贾超伟+桑运晓+刘同壮

摘 要：本文以矿车悬挂焊接变位机为研究对象，提出了焊接变位机整体的设计方案，完成了主要组件的选型，给出了变位机的总装方案；以摆动转台为例，使用ANSYS Workbench软件对摆动转台进行有限元分析，并对转台进行轻量化设计；将转台的设计优化方法应用到变位机其他零件的设计，进而缩短变位机的设计周期，降低了制造成本。

关键词：矿车悬挂；变位机；机构设计；优化设计；ANSYS Workbench

一、引言

在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成部件[1]。本文根据矿车悬挂焊接工艺要求，首先对变位机进行整体方案设计，然后进行具体化设计，使用ANSYS Workbench软件对关键零件进行优化设计，使其在满足使用要求的基础上达到轻量化。

二、 变位机机构设计

变位机机体由夹具体机构、翻转机构、摆动转台机构、工作台以及安全防护装置组成。工作台平面安装摆动转台机构，转台上两个工位对称安装两套翻转机构，翻转机构完成对夹具体机构的翻转，夹具体机构完成对焊接件的定位夹紧。转台可进行180度循环摆动，从而实现双工位加工。其中对摆动转台机构设计中，为实现转台180度循环摆动，满足双工位加工及焊接工艺精度要求，最终选用伺服电机作为动力装置。传动系统采用大减速比的行星减速机加定轴外啮合齿轮传动的形式，满足了力矩要求，缩短了传动链。传动链为：伺服电机→减速机→定轴外啮合齿轮副→摆动转台。……