全位置焊接伺服转台的定位精度研究

高伟芳 范泽焘，田智炜，史春旭，郭振南

摘要：在对汽车行业的研究过程中，人们发现焊接变位机技术的应用对于整个行业的发展产生了重大影响，这种变位机已经被广泛的应用到了各种自动化的焊接系统中。从其积极作用来看，充分的发挥该系统的优势，能够有效的提升焊接的质量和工作效率。相较于传统的焊接方式，其优势更为明显。为此，研究精准、高效、成本低廉的焊接机系统对于相关工作的顺利开展能够产生重要的作用。

关键词：全位置焊接、伺服转台、定位精度

引言：在传统的加工制造生产活动中，多是会投入大量的人力成本。从其影响来看，虽然能够在一定程度上保障相关工作的顺利开展，但是因为人为主观因素方面的不可控性，便会对产品质量的提升产生一定的限制性作用。尤其是在汽车的生产活动中，如果因为人为方面的原因，导致部分产品无法正常的使用，将会严重的影响汽车加工制造工作的顺利开展，限制了企业的长远发展。由此可见：研究全位置焊接伺服转台的定位精度具有积极的社会意义。

一、焊接伺服转台的主要技术特性与工艺要求分析

从变位机的功能来看，其主要是为了实现焊接件和焊接工具夹进行有效的相连，从而完成相关得回转和翻转的运动。从其积极作用来看，这样的运转方式，能够有效的提升焊接的质量，并且还能够在一定程度上稳步的提升焊接的速度，带来良好的经济效益。

当前阶段，各种现代化的焊接机器人都充分的结合了先进的焊接工艺和一些技术的优势，取得了高质量的焊接效果。具体来看，使用的焊接方式主要包括了STT法、CMT法等，同时借助到一些全数字化的设备，比如：MIG/MAG设备等。在运行的过程中，能够根据相关的焊接信号，进行焊接工作的有效调整，从而更好的推动后续工作的有效开展。

二、焊接伺服转台传动系统的研究

1.焊接伺服转台机械结构研究

从白车身的特点来看，其中的焊接3轴工作台多是呈现出正负180“两个方向”进行回转。为此，为了有效的提升伺服转台的减速比、提升其传送的运行效率，需要对机械传送带的最后一级进行有效的设计。借助内啮合的行星齿轮传动的优势，达到上述的工作目的。

在开展设计工作的过程中，需要充分的考虑到伺服转台的机构紧凑性对其所产生的影响。另外，为了有效的降低各种数据的误差对其所产生的影响，需要在有效的满足了负载转动力需求的基础之上，在缩短机构运动中纳入传动链。

2.焊接伺服转台径制模块分析

在进行定位精度的研究过程中，还需要有效的融合全闭环伺服控制系统的优势。在传统的工作中，多是采用的半闭环伺服控制，因其精度相对较低，对于后期的工作将会产生一定的影响。具体来看，在进行信息的采集工作中，主要针对的是电机转轴转动信号的各种数据采集，并不是针对最终执行软件位移信号的反馈。因此，如果电机转轴在后期的传动过程中出现了一定的误差，便无法得到系统有效的补偿。由此可见：这种半闭环伺服控制系统的精度相对较低。

而全闭环伺服控制系统便可以有效的提升其精度，这主要是因为在系统的运行过程中，其位移传感器主要针对的是末端的执行软件。在此基础之上，将相关的测试结果及时的反馈到控制系统中，从而有效的避免传动误差问题所产生的影响。因此，这种全闭环的伺服控制系统的精度相对较高，其优势更为明显。

为了有效的减少因工作台的负载对控制系统产生的各方面影响，在当前阶段的工作中，主要利用的是综合式的半闭环控制系统。从其积极作用来看，这样的控制系统，能够有效的提升其内部小闭环的控制精度。同时，将工作负载和大型的工作台放置到整个大闭环的控制对象中，能够有效的提升控制系统的精准度，从而更好的方便后期工作的而有序开展。从另一方面来看，这样的控制方式，还能够在一定程度上避免因惯性的存在而对负载系统的控制所产生的影响，从而更好的提升机电系统的定位精度和工作的可靠性。

3.伺服转台ANSYS有限元分析及模态分析

从伺服转台的特点来看，其运行的质量和焊接的工艺的质量、稳定性和安全性方面的因素产生了重大的影响。为此，需要对转台的本体机械结构进行不断的优化和调整。针对其中一些关键性的部件，可以结合Ansys有限元分析软件的优势，对其进行进一步的结构优化计算。另外，可以对整个系统的数据进行了调查和分析之后，结合具体的工作需求，设置一个系统性的、完整性的三维设计模型。在这基础之上，融合Ansys分析平台的优势，进行科学化的计算。从其积极作用来看，这样的计算方式，能够有效的提升整体机械结构设计的合理性，满足安全生产的需求。

4.焊接伺服转台定位精度数学模型表达式的建立

从汽车白车身的运行特点来看，其主要运用的是标准3轴焊接伺服转台的优势，对其内部的回转工作台、倾斜机构和机架等方面的内容进行综合性的考虑。并且还需要有效的结合行星齿轮减速器的优势，对于后期减速的速度进行有效的控制。

结束语：总体来看，在今后的工作中，若想有效的发挥焊接转台的积极作用，需要对其中的测量精度的影响因素进行综合性的考虑。如果出现了传动位置不可靠、转台定位不稳定的问题，需要对其进行立刻的解决，从而更好的满足车身的全位置焊接需求。

参考文献：

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