摘 要：工件位置變換機(jī)是機(jī)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(jī)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(jī)的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。 關(guān)鍵詞：機(jī)器人位置變換機(jī) 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(jī)器人應(yīng)用的某些作業(yè)場合，尤其是在焊接作業(yè)中。機(jī)器人所持焊槍與工件焊縫的相對(duì)位姿，是保證焊接質(zhì)量的重要因素。由于機(jī)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(duì)于機(jī)器人來說，其位置可能分布在各個(gè)方向，再加上工件形狀和夾具體上的零部件也可能會(huì)影響焊槍的正確找位，必然會(huì)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(jī)器人焊槍找位和焊接的地方，就成為機(jī)器人焊接等作業(yè)中必須解決的一個(gè)闊題 經(jīng)過多年的實(shí)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(jī)．很好地解決了機(jī)器人與工件相對(duì)位置變換的問題。 一、變位機(jī)的基本要求 不同應(yīng)用場合的工件千差萬 q，相應(yīng)的夾具體也是各種各樣的。工件位置變換機(jī)（以下簡稱變位機(jī)）要適應(yīng)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(jī)綜臺(tái)起來，一般地論述對(duì)它的基本要求。 ① 變位機(jī)要能把工件變換到最佳位置，以保證機(jī)器人工具（如焊槍等）處于最臺(tái)理的工作狀態(tài)。 ② 變位機(jī)要盡可能地滿足所有作業(yè)位置的變換要求。對(duì)于確實(shí)難于實(shí)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(jī)要具有較高的重復(fù)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(jī)要盡可能地縮短機(jī)器人的等待時(shí)間，通過兩工位或多工位的構(gòu)造形式，將人工處理時(shí)問與機(jī)器人的工作時(shí)問囊疊起來，縮短加工周期，提高生產(chǎn)率。 ⑤變位機(jī)要有足夠的強(qiáng)度和剛度，足以抵抗正常外力．使綜合變形量不影響機(jī)器人的正常作業(yè)和工件的焊接質(zhì)量。 ⑥ 變位機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必須解決電氣導(dǎo)線和氣路軟管的破壞性纏繞問題．設(shè)置必要的引線和進(jìn)氣裝置．保護(hù)導(dǎo)線和管路不受損壞。 ⑦變位機(jī)用于焊接作業(yè)時(shí)，焊接電探的負(fù)極要盡量靠近被焊工件，并要求電流不通過軸承等接觸點(diǎn)較少或接觸面積較小的機(jī)械零件，以保證起弧質(zhì)量好和不損壞機(jī)械運(yùn)動(dòng)器件。 ⑧ 對(duì)于振動(dòng)性較大的作業(yè)，變位機(jī)應(yīng)與機(jī)器人本體通過底座等結(jié)構(gòu)件建成一體，保證機(jī)器人與變位機(jī)的相對(duì)位置精度。 二、變位機(jī)常見類型 變位機(jī)的種類繁多，它根據(jù)工件形狀、大小、驅(qū)動(dòng)方式、定位方式和位置停留數(shù)量的不同要求．在驅(qū)動(dòng)、定位和結(jié)構(gòu)上也各具特點(diǎn)。變位機(jī)常用的驅(qū)動(dòng)方式有氣壓驅(qū)動(dòng)、交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)．相對(duì)應(yīng)的定位方式有氣動(dòng)銷定位、擋饋定位和位置伺服定位。氣動(dòng)與交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的成本低，多用于位置停留點(diǎn)數(shù)少、精度要求居中的作業(yè)；而位置侗服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的造價(jià)高，它可以作為機(jī)器人臼g外部軸，由增設(shè)的機(jī)器人控制單元控制，常用于位置停留點(diǎn)數(shù)多、變位機(jī)與機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)型、雙軸雙支點(diǎn)型、雙軸傾斜型、轉(zhuǎn)臺(tái)型4軸升降型以及復(fù)合型等，各種變位機(jī)示倒見表。 [align=center] [/align] 在實(shí)際應(yīng)用中， 這些基本型式的變位機(jī)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(fù)合型的變位機(jī)。圉1所表示的是較為典型的一些示倒，（8）是在單軸雙支點(diǎn)型的基礎(chǔ)上形成的三軸雙支點(diǎn)型變位機(jī)；（b）（c）是兩種由轉(zhuǎn)臺(tái)型產(chǎn)生的變 位機(jī)；（d）是將雙軸傾斜型變位機(jī)裴在可以直線移動(dòng)的滑臺(tái)上，依次送人機(jī)器人的工作空間之內(nèi)。這些變位機(jī)具有一個(gè)共同的特點(diǎn)， 它們擁有兩個(gè)安裝工位，可裝夾兩個(gè)工件，通過變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，輪流使一個(gè)工件位于機(jī)器人的工作空間之內(nèi)，另一個(gè)工件則位于人工操作位，使裝卸工件和機(jī)器人的作業(yè)可以同步進(jìn)行，大大縮短了輔助時(shí)間，提高了機(jī)器人的工作散率。 三、變位機(jī)結(jié)構(gòu) 綜上所述，機(jī)器人工作站所選用和設(shè)計(jì)的變位機(jī)是非常靈活的．它與作業(yè)要求、工件形狀、大小、驅(qū)動(dòng)方式、定位方式等多種因素有關(guān)，且變位機(jī)型式和性能對(duì)作業(yè)質(zhì)量影響甚大，因此應(yīng)給予足夠的重視，具體問題具體分析才能設(shè)計(jì)出最佳的工件位置變換機(jī)。 圉2是一個(gè)三軸雙支點(diǎn)變位機(jī)， 通過它我們分析其具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)。H型結(jié)構(gòu)支架裝在轉(zhuǎn)臺(tái)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)， 分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)夾具體， 以使機(jī)器人相對(duì)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(tái)上裴了4個(gè)氣缸，它們驅(qū)動(dòng)的定位銷及托銷使H型支架準(zhǔn)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(jī)器人的作業(yè)質(zhì)量。 轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖3所示， 交流伺服電機(jī)通過RV減速器和齒輪副使主軸帶動(dòng)H 型支架旋轉(zhuǎn)， 在o[sup]。[/sup] 、180[sup]。[/sup]兩個(gè)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(shí)的檢測和定位。主軸的中部有一個(gè)通孔， 下端裝有 r線和 r管支架， 導(dǎo)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?zhǔn)焦苈繁Ｗo(hù)套。 安裴夾具體的雙支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。夾具體裝在主動(dòng)側(cè)和被動(dòng)側(cè)的接手上，主動(dòng)側(cè)的交流伺服電機(jī)通過RV減速裝置驅(qū)動(dòng)夾具體旋轉(zhuǎn)。從動(dòng)徹的轉(zhuǎn)軸是中空的，旋轉(zhuǎn)進(jìn)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(fù)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(dǎo)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(gè)接近開關(guān)檢測的，如果接近開關(guān)出現(xiàn)故障，主動(dòng)側(cè)接手后部的撞塊會(huì)由死擋塊限位而停轉(zhuǎn)。 綜上所述，變位機(jī)是機(jī)器人應(yīng)用工程中的重要的設(shè)備，其形式及設(shè)計(jì)要求靈恬多變，工作性能將直接影響機(jī)器人工作站和生產(chǎn)線的生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率。