本發(fā)明涉及一種氣浮式孔類零件定位裝置，屬于加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

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

常用的消除過定位的方法主要有兩種。第一種是通過在上下料過程中引入基于視覺傳感器或力覺傳感器的閉環(huán)控制，以確保裝夾誤差不至于引發(fā)過大的裝夾作用力，這種方法的缺點在于成本高、實施難度大；第二種方法是在上料前松開夾具，主動釋放工件自由度，這種方法的缺點在于無法避免上料時（機械臂上的）夾具夾緊過程中產(chǎn)生的位置偏差。由此可見，市面上還缺乏一種精度高、成本低，且廣泛適用于孔類零件自動裝夾場合的定位裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氣浮式孔類零件定位裝置。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種氣浮式孔類零件定位裝置，包括底座、外罩、二自由度托架和主定位銷；

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，所述主定位銷設(shè)置在二自由度托架上，所述主定位銷的頂端通過主通孔伸出，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出口伸出活塞腔。

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

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，所述中層托板通過第一直線導軌設(shè)置在底層托板上，所述頂層托板通過第二直線導軌設(shè)置在中層托板上，所述主定位銷和副定位銷設(shè)置在頂層托板上，所述第一直線導軌沿X軸延伸，所述第二直線導軌沿Y軸延伸。

所述第一直線導軌的兩端和第二直線導軌的兩端均設(shè)置有限位裝置，第一直線導軌的兩端的限位裝置用以對中層托板進行限位，第二直線導軌的兩端的限位裝置用以對頂層托板進行限位，所述外罩上設(shè)置有與限位裝置對應的限位調(diào)節(jié)通孔，穿過限位調(diào)節(jié)通孔可對限位裝置進行調(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)明所達到的有益效果：本發(fā)明在孔類零件的自動裝夾和卸料過程中釋放了冗余的約束，有效避免了因過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)簡單、成本低，在工業(yè)自動化領(lǐng)域具有廣泛的推廣意義。

附圖說明

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。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，一種氣浮式孔類零件定位裝置，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通過第一直線導軌304設(shè)置在底層托板301上，頂層托板303通過第二直線導軌305設(shè)置在中層托板302上，第一直線導軌304沿X軸延伸，第二直線導軌305沿Y軸延伸，第一直線導軌304的兩端和第二直線導軌305的兩端均設(shè)置有限位裝置，第一直線導軌304的兩端的限位裝置用以對中層托板302進行限位，第二直線導軌305的兩端的限位裝置用以對頂層托板303進行限位，限位裝置采用常見的限位螺釘306，第一直線導軌304的兩端的限位螺釘306通過側(cè)板307與底層托板301的側(cè)邊固定，第二直線導軌305的兩端的限位螺釘306通過側(cè)板307與中層托板302的側(cè)邊固定，主定位銷500設(shè)置在頂層托板303上，如果加工孔類零件需要限制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600。

如圖3所示，外罩100為底部開口的中空圓柱體結(jié)構(gòu)，外罩100的頂面可給孔類零件提供平面定位，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上開有主通孔101、壓縮空氣通孔104以及與限位螺釘306對應的限位調(diào)節(jié)通孔103，穿過限位調(diào)節(jié)通孔103可對限位螺釘306進行調(diào)節(jié)，主定位銷500的頂端通過主通孔101伸出，如果設(shè)有副定位銷600，則外罩100上還開有副通孔102，副定位銷600的頂端通過副通孔102伸出，主定位銷500和副定位銷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的一端通過出口伸出活塞腔202，伸出活塞腔202的活塞203端部正對主定位銷500側(cè)壁。

上述裝置的工作過程如下：在使用之前，先使用工具（如扳手等）穿過限位調(diào)節(jié)通孔103可對限位裝置進行調(diào)節(jié)，限定主定位銷500在XOY平面內(nèi)平移浮動的程度，通過壓縮空氣通孔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500側(cè)壁，如果主定位銷500受到其他外力，可在XOY平面內(nèi)一定程度平移浮動，引起活塞203壓縮一定位移，使主定位銷500受到活塞203的反向作用力，當外力撤銷后回復原來位置。在使用過程中，主定位銷500用于對孔類零件中心孔作配合定位，副定位銷600用于對有需要限制Z軸旋轉(zhuǎn)方向自由度的孔類零件作定位，上料時，定位誤差會使孔類零件帶動主定位銷500在XOY平面內(nèi)作順從浮動，避免了過定位的產(chǎn)生以及沖擊載荷造成工件和夾具損傷，孔類零件被機械臂夾持離開后，主定位銷500回復初始位置。

上述裝置在對孔類零件進行定位時，從外罩100通入壓縮空氣，在主定位銷500軸的四周形成均布的彈性回復力，從而允許孔類零件在X和Y方向上作一定程度的順從浮動和彈性回復，釋放了在這兩個方向的自由度，避免了過定位的產(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)簡單、成本低，在工業(yè)自動化領(lǐng)域具有廣泛的推廣意義。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，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和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。