浮动对心装置的制作方法

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别涉及一种浮动对心装置。

背景技术：

现有技术中的一种治具，其上固定连接相应的设备，例如烤炉。另外，治具连接在驱动系统上，在烤炉等设备运行过程中，驱动系统会带动治具进行高度方向上的调整，以在设定高度处对治具上的烤炉等设备进行上下料等操作。其中，在治具的高度调整结束时，通常需要沿着垂直于高度方向的设定方向驱动导向柱运动以插进治具上的治具孔中，然后再在导向柱上安装机械手等设备以进行上下料或者其他操作。

然而，由于烤炉等设备通常质量与体积较大，加上驱动系统的控制精度等原因，经常发生治具停下的位置与设定高度并不一致，存在定位偏差，从而导向柱沿着原设定方向运动时无法准确插进治具的治具孔中，需要工作人员反复调整导向柱的位置，降低了工作效率，影响后续工序的顺利进行。

因此，如何提高工作效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种浮动对心装置，能够提高工作效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种浮动对心装置，包括支撑框架和跨设于所述支撑框架上的柔性连接件，所述柔性连接件能够沿其延伸方向在所述支撑框架上自由滑动，所述柔性连接件的两个自由端分别吊起浮动框架和与所述浮动框架重量相等的配重块，所述浮动框架包括定位凸起，所述定位凸起的中心线垂直于高度方向，所述定位凸起在垂直于高度方向的一端为自由端，所述定位凸起在高度方向上的两端面沿着朝向所述自由端的方向逐渐向所述定位凸起的中心线收拢。

优选地，还包括高度调节驱动器，所述高度调节驱动器的机壳固定连接在所述支撑框架上，所述高度调节驱动器的输出端通过推动所述浮动框架以调节所述浮动框架高度。

优选地，所述高度调节驱动器包括驱动方向垂直于高度方向的复位驱动设备和固定于所述复位驱动设备的输出端的复位件，所述复位驱动设备的机壳固定于所述支撑框架上；所述复位件与所述浮动框架中的一者包括复位凸头，另一者包括用于与所述复位凸头插接配合以调节所述浮动框架高度的复位凹槽；

所述复位凹槽的中心线垂直于高度方向，且所述复位凹槽在高度方向上的两端面沿着远离所述复位凸头的方向逐渐向所述复位凹槽的中心线收拢；和/或，所述复位凸头的中心线垂直于高度方向，且所述复位凸头在高度方向上的两端面沿着靠近所述复位凹槽的方向逐渐向所述复位凸头的中心线收拢。

优选地，所述定位凸起在高度方向上的两端为安装角度可调的定位板，位于上侧的所述定位板的顶面、位于下侧的所述定位板的底面分别为所述定位凸起在高度方向上的两端面。

优选地，所述柔性连接件为链条，所述支撑框架的顶部转动连接有链轮，所述链轮的旋转中心线垂直于高度方向，所述链条啮合连接于所述链轮。

优选地，还包括框架驱动设备，所述支撑框架连接于所述框架驱动设备的输出端，所述框架驱动设备输出垂直于高度方向的直线运动。

优选地，所述支撑框架的底部滑动连接于底部导轨上，所述底部导轨的延伸方向平行于所述框架驱动设备输出的运动方向。

优选地，所述支撑框架上设有沿高度方向延伸的框架导轨，所述浮动框架滑动连接于所述框架导轨上。

优选地，所述浮动框架上两个相对的壁面分别滑动连接于两个所述框架导轨上。

优选地，所述浮动框架包括框架本体和固定于所述框架本体上的导向柱，所述框架本体连接于所述柔性连接件，所述导向柱包括沿着远离所述框架本体的方向依次设置的圆柱部和所述定位凸起，所述圆柱部和所述定位凸起两者的中心线共线，所述定位凸起的大径端端面与所述圆柱部的一端面相重合。

本实用新型提供的浮动对心装置，包括支撑框架和跨设于支撑框架上的柔性连接件，柔性连接件能够沿其延伸方向在支撑框架上自由滑动，柔性连接件的两个自由端分别吊起浮动框架和与浮动框架重量相等的配重块，浮动框架包括定位凸起，定位凸起的中心线垂直于高度方向，定位凸起在垂直于高度方向的一端为自由端，定位凸起在高度方向上的两端面沿着朝向自由端的方向逐渐向定位凸起的中心线收拢。

初始状态下，使浮动框架在初始位置保持在设定高度处，该设定高度具体可以为要求治具孔停止的高度。治具孔停定后，推动支撑框架朝向治具孔前进，支撑框架带动浮动框架、定位凸起及配重块同步前进，定位凸起的自由端在前，若治具孔未停止在设定高度处，则在定位凸起的自由端伸入治具孔后，随着浮动框架的不断前进，浮动框架可以适应性地在高度方向调整自身位置，最终使浮动框架准确插进治具孔中，此时，配重块可以平衡浮动框架的重力，避免浮动框架对治具孔的孔壁产生较大压力而损伤治具。

通过配重块能够实现浮动框架的动平衡，使浮动框架能够在定位凸起的导向下适应性地调节自身高度以准确插进治具中，同时，由于浮动框架能够在配重块的平衡下保持静止，浮动框架不会在高度方向上挤压治具，可以避免对治具造成损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例一的后视图；

图2为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例一的侧视图；

图3为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例一的前视图

图4为治具孔的剖视图；

图5为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例一中支撑框架处于初始状态下的侧视图；

图6为图5的a处放大图；

图7为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例一与治具孔对接过程中定位凸起刚插入治具孔状态下的侧视图；

图8为图7的b处放大图；

图9为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例一与治具孔对接过程中圆柱部插入治具孔后状态下的侧视图；

图10为图9的c处放大图；

图11为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例二中定位凸起的侧视图；

图12为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例三中定位凸起的前视图；

图13为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例三中定位凸起的侧视图；

图14为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例四中定位凸起的前视图；

图15为本实用新型所提供浮动对心装置具体实施例四中定位凸起的侧视图。

附图标记：

支撑框架1，框架导轨11，支撑框滑块12，链轮13，复位支撑框14；

浮动框架2，导向柱21，定位凸起22，圆柱部23，复位凹槽24，框架本体25，浮动框滑块26，定位板27，液压缸28；

配重块3；

高度调节驱动器4，复位驱动设备41，复位凸头42；

框架驱动设备5；

底部导轨6；

链条7；

治具孔8。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种浮动对心装置，能够提高工作效率。

需要说明的是，当元件被称为“固定”于另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。另外，为便于描述，高度方向为上下方向。此外，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型所提供浮动对心装置的一种具体实施例中，包括支撑框架1和跨设于支撑框架1上的柔性连接件。柔性连接件能够沿其延伸方向在支撑框架1上自由滑动。如图1所示，柔性连接件的两个自由端分别吊起浮动框架2和配重块3，配重块3与浮动框架2重量相等。浮动框架2和配重块3经柔性连接件的起吊悬在空中，配重块3与浮动框架2可保持动态平衡，即，浮动框架2受到的向上的拉力等于浮动框架2的重力，浮动框架2在被调至可调范围内的任一高度时均能够在配重块3的平衡作用下保持静止状态。

其中，定位凸起22的中心线垂直于高度方向，定位凸起22在垂直于高度方向的一端为自由端。定位凸起22在高度方向上的两端面沿着朝向自由端的方向逐渐向定位凸起22的中心线收拢，从而使定位凸起22整体形状呈一端面积大、一端面积小的锥形结构。基于如图2所示方位，高度方向为上下方向，定位凸起22的自由端为左端，定位凸起22的中心线d沿左右方向延伸，定位凸起22在高度方向上的两端面分别为上端表面和下端表面，上端表面朝向定位凸起22的左端逐渐向下收拢，下端表面朝向定位凸起的左端逐渐向上收拢。定位凸起22在高度方向上的两端面的周向范围可按需设定，不做具体限定。

优选地，本实施例中，如图2和如图3所示，定位凸起22为圆锥结构或圆台结构，其各个方向上的表面均沿着朝向定位凸起22自由端的方向逐渐向定位凸起22的中心线收拢，且收拢程度相同，便于加工，定位效果较好。在本实施例中，定位凸起22在高度方向上的两端面可以视为是构成该定位凸起22外周面的上半部分弧形面和下半部分弧形面。

初始状态下，使浮动框架2在初始位置保持在设定高度处，该设定高度具体可以为要求治具孔8停止的高度。治具孔8停定后，推动支撑框架1朝向治具孔8前进，支撑框架1带动浮动框架2、定位凸起22及配重块3同步前进，定位凸起22的自由端在前，若治具孔8未停止在设定高度处，则在定位凸起22的自由端伸入治具孔8后，随着浮动框架2的不断前进，浮动框架2可以适应性地在高度方向调整自身位置，最终使浮动框架2准确插进治具孔8中，此时，配重块3可以平衡浮动框架2的重力，避免浮动框架2对治具孔8的孔壁产生较大压力而损伤治具。另外，需要说明的是，定位凸起22在高度方向上两端面相对于定位凸起22中心线的锥度应结合治具孔8可能发生的最大高度偏差进行设定，以保证定位凸起22的自由端能够伸入治具孔8中以进行自身的高度调节。

本实施例中，通过配重块3能够实现浮动框架2的动平衡，使浮动框架2能够在定位凸起22的导向下适应性地调节自身高度以准确插进治具中，同时，由于浮动框架2能够在配重块3的平衡下保持静止，浮动框架2不会在高度方向上挤压治具，可以避免对治具造成损伤。

进一步地，该浮动对心装置还包括高度调节驱动器4，该高度调节驱动器4的机壳固定连接在支撑框架1上，高度调节驱动器4的输出端通过推动浮动框架2以调节浮动框架2高度。在定位凸起22远离治具复位至初始位置后，通过高度调节驱动器4的驱动调节浮动框架2高度，使定位凸起22保持在设定高度处，有利于保证每次浮动框架2朝向治具运动时，定位凸起22能够伸入治具孔8中。

进一步地，如图2所示，高度调节驱动器4包括驱动方向垂直于高度方向的复位驱动设备41和固定于复位驱动设备41的输出端的复位件，复位驱动设备41的机壳固定在支撑框架1上。可选地，如图1所示，支撑框架1上固定设置复位支撑框14，复位驱动设备41的机壳固定在该复位支撑框14上。

其中，复位件包括复位凸头42，浮动框架2包括用于与复位凸头42插接配合以调节浮动框架2高度的复位凹槽24。其中，需要说明的是，在复位凹槽24和复位凸头42错位至无法插接的程度时，可通过手动调节复位凹槽24的高度至复位凹槽24和复位凸头42可插接定位。

如图10所示，复位凹槽24的中心线垂直于高度方向，且复位凹槽24在高度方向上的两端面沿着远离复位凸头42的方向逐渐向复位凹槽24的中心线收拢。

本实施例中，复位件在高度方向的位置是不变的，在浮动框架2与治具孔8相分开后，可保证浮动框架2被复位件复位到统一的高度处。具体如图6所示，在定位凸起22与治具孔8相分开后，随着复位驱动设备41不断朝向浮动框架2驱动复位件，复位件与复位配合结构的插接程度不断加深，通过复位凹槽24的导向作用，使复位件通过垂直于高度方向上的运动带动浮动框架2在高度方向上运动，使浮动框架2被调整至复位凸头42与复位凹槽24稳定插接的程度。

进一步地，如图6和如8所示，复位凸头42的中心线垂直于高度方向，且复位凸头42在高度方向上的两端面沿着靠近复位凹槽24的方向逐渐向复位凸头42的中心线收拢。由于复位凹槽24与复位凸头42在垂直于高度方向均具备导向能力，可减少复位凸头42与复位凹槽24之间的撞击损伤。优选地，复位凸头42为圆台形凸头，复位凹槽24为锥度相适配的圆台形凹槽或圆锥形凹槽。优选地，复位凹槽24的中心线与复位凸头42的中心线两者所确定的平面平行于高度方向，另外，复位凹槽24与定位凸起22的中心线共线，以便加工。

当然，在另一实施例中，可将本实施例中的复位凹槽替换为槽面为圆柱面的凹槽，圆柱面的轴心线垂直于高度方向且为复位凹槽的中心线。又或者，在另一实施例中，可将本实施例中的复位凸头替换为外周面为圆柱面的凸头结构，圆柱面的轴心线垂直于高度方向且为复位凸头的中心线。又或者，在另一实施例中，复位件包括复位凹槽，而浮动框架包括复位凸头。

进一步地，柔性连接件为链条7，支撑框架1的顶部转动连接有链轮13，链轮13的旋转中心线垂直于高度方向，链条7啮合连接于链轮13。其中，链轮13的数量可以根据实际需要设置一个或至少两个，具体如图1所示，支撑框架1的顶部设有两个链轮座，两个链轮13分别转动连接在两个链轮座上，链条7的中部依次绕设在两个链轮13上。链轮13与链条7构成定滑轮结构，重量相等的配重块3与浮动框架2根据定滑轮原理保持动态平衡，链轮13与链条7的设置能够提高浮动框架2在高度方向上运动的平稳性。

当然，在其他实施例中，柔性连接件还可以设置为钢丝绳，相应地，支撑框架1顶部转动连接滑轮，滑轮上设有环形槽，钢丝绳的中部设于环形槽中。

进一步地，该浮动对心装置还包括框架驱动设备5。支撑框架1连接于框架驱动设备5的输出端，框架驱动设备5输出垂直于高度方向的直线运动，可选地，框架驱动设备5为直线电机或气缸。由于在定位凸起22与治具孔8插接的过程中，支撑框架1需要带动浮动框架2沿垂直于高度方向运动一段距离，通过框架驱动设备5可以实现对支撑框架1的自动驱动，使支撑框架1能够自动靠近或远离治具，可进一步降低工作人员的劳动强度。

进一步地，支撑框架1的底部滑动连接于底部导轨6上，底部导轨6的延伸方向平行于框架驱动设备5输出的运动方向。具体如图1所示，支撑框架1的底部固定设有支撑框滑块12，支撑框滑块12滑动连接在底部导轨6上。框架驱动设备5驱动支撑框架1在底部导轨6上运动，相比于直接在地面滑动，能够减少支撑框架1受到的摩擦。

进一步地，支撑框架1上设有沿高度方向延伸的框架导轨11，浮动框架2滑动连接于该框架导轨11上。具体如图3所示，浮动框架2包括框架本体25和固定在框架本体25上的浮动框滑块26，浮动框滑块26滑动连接在框架导轨11上。通过框架导轨11的设置，可以进一步调节浮动框架2沿高度方向运动的平稳性，且有利于保证柔性连接件上与浮动框架2连接的部分平行于高度方向，以更好地满足定滑轮原理，保证浮动框架2受到的柔性连接件的拉力等于配重块3的重力。另外，需要说明的是，为保证配重块3的平衡能力，配重块3除了受到柔性连接件的拉力、重力与大气压力外，优选不受其他外力。

进一步地，浮动框架2上两个相对的壁面分别滑动连接于两个框架导轨11上。如图1和图3所示，浮动框架2夹设在两个框架导轨11之间，两个框架导轨11在垂直于高度方向上对浮动框架2具有限位作用，进一步避免框架导轨11在垂直于高度方向上发生晃动而影响浮动框架2与配重块3之间的动平衡。

进一步地，浮动框架2包括框架本体25和固定于框架本体25上的导向柱21。如图3所示，框架本体25连接于柔性连接件，框架本体25滑动连接框架导轨11上。如图2和图3所示，导向柱21包括沿着远离框架本体25的方向依次设置的圆柱部23和定位凸起22，圆柱部23和定位凸起22两者的中心线共线，定位凸起22的大径端端面与圆柱部23的一端面相重合。在定位凸起22插接于治具孔8后，由于圆柱部23的设置，继续原向驱动支撑框架1，如图9所示，使圆柱部23也伸入治具孔8中，能够更加可靠地将定位凸起22保持在经调节后的高度。

本实施例所提供的浮动对心装置的工作原理如下：

在初始状态下，如图5和图6所示，复位驱动设备41动作将复位凸头42压入复位凹槽24中，此时，浮动框架2处于初始位置。

当一切准备工作完成，要进行定位凸起22与治具孔8的对接定位时，复位驱动设备41复位，将复位凸头42带离复位凹槽24，浮动框架2与配重块3进入浮动平衡状态。此时，框架驱动设备5推动支撑框架1朝向治具孔8运动，导向柱21与治具孔8接触，治具孔8和导向柱21上的定位凸起22都有倒角，导向柱21被导入到治具孔8中，定位完成。

当需要导向柱21退出治具孔8退出时，框架驱动设备5复位，将导向柱21抽离治具，最后，复位驱动设备41动作将复位凸头42压入复位凹槽24中，浮动框架2回复到初始位置。

该浮动对心装置利用定滑轮原理，浮动框架2和配重块3重量，不需要很大的外力就可以使浮动框架2上下浮动，浮动框架2可以很容易地导入治具孔8中，可实现治具孔8位置较大误差时的对接，不会对治具造成挤压和损伤，有利于节省设备成本，另外，浮动框架2能够在复位驱动设备41和复位凸头42的作用下自动复位。

显然，对于高度调节驱动器4的设置，在另一具体实施例中，高度调节驱动器4可以设置为直线驱动器，且其输出的运动为沿高度方向的直线运动，以直接通过高度方向的运动推动浮动框架2进行高度方向的位置调整。

显然，对于定位凸起22的设置不限于以上实施例所提供的方式。

例如，如图11所示，定位凸起22在高度方向上的两端为安装角度可调的定位板27，位于上侧的定位板27的顶面、位于下侧的定位板27的底面分别为定位凸起22在高度方向上的两端面，以提高定位凸起22对治具孔8结构的适应性。优选地，定位板27铰接于浮动框架2中的框架本体25上，且框架本体25与定位板27之间铰接有液压缸28，液压缸28伸缩以调节定位板27的安装角度。

又或者，如图12和13所示，定位凸起22在高度方向上的上端表面和下端表面分别为沿着朝向自由端的方向逐渐向定位凸起22的中心线收拢的弧形面，定位凸起22在上端表面和下端表面之间的侧面为平行于定位凸起22中心线的平面。

又或者，如图12和13所示，定位凸起22在高度方向上的上端表面和下端表面、以及上端表面和下端表面之间的侧面均为沿着朝向自由端的方向逐渐向定位凸起22的中心线收拢的平面。

另外，复位凹槽、复位凸头在高度方向上的两端面也可以参照此三个实施例中定位凸起的设置方式进行设置，不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的浮动对心装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。