目前，与焊接机器人配套使用的焊接变位机有多种结构形式，现将最常用的变位机类型分述如下。
1.1 单轴翻转变位机
图3 单轴水平回转变位机
1.4 双轴标准变位机
图4 双轴标准变位机
1.5 L 型双轴变位机
图5 L 型双轴变位机
1.6 C 型双轴变位机
图6 C 型双轴变位机
1.7 三轴垂直翻转变位机
图7 三轴垂直翻转变位机
其结构形式见图7。此变位机第一轴的翻转实现夹具A/B 侧的换位，第二轴/ 第三轴的自身翻转实现夹具自动翻转。此变位机实现了与机器人的同步协调动作，驱动均采用伺服电机，两套同样的夹具一起工作，A 侧机器人焊接的同时，B 侧是人工装件。此变位机对于整个工作站来说，工作效率大大提高。选用三轴垂直翻转变位机的机器人焊接工作站较大，工作站的安全房较高，一般用于车桥等大型工件的焊接。跨距较小的夹具可用单机实现焊接，对于跨距较大的夹具，一个机器人无法完全满足焊接时，可选用双机同时焊接，以满足工件的焊缝要求。
1.8 三轴水平回转变位机
图9 五轴变位机
其结构形式见图9。此变位机分A/B 工位，两侧的工作原理相同，可实现夹具的回转和翻转。第一轴的翻转实现夹具自身回转，第二轴实现夹具自动翻转，第三轴实现变位机A/B 工位的位置变换；通过各个轴的协调，达到更佳的工件焊接效果。
五轴驱动均采用伺服电机，两套同样的夹具一起工作，A 侧机器人焊接的同时，B 侧是人工装件。此变位机对于整个工作站来说，工作效率大大提高。
2 变位机的主要技术性能
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：
1）应输出足够大的转矩，带动所标定的负载，做平稳的运动。
2）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。
3）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，并能达到最大额定值。
4）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。
5）具有精确的复零位功能。
6）设有安全联锁装置，保证操作人员和设备的绝对安全。
3 变位机的标准化
变位机的标准化是指在变位机的设计中引入模块化的概念，按照各组成部分的功能和结构把变位机拆分成：驱动单元、从动单元、旋转机架、底座、副基座、首箱、尾箱等模块，每个模块有统一的安装尺寸，但是每个模块有不同的结构尺寸，这样经过组合，设计出多种类型，满足多种焊接夹具的需要，适应更广泛的机器人焊接工作站。
标准化工作完成后，不但为企业节约大量的人力物力，而且提高了工作效率，很大程度上缩短了焊接变位机的供货周期。
3.1 驱动单元
这是焊接变位机中基本的模块之一，主要由电机、减速机、夹具连接盘、焊接座等组成。安川首钢机器人有限公司的标准驱动单元有两种高度，驱动模块中DUL01 高度550cm，DUL02 高度750cm，以满足不同夹具回转半径的需要。驱动单元中亦有轻载与重载之分，轻载所选电机功率1.3kW, 重载所选电机功率3.7kW。此驱动单元的基本参数如表1 所示，结构尺寸如图10 所示。
表1 驱动单元基本参数
图10 驱动单元结构尺寸图
表2 从动单元基本参数
图11 从动单元结构尺寸图
3.2 从动单元
此模块也是焊接变位机中基本的模块之一，主要是由夹具连接盘、焊接座等组成。安川首钢机器人有限公司的标准从动单元有两种高度，从动模块中SUL01 高度550cm，SUL02 高度750cm，以满足不同夹具回转半径的需要。从动单元中亦有轻载与重载之分，轻载为SUL, 重载为SUH。此从动单元的基本参数如表2 所示，结构尺寸如图11 所示。
3.3 单轴变位机
单轴变位机是由模块驱动单元、从动单元、底座、副基座共同组成，如图12 可以看出，底座有两种类型，从而组合成不同规格的单轴变位机：I 型单轴变位机和U 型单轴变位机。单轴变位机适合焊接夹具距为1600mm、2000mm、2500mm、3000mm、3500mm 等。同理，副基座的高度不同，可组合成不同高度的变位机，以满足不同半径焊接夹具的需要。
图12 单轴变位机结构图
3.4 双轴变位机
表3 双轴变位机性能参数
双轴变位机有两种类型，每一类都是相对独立的整体变位机。此变位机有两种负载，轻载双轴变位机的负载为300kg,型号MA2P-300D; 重载双轴变位机的负载为500kg,型号MA2P-500D。双轴变位机的具体性能参数如表3所示，结构尺寸如图13 所示。
图13 双轴变位机结构尺寸图
3.5 三轴垂直翻转变位机
三轴垂直翻转变位机是由模块驱动单元、从动单元、旋转机架、首箱、尾箱、底座共同组成，适合焊接夹具半径为600mm 和800mm，跨距为1600mm、2000mm、2500mm、3000mm、3500mm 等，有重载和轻载两大类。三轴垂直翻转变位机的具体性能参数如表4 所示。
3.6 三轴水平回转变位机
三轴水平回转变位机是由模块驱动单元、从动单元、梁、底座共同组成，适合焊接夹具半径为600mm 和800mm，跨距为1600mm、2000mm、2500mm 等。三轴水平回转变位机的具体性能参数如表5 所示。
4 结束语
现代机器人焊接变位机是机器人工作站高效、优质焊接生产不可缺少的组成部分，其重要性已得到广泛认同。变位机的标准化很大程度上缩短了焊接变位机的生产周期，使机器人工作站系统更加优化，对提升整个机器人焊接工作站的效率功不可没，同时，亦可以令企业为广大客户提供更加优质、快捷的服务。因此，进一步深入开展焊接变位机的技术研究，使其设计标准化势在必行。
