的运输和存储期间保护端部执行工具114；然而，如果不将端部执行工具114从设置在底部冲压模具104的凹槽138中移除，则操作者无法看到端部执行工具114的状况和类型。

在自动工具更换器112的第三实施例中，其中压机转移导轨108安装在工位102或底部冲压模具104的上方，如图6-9所示，L形托架130的长边131与底部冲压模具104的外表面连接并成一定角度安装。L形托架130朝着压机转移导轨108向内延伸，使得压机转移工装组件110可以接近存储在L形托架130上的端部执行工具114。自动转换工装组件110的快速更换工具接收器118和端部执行工具114的快速更换工具适配器117以与先前在自动工具更换器112的第一和第二实施例中描述的相同的方式操作。

至于压机转移导轨140连接到机器人机械手142，如图10所示，端部执行工具114可以以上述三个实施例中描述的任何方式安装到、保持到或存储在工位102或底部冲压模具104中。因此，机器人机械手142的压机转移导轨140的压机转移工装组件110上的快速更换工具接收器118可以用上述三个实施例中的任何一个接近工位102或底部冲压模具104中的端部执行工具114的快速更换工具适配器117。

在操作中，自动转换工装系统100可以与各种类型的制造、组装和处理操作结合使用。在非限制性的公开中，工件106被装载到制造、组装或处理操作的工位102中，并且用户将工件106的特定模型或配置输入到自动转换工装系统100的CPU、可编程控制器或计算机中。如下所述，可以利用其他方式将工件106的模型或配置传送到自动转换工装系统100。CPU、可编程控制器或计算机然后向自动转换工装组件110发送定位信号。为了将自动转换工装组件移动到它们的期望位置，自动压机转移工装组件110的关节128的离合器解锁，关节128中的电机被驱动以同步关节128和连杆126的运动，以移动在自动压机转移工装组件110的自由端处的快速更换工装接收器118，并且将其与端部执行工具114的快速更换工装适配器117和接头128的离合器对准。快速更换工装接收器118在接合位置接合端部执行工具114上的快速更换工装适配器117，然后CPU、可编程控制器或计算机指示自动转换工装组件110以与如上相同的方式移动到适当位置，以允许端部执行工具114接合工件106。端部执行工具114在工件106上的预定位置处接合工件106，并且自动转换工装系统100将工件106穿梭到所需位置或工位102。一旦工件106被适当地放置到其目的地或工位102中，端部执行工具114释放工件106，并且自动转换工装系统100循环回到先前的工位102或端部执行工具114接合下一个工件106的位置。当需要生产不同模型或不同形状的工件106时，操作员指示自动转换工装系统100的CPU、可编程控制器或计算机需要改变工件106，并且CPU、可编程控制器或计算机指令自动转换工装组件110将端部执行工具114放回到工具更换器112上。快速更换工装接收器118使端部执行工具114上的快速更换工装适配器117与处于脱开位置的自动转换工装组件110上的快速更换工装适配器脱离接合，从而允许端部执行工具114从自动转换工装组件110脱离，其中端部执行工具114保留在工具更换器112上。该循环通过自动转换工装组件移动到对应于不同工件106的端部执行工具114再次开始。

作为操作中的方法和设备的进一步非限制性示例，之前描述过的自动转换工装系统100可以与装载到冲压机组件的冲压工位102中的冲压机模具结合使用，以便将特定工件106冲压。不管实施例如何，每个底部冲压模具104都具有安装到L形托架130的必要的端部执行工具114，以将相应的工件106穿梭到连续的冲压工位102。用户将工件106的特定模型输入到自动转换工装系统100的CPU、可编程控制器或计算机中。可以使用其他非限制性手段将工件106的模型传送到CPU、可编程控制器或计算机，例如将微处理器芯片(未示出)或条形码(未示出)放置在底部冲压模具104上，其中微处理器读取器或条形码扫描器分别识别特定工件106并将其传送到自动转换工装系统100的CPU、可编程控制器或计算机。一旦CPU、可编程控制器或计算机获知工件106的模型和装入冲压机的冲压工位102的底部冲压模具104，CPU、可编程控制器或计算机就发送定位信号到自动转换工装组件110。关节128中的离合器解锁，自动压机转移工装组件110的关节128中的电机被驱动以同步关节128和连杆126的运动，从而移动自动转换工装组件110的自由端部的快速更换工装接收器118，并将其与安装在底部冲压模具104上的端部执行工具114的快速更换工装适配器117对齐，然后关节128中的离合器锁定。快速更换工装接收器118在接合位置接合端部执行工具114上的快速更换工装适配器117，然后CPU、可编程控制器或计算机指示自动转换工装组件110进行到适当的位置用于允许端部执行工具114接合工件106。自动转换工装组件110的移动以与前述相同的方式发生。端部执行工具114然后在工件106上的预定位置处接合工件106，并且压机转移导轨108、140通过远离底部冲压模具104向上上升而开始循环或移动，从而提升压机转移导轨108、140上的自动转换工装组件110，并从底部冲压模具104提升工件106。一旦工件106从底部冲压模具104上移开，压机转移导轨108、140就索引或水平移动到相邻的冲压工位102，在那里将发生下一个连续的冲压操作。压机转移导轨108、140将工件106定位在相邻冲压工位102的底部冲压模具104上方，并且压机转移导轨108、140将工件106降低到相邻的冲压工位102底部冲压模具104中。一旦工件106被适当地放置在底部冲压模具104上，端部执行工具114释放工件106，并且压机转移导轨108、140循环回到先前的冲压工位102，其中端部执行工具114接合下一个工件106。当需要生产不同模型或不同形状的工件106时，操作员指示自动转换工装系统100的CPU、可编程控制器或计算机需要更换冲压机模具，并且CPU、可编程控制器或计算机指示自动压机转移工装组件110将端部执行工具114放回到底部压力机模具104的L形托架130上。自动转换工装组件110上的快速更换工装接收器118在脱离位置与端部执行工具114上的快速更换工装适配器117脱开，以允许端部执行工具114脱离自动转换工装组件110组件并保持在底部冲压模具104的L形托架130。一旦端部执行工具114被固定到底部冲压模具104的L形托架130上，底部冲压模具104就从冲压工位102移除，并且不同的底部冲压模具104被装载到冲压工位102，其中循环再次开始。

虽然本公开是结合目前被认为是最实用和优选的实施例做出的，但应当理解，本公开旨在涵盖各种修改和等效布置。

Claims (18)

1.一种用于将工件往返于工业操作的自动转换工装系统装置，包括：

工位，所述工位用于互补地接合和固定所述工件，以及所述工位具有至少一个支架，所述支架用于将至少一个端部执行工具可拆卸地固定到所述工位；

至少一个转移杆，所述转移杆位于所述工位附近且可相对于所述工位移动；

至少一个自动转换工装组件，所述自动转换工装组件连接到所述至少一个转移杆，其中所述至少一个自动转换工装组件具有多个通过机动关节可调节连接的连杆，以将所述自动转换工装组件自动定位在预定位置；以及

自动工具更换器，所述自动工具更换器连接到所述至少一个自动转换工装组件中的每一个的自由端，所述自动工具更换器在脱离位置和接合位置之间可释放地接合所述至少一个端部执行工具，其中在脱离位置所述至少一个端部执行工具与所述自动工具更换器脱离并固定在所述工位的所述至少一个支架中，其中在接合位置所述至少一个端部执行工具由所述自动工具更换器接合，使得所述至少一个自动转换工装组件朝向所述工件移动，以允许所述至少一个端部执行工具接合所述工件，并且所述机动关节被锁定且所述自动转换工装组件处于预定位置时通过所述转移杆的移动将所述工件移入和移出所述工位。

2.如权利要求1所述的自动转换工装系统装置，还包括：

机械手，所述机械手连接到所述转移杆，用于在预定位置之间移动所述转移杆。

3.如权利要求1所述的自动转换工装系统装置，还包括：

中央处理单元，所述中央处理单元与所述至少一个自动转换工装组件通信，所述中央处理单元控制所述机动关节的操作以确定所述连杆的位置。

4.如权利要求3所述的自动转换工装系统装置，还包括：

所述至少一个自动转换工装组件每个均具有离合器，所述离合器用于在所述机动关节移动之前、期间和之后锁定和解锁所述机动关节。

5.如权利要求1所述的自动转换工装系统装置，所述自动工具更换器用于可释放地将所述至少一个自动转换工装组件中的每一个连接到所述端部执行工具。

6.如权利要求5所述的自动转换工装系统装置，还包括：

所述自动工具更换器具有连接到所述至少一个自动转换工装组件中的每一个的快速更换工装接收器和连接到所述端部执行工具的快速更换工装适配器，其中所述快速更换工装接收器和所述快速更换工装适配器可释放地相互接合以将所述端部执行工具可释放地连接到所述至少一个自动转换工装组件。

7.如权利要求1所述的自动转换工装系统装置，还包括：

所述工位上的所述至少一个支架具有托架，所述托架带有端部开口槽，所述端部开口槽用于可拆卸地接收和保持所述端部执行工具。

8.如权利要求7所述的自动转换工装系统装置，还包括：

凹槽，所述凹槽在所述工位内形成，其中所述托架的至少一部分设置在所述凹槽内。

9.如权利要求2所述的自动转换工装系统装置，所述机械手还包括：

可编程机械臂。

10.一种用于将工件往返于工业操作的自动转换工装系统方法，所述方法包括：

互补地将所述工件接合并固定到工位上；

在与所述工位相连的支架中固定至少一个端部执行工具；

相对于所述工位可移动地定位至少一个转移杆；

将至少一个自动转换工装组件连接到所述至少一个转移杆，其中所述至少一个自动转换工装组件具有多个通过机动关节可调节连接的连杆，以将所述自动转换工装组件自动定位在预定位置；以及

将自动工具更换器连接到所述至少一个自动转换工装组件中的每一个的自由端，并且

在脱离位置和接合位置之间将所述自动工具更换器可释放地接合至所述至少一个端部执行工具，其中在脱离位置所述至少一个端部执行工具与所述自动工具更换器脱离并固定在所述工位的至少一个所述支架中，其中在接合位置所述至少一个端部执行工具由所述自动工具更换器接合，使得所述至少一个自动转换工装组件朝向所述工件移动，以允许所述至少一个端部执行工具接合所述工件，并且所述机动关节被锁定且所述自动转换工装组件处于预定位置时通过所述转移杆的移动使所述工件移入和移出所述工位。

11.如权利要求10所述的自动转换工装系统方法，还包括以下步骤：

将机械手连接到所述转移杆，以在预定位置之间移动所述转移杆。

12.如权利要求10所述的自动转换工装系统方法，还包括以下步骤：

从中央处理单元向所述至少一个自动转换工装组件传送信号，以控制所述机动关节的操作和确定所述连杆的位置。

13.如权利要求12所述的自动转换工装系统方法，还包括以下步骤：

为所述至少一个自动转换工装组件提供离合器，以在所述机动关节移动之前、期间和移动之后锁定和解锁所述机动关节。

14.如权利要求10所述的自动转换工装系统方法，还包括以下步骤：

可释放地将自动工具更换器连接到所述至少一个自动转换工装组件中的每一个和所述端部执行工具。

15.如权利要求10所述的自动转换工装系统方法，还包括以下步骤：

为所述自动工具更换器提供连接所述至少一个自动转换工装组件中的每一个的快速更换工装接收器和连接到所述端部执行工具的快速更换工装适配器，其中所述快速更换工装接收器和所述快速更换工装适配器彼此可释放地接合以将所述端部执行工具可释放地连接到所述至少一个自动转换工装组件。

16.如权利要求10所述的自动转换工装系统方法，还包括以下步骤：

为所述工位上的所述至少一个支架提供具有端部开口槽的托架，所述端部开口槽用于可拆卸地接收和保持所述端部执行工具。

17.如权利要求16所述的自动转换工装系统方法，还包括以下步骤：

在所述工位内形成凹槽，其中所述托架的至少一部分设置在所述凹槽内。

18.如权利要求11所述的自动转换工装系统方法，还包括以下步骤：

提供可编程机械臂作为所述机械手。