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摘要：变位机作为现代机械化生产的典型设备，其已逐渐的广泛应用于工业生产的各个领域，目前来说我国汽车制造企业多数都采用机器人焊接工作站的方式进行工件生产，相比于以往的人工加工方式，工作效率和焊接质量都显著提升。本文基于常见变位机类型及其作用进行分析，并对机器人焊接工作站中变位机技术性能进行探究。
关键词：生产效率；经济效益；伺服驱动
引言：当前社会发展形势下，现代科学技术的应用使工业制造发生重大变革，以往的劳动密集型产业逐渐发生转变，越来越多的工业生产内容开始由机器人替代人工，工作效率和制造精确性都显著提升。根据相关调查统计数据显示，我国汽车保有量位居世界前列，车型更新换代速度不断加剧，市场竞争逐渐呈现较为激烈的形式。为更好的提升生产效率和质量，实现经济效益的增长，世界上多数汽车制造企业开始以焊接机器人替代人工，这种模式已成为未来汽车制造业发展的必然趋势。
一常见变位机类型及作用分析
1.单轴翻转变位机
单轴翻转变位机结构形式如图1所示，该变位机的运转动力通过一般电机或是伺服电机进行供电驱动，在实际工作过程中可以根据零部件焊接加工要求进行速度调节，其应用作用是辅助焊接机器人对加工零部件进行角度旋转，以确保焊接满足应用需求，提升焊接质量，单轴翻转变位机是现阶段机器人工作站中应用较为广泛的辅助焊接设备。
图1：单轴翻转变位机结构形式
2.双轴标准变位机
双轴标准变位机结构形式如图2所欧式，该变位机的两侧旋转轴通过伺服电机进行供电驱动，能够辅助机器人焊接和进行夹具翻转。与其他种类的变位机不同，双轴标准变位机可以在正负180度之间进行水平旋转，能够有效的提升与焊接机器人的协调能力使焊接机器人的焊接方式处于最佳状态，并且焊缝的质量也得到显著的提升。双轴标准变位机适用于小型焊接工作站，通常用于小型零部件加工。
图2：双轴标准变位机结构形式
3.L型双轴变位机
L型双轴变位机结构形式如图3所示，该变位机的驱动方式与双轴标准变位机的驱动方式相同，其作用也大致相同。L型双轴变位机的优势是其结构得到有效的优化，在发挥双轴标准变位机作用的同时其承载能力有效提升，相比于双轴标准变位机来说，翻转角度也有所提升，通常在进行较大零件加工时会采用L型双轴变位机。
图3：L型双轴变位机结构形式
4.三轴垂直翻转变位机
三轴垂直翻转变位机结构形式如图4所示，该变位机的一二三轴分别承担夹具两侧换位和翻转的功能，与其他变位机相比，三轴垂直翻转变位机轴数较多，在与焊接机器人进行协调的过程中可以有更好的面积接触，使其更好的处于协调状态下。三轴垂直翻转变位机的驱动动力也是伺服电机，左侧机器人在焊接的过程中，右侧机器人可以通过相应的工人进行零件预装，对于工业生产制造来说，工作效率得到了有效的提升。
通常来说，三轴垂直翻转变位机的工作站设计相对较大，相关的工人在进行零件预装的过程中不会由于空间狭小导致身体受到伤害，其安全性较高，多数用于较大工件的焊接制作。对于跨度较小的夹具可以通过单机焊接的方式进行，如果加剧跨度较大，单个焊接机器人无法满足焊接要求时，可以设置两台三轴垂直翻转变位机进行同时工作，以便更好的满足工件焊缝需求。
在现代科学技术的支撑下，基于三轴垂直翻转变位机基础上，三轴水平回转变位机也被研发出来，该变位机的工作机理和作用与三轴垂直翻转变位机基本相同两者之间的差别在于三轴垂直翻转变位机工作站的安全房要高于三轴水平回转变位机，并且三轴水平回转变位机的设备体积相对较大，实际工作过程中只能进行单机焊接，灵活性稍显不足。
图4：三轴垂直翻转变位机结构形式
5.五轴变位机
五轴变位机结构形式如图5所示，该变位机具有两种工作位置，两侧采用相同技术原理的工作轴，能够对夹具进行回旋和翻转。第一轴可以通过自身的旋转带动夹具的回转，第二轴能够使夹具实现自我翻转，第三轴可以进行两侧的工作位置交换。五轴变位机的协调性要优于上述变位机，因此其焊接效果也更好。五轴变位机的驱动方式与双轴变位机相同，可以使两种相同的夹具进行同时工作，工件制作方式也与三轴垂直翻转变位机大致相同，以一侧机器人焊接另一侧人工装件的方式进行，五轴变位机的应用能够提升机器人焊接工作站的整体工作效率。
二．变位机技术性能探究
变位机是专用焊接辅助设备，主要任务是将负载（焊接工夹具+焊件）按预编的程序进行回转和翻转，使工件接缝的位置始终处于最佳焊接状态。焊接变位机能将焊枪准确送到待焊位置，并保持该位置或以选定焊速沿设定轨迹移动焊枪。通过工作台的升降、翻转和回转，固定在工作台上的工件可以达到所需的焊接装配角度。
工作台回转为变频无级调速，可达到满意的焊接速度。为达到这一目的，焊接变位机必须具备以下主要技术性能：应输出足够大的转矩，带动所标定的负载，做平稳的运动。负载转动惯量要小于电机减速机额定输出转动惯量，以保证平稳启动。应设置导电性能良好的焊接回路，保证焊接电源的输出低损耗地传送，使焊接电流持续稳定，并能达到最额定值。设有自动控制接口，包括气动焊接工夹具I/O接口，易于与机器人控制系统集成，可按指令与机器人联动。具有精确的复零位功能。设有安全联锁装置，保证操作人员和设备的绝对安全。
结语：对于工业制造来说，机械代替人工的生产方式是未来社会发展的必然需求，当前社会形势下，使用者对于汽车等工业产品的要求不断提升，传统人工生产的方式效率和质量都难以得到保障，基于这种情况下，全球汽车产业都在积极转变发展关键，不断的加大技术和资金投入，目的在于研发现代化生产线。机器人焊接技术的应用有效的提升了工件焊接质量和效率，对于工业生产企业来说其经济效益和社会效益得到了有效的提升。我国各类工业生产企业在发展过程中应当加强对该项内容的探究，逐渐的实现全线机械化生产模式，更好的促进我国工业发展进程。
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