摘 要：工件位置變換機是機器人生產(chǎn)線和工作站中的重要設(shè)備之一．隨著工件形狀和太小的變化．其培構(gòu)型式更活多變。本文介紹誼機的基本要求、類型和常見的結(jié)構(gòu)．為專用工件位置變換機的設(shè)計提供參考依據(jù)。 關(guān)鍵詞：機器人位置變換機 Abstract：The positloner is ve important in robot line and robot station．As there f1．ro wodcpioces in diferent shapes and sizeB，the positioner is flexible in construetiem．The hI p ncipj怕，types and eomllflol|construction of the positioners are provided for the purpose ofdesign in this paper． Key W ords：Robot Oositioner 在工業(yè)機器人應用的某些作業(yè)場合，尤其是在焊接作業(yè)中。機器人所持焊槍與工件焊縫的相對位姿，是保證焊接質(zhì)量的重要因素。由于機器人結(jié)構(gòu)及其工作空間是確定的，而且各種工件的焊縫位置和形狀又千差萬別，相對于機器人來說，其位置可能分布在各個方向，再加上工件形狀和夾具體上的零部件也可能會影響焊槍的正確找位，必然會出現(xiàn)位姿不理想或根本無法焊接的情形。如何把工件各處的焊縫位置均能變換到晟有利于機器人焊槍找位和焊接的地方，就成為機器人焊接等作業(yè)中必須解決的一個闊題 經(jīng)過多年的實踐， 出現(xiàn)了適用于不同作業(yè)場合結(jié)構(gòu)形式各異的工件位置變換機．很好地解決了機器人與工件相對位置變換的問題。 一、變位機的基本要求 不同應用場合的工件千差萬 q，相應的夾具體也是各種各樣的。工件位置變換機（以下簡稱變位機）要適應工件與夾具體以及作業(yè)的要求，這里我們把不同形式的變位機綜臺起來，一般地論述對它的基本要求。 ① 變位機要能把工件變換到最佳位置，以保證機器人工具（如焊槍等）處于最臺理的工作狀態(tài)。 ② 變位機要盡可能地滿足所有作業(yè)位置的變換要求。對于確實難于實現(xiàn)的位置或加工死區(qū)， 可由人工處理或在下一工作站中通過轉(zhuǎn)變裝夾設(shè)法解決。 ③ 變位機要具有較高的重復定位精度，保證工件加工質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。 ④ 變位機要盡可能地縮短機器人的等待時間，通過兩工位或多工位的構(gòu)造形式，將人工處理時問與機器人的工作時問囊疊起來，縮短加工周期，提高生產(chǎn)率。 ⑤變位機要有足夠的強度和剛度，足以抵抗正常外力．使綜合變形量不影響機器人的正常作業(yè)和工件的焊接質(zhì)量。 ⑥ 變位機運轉(zhuǎn)時必須解決電氣導線和氣路軟管的破壞性纏繞問題．設(shè)置必要的引線和進氣裝置．保護導線和管路不受損壞。 ⑦變位機用于焊接作業(yè)時，焊接電探的負極要盡量靠近被焊工件，并要求電流不通過軸承等接觸點較少或接觸面積較小的機械零件，以保證起弧質(zhì)量好和不損壞機械運動器件。 ⑧ 對于振動性較大的作業(yè)，變位機應與機器人本體通過底座等結(jié)構(gòu)件建成一體，保證機器人與變位機的相對位置精度。 二、變位機常見類型 變位機的種類繁多，它根據(jù)工件形狀、大小、驅(qū)動方式、定位方式和位置停留數(shù)量的不同要求．在驅(qū)動、定位和結(jié)構(gòu)上也各具特點。變位機常用的驅(qū)動方式有氣壓驅(qū)動、交流電機驅(qū)動和交流伺服電機驅(qū)動．相對應的定位方式有氣動銷定位、擋饋定位和位置伺服定位。氣動與交流電機驅(qū)動的成本低，多用于位置停留點數(shù)少、精度要求居中的作業(yè)；而位置侗服電機驅(qū)動的造價高，它可以作為機器人臼g外部軸，由增設(shè)的機器人控制單元控制，常用于位置停留點數(shù)多、變位機與機器人協(xié)調(diào)運動和定位精度要求較高的作業(yè)中。常用的結(jié)構(gòu)形式有單軸懸臂型、雙軸懸臂型、單軸雙支點型、雙軸雙支點型、雙軸傾斜型、轉(zhuǎn)臺型4軸升降型以及復合型等，各種變位機示倒見表。 [align=center] [/align] 在實際應用中， 這些基本型式的變位機根據(jù)使用要求、人工操作和提高生產(chǎn)率等因素，又演變出各種復合型的變位機。圉1所表示的是較為典型的一些示倒，（8）是在單軸雙支點型的基礎(chǔ)上形成的三軸雙支點型變位機；（b）（c）是兩種由轉(zhuǎn)臺型產(chǎn)生的變 位機；（d）是將雙軸傾斜型變位機裴在可以直線移動的滑臺上，依次送人機器人的工作空間之內(nèi)。這些變位機具有一個共同的特點， 它們擁有兩個安裝工位，可裝夾兩個工件，通過變位機的旋轉(zhuǎn)或移動，輪流使一個工件位于機器人的工作空間之內(nèi)，另一個工件則位于人工操作位，使裝卸工件和機器人的作業(yè)可以同步進行，大大縮短了輔助時間，提高了機器人的工作散率。 三、變位機結(jié)構(gòu) 綜上所述，機器人工作站所選用和設(shè)計的變位機是非常靈活的．它與作業(yè)要求、工件形狀、大小、驅(qū)動方式、定位方式等多種因素有關(guān)，且變位機型式和性能對作業(yè)質(zhì)量影響甚大，因此應給予足夠的重視，具體問題具體分析才能設(shè)計出最佳的工件位置變換機。 圉2是一個三軸雙支點變位機， 通過它我們分析其具體的機械結(jié)構(gòu)。H型結(jié)構(gòu)支架裝在轉(zhuǎn)臺上，它可以旋轉(zhuǎn)180[sup]。[/sup]，變換兩套夾具體的位置。在H型支架上裝有兩套雙支點轉(zhuǎn)動系統(tǒng)， 分別驅(qū)動兩個夾具體， 以使機器人相對于工件可以找到最佳的作業(yè)位置。在H 型支架四角下方的架臺上裴了4個氣缸，它們驅(qū)動的定位銷及托銷使H型支架準確定位，并可以防止在操作力等外力的作用下，目H型支架變形而影響機器人的作業(yè)質(zhì)量。 轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)如圖3所示， 交流伺服電機通過RV減速器和齒輪副使主軸帶動H 型支架旋轉(zhuǎn)， 在o[sup]。[/sup] 、180[sup]。[/sup]兩個位置，用接近傳感器、超限開關(guān)和擋塊完成停止位置和出現(xiàn)故障時的檢測和定位。主軸的中部有一個通孔， 下端裝有 r線和 r管支架， 導線及軟管通過主軸心部從下至上引到H型支架內(nèi)，分別送到各接線和接管處， 目r線和 r管支架與固定在箱體上的支架之間采用可彎曲的鏈式管路保護套。 安裴夾具體的雙支點旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。夾具體裝在主動側(cè)和被動側(cè)的接手上，主動側(cè)的交流伺服電機通過RV減速裝置驅(qū)動夾具體旋轉(zhuǎn)。從動徹的轉(zhuǎn)軸是中空的，旋轉(zhuǎn)進氣活接頭安裝在轉(zhuǎn)軸的尾部．壓縮空氣從尾部引︿ ，從轉(zhuǎn)軸的前端面引出。焊接電源的負極固連在軸承箱右側(cè)的壓塊上，在彈簧的作用下，壓塊始終緊密地與轉(zhuǎn)軸接觸，保證良好的導電性，并且電流不通過軸承。轉(zhuǎn)軸前端的輪盤是電線的釋放和收集裝置。夾具體旋轉(zhuǎn)的極限位置是通過兩個接近開關(guān)檢測的，如果接近開關(guān)出現(xiàn)故障，主動側(cè)接手后部的撞塊會由死擋塊限位而停轉(zhuǎn)。 綜上所述，變位機是機器人應用工程中的重要的設(shè)備，其形式及設(shè)計要求靈恬多變，工作性能將直接影響機器人工作站和生產(chǎn)線的生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率。