本發(fā)明涉及一種氣浮式孔類(lèi)零件定位裝置，屬于加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

自動(dòng)裝夾與自動(dòng)卸料是自動(dòng)化加工領(lǐng)域內(nèi)的重要課題。工件在開(kāi)始加工前，為了使工件處于正確的位置并確保在加工過(guò)程始終保持正確的位置，必須對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，其中夾緊這一步驟通常會(huì)對(duì)工件的六個(gè)自由度進(jìn)行完全限定，從而實(shí)現(xiàn)完全定位。傳統(tǒng)加工過(guò)程中，只需在加工前后通過(guò)肉眼對(duì)準(zhǔn)、手工操作完成上料和下料，然而在自動(dòng)化控制過(guò)程中，該過(guò)程必須由機(jī)器（通常是機(jī)械臂）完成，而機(jī)械臂在夾持工件時(shí)，往往也需要用夾具對(duì)工件進(jìn)行夾緊（完全定位），這就產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題：如何避免過(guò)定位的產(chǎn)生。

常用的消除過(guò)定位的方法主要有兩種。第一種是通過(guò)在上下料過(guò)程中引入基于視覺(jué)傳感器或力覺(jué)傳感器的閉環(huán)控制，以確保裝夾誤差不至于引發(fā)過(guò)大的裝夾作用力，這種方法的缺點(diǎn)在于成本高、實(shí)施難度大；第二種方法是在上料前松開(kāi)夾具，主動(dòng)釋放工件自由度，這種方法的缺點(diǎn)在于無(wú)法避免上料時(shí)（機(jī)械臂上的）夾具夾緊過(guò)程中產(chǎn)生的位置偏差。由此可見(jiàn)，市面上還缺乏一種精度高、成本低，且廣泛適用于孔類(lèi)零件自動(dòng)裝夾場(chǎng)合的定位裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種氣浮式孔類(lèi)零件定位裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種氣浮式孔類(lèi)零件定位裝置，包括底座、外罩、二自由度托架和主定位銷(xiāo)；

所述二自由度托架設(shè)置在底座上，所述外罩設(shè)置在底座上，并且罩住二自由度托架，所述外罩上設(shè)置有主通孔和壓縮空氣通孔，所述主定位銷(xiāo)設(shè)置在二自由度托架上，所述主定位銷(xiāo)的頂端通過(guò)主通孔伸出，所述主通孔的孔壁上設(shè)置有周向的活塞環(huán)安裝槽，所述活塞環(huán)安裝槽內(nèi)設(shè)置有活塞環(huán)，所述活塞環(huán)的外壁上設(shè)置有周向的氣槽，所述氣槽與壓縮空氣通孔連通，所述氣槽與主通孔孔壁構(gòu)成一密閉氣腔，所述活塞環(huán)內(nèi)設(shè)置有若干與氣槽連通的活塞腔，所述活塞腔內(nèi)設(shè)置有活塞，所述活塞腔的出口設(shè)置在活塞環(huán)的內(nèi)壁上，所述活塞的一端通過(guò)出口伸出活塞腔。

所述二自由度托架還設(shè)置有副定位銷(xiāo)，所述外罩上設(shè)置有副通孔，所述副定位銷(xiāo)的頂端通過(guò)副通孔伸出。

所述二自由度托架包括底層托板、中層托板和頂層托板，所述底層托板設(shè)置在底座上，所述中層托板通過(guò)第一直線(xiàn)導(dǎo)軌設(shè)置在底層托板上，所述頂層托板通過(guò)第二直線(xiàn)導(dǎo)軌設(shè)置在中層托板上，所述主定位銷(xiāo)和副定位銷(xiāo)設(shè)置在頂層托板上，所述第一直線(xiàn)導(dǎo)軌沿X軸延伸，所述第二直線(xiàn)導(dǎo)軌沿Y軸延伸。

所述第一直線(xiàn)導(dǎo)軌的兩端和第二直線(xiàn)導(dǎo)軌的兩端均設(shè)置有限位裝置，第一直線(xiàn)導(dǎo)軌的兩端的限位裝置用以對(duì)中層托板進(jìn)行限位，第二直線(xiàn)導(dǎo)軌的兩端的限位裝置用以對(duì)頂層托板進(jìn)行限位，所述外罩上設(shè)置有與限位裝置對(duì)應(yīng)的限位調(diào)節(jié)通孔，穿過(guò)限位調(diào)節(jié)通孔可對(duì)限位裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述限位裝置為限位螺釘。

所述活塞腔為回轉(zhuǎn)體空腔，所述活塞腔的出口均勻分布在活塞環(huán)的內(nèi)壁上。

所述氣槽的上下側(cè)均設(shè)置有密封圈。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：本發(fā)明在孔類(lèi)零件的自動(dòng)裝夾和卸料過(guò)程中釋放了冗余的約束，有效避免了因過(guò)定位或沖擊載荷造成工件和夾具損傷，且使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有廣泛的推廣意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為二自由度托架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為外罩的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種氣浮式孔類(lèi)零件定位裝置，包括底座400、外罩100、二自由度托架300和主定位銷(xiāo)500。

底座400為板狀的圓形底座，如圖2所示的二自由度托架300設(shè)置在底座400上，二自由度托架300包括底層托板301、中層托板302和頂層托板303，底層托板301設(shè)置在底座400上，中層托板302通過(guò)第一直線(xiàn)導(dǎo)軌304設(shè)置在底層托板301上，頂層托板303通過(guò)第二直線(xiàn)導(dǎo)軌305設(shè)置在中層托板302上，第一直線(xiàn)導(dǎo)軌304沿X軸延伸，第二直線(xiàn)導(dǎo)軌305沿Y軸延伸，第一直線(xiàn)導(dǎo)軌304的兩端和第二直線(xiàn)導(dǎo)軌305的兩端均設(shè)置有限位裝置，第一直線(xiàn)導(dǎo)軌304的兩端的限位裝置用以對(duì)中層托板302進(jìn)行限位，第二直線(xiàn)導(dǎo)軌305的兩端的限位裝置用以對(duì)頂層托板303進(jìn)行限位，限位裝置采用常見(jiàn)的限位螺釘306，第一直線(xiàn)導(dǎo)軌304的兩端的限位螺釘306通過(guò)側(cè)板307與底層托板301的側(cè)邊固定，第二直線(xiàn)導(dǎo)軌305的兩端的限位螺釘306通過(guò)側(cè)板307與中層托板302的側(cè)邊固定，主定位銷(xiāo)500設(shè)置在頂層托板303上，如果加工孔類(lèi)零件需要限制Z軸旋轉(zhuǎn)方向上的自由度，則可在頂層托板303上再設(shè)置副定位銷(xiāo)600。

如圖3所示，外罩100為底部開(kāi)口的中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，外罩100的頂面可給孔類(lèi)零件提供平面定位，外罩100設(shè)置在底座400上，并且罩住二自由度托架300，外罩100上開(kāi)有主通孔101、壓縮空氣通孔104以及與限位螺釘306對(duì)應(yīng)的限位調(diào)節(jié)通孔103，穿過(guò)限位調(diào)節(jié)通孔103可對(duì)限位螺釘306進(jìn)行調(diào)節(jié)，主定位銷(xiāo)500的頂端通過(guò)主通孔101伸出，如果設(shè)有副定位銷(xiāo)600，則外罩100上還開(kāi)有副通孔102，副定位銷(xiāo)600的頂端通過(guò)副通孔102伸出，主定位銷(xiāo)500和副定位銷(xiāo)600的頂端均設(shè)有倒角。

主通孔101的孔壁上設(shè)置有周向的活塞環(huán)安裝槽，活塞環(huán)安裝槽內(nèi)設(shè)置有活塞環(huán)200，如圖4所示，活塞環(huán)200的外壁上設(shè)置有周向的氣槽201，氣槽201與壓縮空氣通孔104連通，氣槽201的上下側(cè)均設(shè)置有密封圈204，氣槽201與主通孔101孔壁構(gòu)成一密閉氣腔，活塞環(huán)200內(nèi)設(shè)置有若干與氣槽201連通的活塞腔202，活塞腔202為回轉(zhuǎn)體空腔，活塞腔202內(nèi)設(shè)置有活塞203，活塞腔202的出口均勻設(shè)置在活塞環(huán)200的內(nèi)壁上，活塞203的一端通過(guò)出口伸出活塞腔202，伸出活塞腔202的活塞203端部正對(duì)主定位銷(xiāo)500側(cè)壁。

上述裝置的工作過(guò)程如下：在使用之前，先使用工具（如扳手等）穿過(guò)限位調(diào)節(jié)通孔103可對(duì)限位裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，限定主定位銷(xiāo)500在XOY平面內(nèi)平移浮動(dòng)的程度，通過(guò)壓縮空氣通孔104向氣槽201內(nèi)通入壓縮空氣，在壓縮空氣的作用下，每個(gè)活塞203受相同的壓力，并在壓力作用下伸出活塞腔202、端部抵住主定位銷(xiāo)500側(cè)壁，如果主定位銷(xiāo)500受到其他外力，可在XOY平面內(nèi)一定程度平移浮動(dòng)，引起活塞203壓縮一定位移，使主定位銷(xiāo)500受到活塞203的反向作用力，當(dāng)外力撤銷(xiāo)后回復(fù)原來(lái)位置。在使用過(guò)程中，主定位銷(xiāo)500用于對(duì)孔類(lèi)零件中心孔作配合定位，副定位銷(xiāo)600用于對(duì)有需要限制Z軸旋轉(zhuǎn)方向自由度的孔類(lèi)零件作定位，上料時(shí)，定位誤差會(huì)使孔類(lèi)零件帶動(dòng)主定位銷(xiāo)500在XOY平面內(nèi)作順從浮動(dòng)，避免了過(guò)定位的產(chǎn)生以及沖擊載荷造成工件和夾具損傷，孔類(lèi)零件被機(jī)械臂夾持離開(kāi)后，主定位銷(xiāo)500回復(fù)初始位置。

上述裝置在對(duì)孔類(lèi)零件進(jìn)行定位時(shí)，從外罩100通入壓縮空氣，在主定位銷(xiāo)500軸的四周形成均布的彈性回復(fù)力，從而允許孔類(lèi)零件在X和Y方向上作一定程度的順從浮動(dòng)和彈性回復(fù)，釋放了在這兩個(gè)方向的自由度，避免了過(guò)定位的產(chǎn)生以及沖擊載荷造成工件和夾具損傷。該裝置使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有廣泛的推廣意義。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。