作者：周文寶

職務(wù)：沈陽百格機(jī)器人有限公司技術(shù)部經(jīng)理

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產(chǎn)品：德國(guó)BergerLahr公司和Roboworker公司中國(guó)總代理

一  直角坐標(biāo)機(jī)器人的主要特點(diǎn)

直角坐標(biāo)機(jī)器人主要由一些直線運(yùn)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，控制系統(tǒng)和末端操作器組成。針對(duì)不同的應(yīng)用，可以方便快速組合成不同維數(shù)，各種行程和不同帶載能力的壁掛式、懸臂式、龍門式或倒掛式等各種形式的直角坐標(biāo)機(jī)器人。從簡(jiǎn)單的二維機(jī)器人到復(fù)雜的五維機(jī)器人就有上百種結(jié)構(gòu)形式的成功應(yīng)用案例。從食品生產(chǎn)到汽車裝配等各行各業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線中，都有各式各樣的直角坐標(biāo)機(jī)器人和其它設(shè)備共同嚴(yán)格同步協(xié)調(diào)的工作。可以說直角坐標(biāo)機(jī)器人幾乎能勝任所有的工業(yè)自動(dòng)化任務(wù)。下面是其主要特點(diǎn)：

1任意組合成各種結(jié)構(gòu)樣式，帶載能力和尺寸的機(jī)器人，

2采用多根直線運(yùn)動(dòng)單元級(jí)連和齒輪齒條傳動(dòng)，可以形成幾十米的超大行程機(jī)器人。

3采用多根直線運(yùn)動(dòng)單元平連及各帶多滑塊結(jié)構(gòu)時(shí)其負(fù)載能力可增加到數(shù)噸。

4 其最大運(yùn)行速度可達(dá)到每秒8米，加速度可達(dá)到每秒4米。

5 重復(fù)定位精度可達(dá)到0.05mm~0.01mm。

6 采用帶有RTCP功能的五軸或五軸以上數(shù)控系統(tǒng)能完成非常復(fù)雜軌跡的工作。

  德國(guó)百格拉公司是世界上最著名的直角坐標(biāo)機(jī)器人供應(yīng)商之一，生產(chǎn)多種規(guī)格的直線運(yùn)動(dòng)單元/導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直線電機(jī)和多軸數(shù)控系統(tǒng)。以此為基礎(chǔ)，在短時(shí)間內(nèi)可提供各種規(guī)格的線性導(dǎo)軌、二維、三維標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人及用戶專用機(jī)器人和生產(chǎn)線。這些機(jī)器人可以裝備焊槍、通用手爪或?qū)Ｓ霉ぞ撸瓿珊附?、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂等一系列工作。由于百格拉的導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)和控制系統(tǒng)等所有部件全部自己生產(chǎn)，使得機(jī)器人整體性能更加優(yōu)異。十多年來出廠的機(jī)器人和生產(chǎn)線全部在正常工作，深受包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、機(jī)械電子、汽車、食品、藥品和化妝品生產(chǎn)等行業(yè)新老用戶的厚愛。

  百格拉公司的120多名專家及工程技術(shù)人員成功開發(fā)生產(chǎn)了各種規(guī)格的線性導(dǎo)軌，并在此基礎(chǔ)上與用戶密切合作開發(fā)通用及專用機(jī)器人，已為許多廠家提供了數(shù)千臺(tái)各種專用機(jī)器人及生產(chǎn)線。以下為介紹直角坐標(biāo)機(jī)器人在各個(gè)行業(yè)的種種應(yīng)用

二  直角坐標(biāo)機(jī)器人在汽車行業(yè)的應(yīng)用

    目前汽車行業(yè)應(yīng)該可以說是應(yīng)用機(jī)器人最多的行業(yè)，其應(yīng)用各種機(jī)器人進(jìn)行著各種操作，其中最主要的應(yīng)用就是涂膠和焊接。當(dāng)然，對(duì)于熱壓，裝配等也同樣有一定的應(yīng)用。

1、 用于涂膠的直角坐標(biāo)機(jī)器人

    對(duì)于一些需要粘結(jié)，密封性好的配件，如車燈，發(fā)動(dòng)機(jī)等，必須要進(jìn)行涂膠才能保證該配件的氣密性，符合產(chǎn)品的需要。但對(duì)于大量的生產(chǎn)，如果都采用人工來涂膠，不但不能夠保證一定的生產(chǎn)率，也不能夠保證質(zhì)量。相反，如果采用直角坐標(biāo)機(jī)器人來涂膠既能夠保證一定的生產(chǎn)率，也能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量。所以一些專業(yè)生產(chǎn)廠商通常采用直角坐標(biāo)機(jī)器人來進(jìn)行涂膠。以下圖片為應(yīng)用百格拉直角坐標(biāo)機(jī)器人的涂膠機(jī)械和位于拐點(diǎn)的涂膠效果。

2、 用于焊接的直角坐標(biāo)機(jī)器人

    在焊接方面同樣也大量的使用直角坐標(biāo)機(jī)器人。汽車方面的焊接多為一些直線及圓弧焊接，采用三維或四維結(jié)構(gòu)完全能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)的需要，如果采用多自由度關(guān)節(jié)式機(jī)械手臂就大大提高了成本，而采用直角坐標(biāo)機(jī)器人不但能夠達(dá)到要求，而且大大降低了成本，所以目前該行業(yè)中直角坐標(biāo)機(jī)器人也同樣有著大量的應(yīng)用。

3、 用于熱壓的直角坐標(biāo)機(jī)器人

    對(duì)于汽車中一些要求密封性的部件，如出氣管，螺母的安裝方法就顯得非常的關(guān)鍵，如果安裝不好，就可能出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，也就是出了不合格品，通常的做法是采用高溫?zé)釅旱姆椒ㄖ苯訉⒙菽笁哼M(jìn)該朔料部件內(nèi)。由于采用熱壓，溫度一般在幾百度，所以就限制了人工操作的可能，直角坐標(biāo)機(jī)器人就自然成為其首選設(shè)備。目前該種設(shè)備國(guó)內(nèi)很少，但沈陽百格機(jī)器人有限公司為某汽車飾件廠成功配套了幾套該設(shè)備，并且后續(xù)設(shè)備還在計(jì)劃中。以下為工作中的設(shè)備：

三  直角坐標(biāo)機(jī)器人在搬運(yùn)中的應(yīng)用

    隨著自動(dòng)化生產(chǎn)能力的提高，現(xiàn)代工廠中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)需要分類分揀的場(chǎng)合，那么就非常需要配合視覺系統(tǒng)的機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)工作。該例子為對(duì)倉(cāng)庫(kù)中不同批次的產(chǎn)品進(jìn)行定位及抓取。在機(jī)器啟動(dòng)前，操作人員根據(jù)具體需求，通過計(jì)算機(jī)將需要搬運(yùn)的產(chǎn)品的批次傳輸給視覺系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)器人帶動(dòng)視覺系統(tǒng)到達(dá)產(chǎn)品上方時(shí)，視覺系統(tǒng)通過獲取的圖像進(jìn)行識(shí)別，通常識(shí)別物為條碼，當(dāng)確認(rèn)該產(chǎn)品為需要搬運(yùn)的產(chǎn)品，那么視覺系統(tǒng)再通過獲取的圖像進(jìn)行精確定位，將坐標(biāo)值傳輸給機(jī)器人，機(jī)器人隨后運(yùn)動(dòng)到指定位置，進(jìn)行抓取搬運(yùn)。如果檢測(cè)該產(chǎn)品不是需要搬運(yùn)的產(chǎn)品，那么傳輸給機(jī)器人相應(yīng)的信號(hào)，機(jī)器人移動(dòng)到下一工件位置進(jìn)行下一次檢測(cè)。

四  直角坐標(biāo)機(jī)器人在機(jī)床上的應(yīng)用

    隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，人們對(duì)自動(dòng)化的要求也越來越高，在一些高級(jí)的自動(dòng)化工廠里已經(jīng)出現(xiàn)了無人工作區(qū)，只是大量的機(jī)床在不停的工作，機(jī)床的上下料都通過直角坐標(biāo)機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，由于環(huán)境因素如高溫、腐蝕等人們無法到達(dá)的區(qū)域，也同樣由直角坐標(biāo)機(jī)器人來進(jìn)行輔助的搬運(yùn)、上下料等。這里簡(jiǎn)單介紹直角坐標(biāo)機(jī)器人在機(jī)床行業(yè)的幾項(xiàng)應(yīng)用。

1用于上下料的直角坐標(biāo)機(jī)器人

    為了達(dá)到機(jī)床高效的進(jìn)行工作，使用上下料機(jī)器人來輔助工作就是最理想的選擇，特別是對(duì)一些重量大，放置精度要求高的加工場(chǎng)合，更是迫切的需要機(jī)器人來輔助工作。目前大部分工廠都配置了機(jī)床上下料機(jī)器人來輔助工作，而且收到了很好的效果，沈陽百格機(jī)器人有限公司已經(jīng)為東北的多家企業(yè)配置了上下料機(jī)器人。

2用于碼垛的直角坐標(biāo)機(jī)器人

    在自動(dòng)化流水線，固定產(chǎn)品生產(chǎn)線上，經(jīng)常需要碼垛機(jī)器人來對(duì)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品進(jìn)行碼垛，以便于方便的搬運(yùn)，放置。對(duì)于大多數(shù)企業(yè)來說，應(yīng)用關(guān)節(jié)式機(jī)器人會(huì)大大提高成本，而應(yīng)用直角坐標(biāo)式機(jī)器人則在節(jié)省成本的同時(shí)又能夠?qū)崿F(xiàn)要求，所以直角坐標(biāo)機(jī)器人就成為了大部分企業(yè)的首選。

3用于模具制造的直角坐標(biāo)機(jī)器人

    對(duì)于一些模具的制造，通常需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。而應(yīng)用直角坐標(biāo)機(jī)器人來輔助進(jìn)行模具制造能夠大大提高工作效率和精度。

五  直角坐標(biāo)機(jī)器人在檢測(cè)行業(yè)的應(yīng)用

    隨著最近幾年自動(dòng)化水平的提高，機(jī)器視覺在自動(dòng)化中正以驚人的速度飛快的發(fā)展。在一部分大面積的檢測(cè)及跟蹤項(xiàng)目中，機(jī)器視覺設(shè)備需要達(dá)到精確并快速的運(yùn)動(dòng)，那么直角坐標(biāo)機(jī)器人便成為其首選的設(shè)備。以下為直角坐標(biāo)機(jī)器人在檢測(cè)行業(yè)的兩項(xiàng)重要應(yīng)用：

1直角坐標(biāo)機(jī)器人在無損檢測(cè)中的應(yīng)用

    在一些無損檢測(cè)的項(xiàng)目中經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)圓柱形工件，跨度大的工件進(jìn)行檢測(cè)，那么就需要輔助設(shè)備帶動(dòng)檢測(cè)頭來進(jìn)行檢測(cè)，而且需要較高的精度。這樣直角坐標(biāo)機(jī)器人就成了首選的設(shè)備。

2直角坐標(biāo)機(jī)器人在視覺檢測(cè)中的應(yīng)用

    機(jī)器視覺是最近幾年在國(guó)內(nèi)新興的一個(gè)行業(yè)，該行業(yè)發(fā)展迅速。國(guó)內(nèi)的機(jī)器視覺公司正以每年幾十家的速度遞增。機(jī)器視覺項(xiàng)目中，經(jīng)常需要輔助設(shè)備帶動(dòng)視覺設(shè)備來進(jìn)行多方面的檢測(cè)，直角坐標(biāo)機(jī)器人做為自動(dòng)化中的應(yīng)用設(shè)備，自然成為大部分視覺項(xiàng)目中的輔助設(shè)備。百格拉直角坐標(biāo)機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用在了多家高校的視覺模擬檢測(cè)設(shè)備中，其在精度方面完全能夠達(dá)到視覺要求，受到了用戶的好評(píng)。

六  直角坐標(biāo)機(jī)器人在電子行業(yè)的應(yīng)用

    在手機(jī)生產(chǎn)線和電子產(chǎn)品生產(chǎn)線上，需要激光雕刻，插拔插頭，工件搬運(yùn)等方面，都需要直角坐標(biāo)機(jī)器人來完成。由于直角坐標(biāo)機(jī)器人具有可根據(jù)用戶需要來進(jìn)行結(jié)構(gòu)，大小等設(shè)計(jì)，同時(shí)又因?yàn)槠渚哂羞\(yùn)動(dòng)速度快，精度高的優(yōu)點(diǎn)，所以非常適合于電子行業(yè)的應(yīng)用。目前，沈陽百格公司的百格拉直角坐標(biāo)機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用在了很多家電子設(shè)備廠的生產(chǎn)線上，大大提高了生產(chǎn)率。

七  直角坐標(biāo)機(jī)器人在軍工行業(yè)的應(yīng)用

    軍工行業(yè)中對(duì)設(shè)備的精度，速度等要求很高，同時(shí)又為了大大提高其勞動(dòng)生產(chǎn)率，機(jī)器人就成為其首選。以下介紹幾項(xiàng)百格拉直角坐標(biāo)機(jī)器人在軍工行業(yè)的應(yīng)用：

1直角坐標(biāo)機(jī)器人用于模擬設(shè)備

    軍用設(shè)備出廠前通常需要經(jīng)過多次模擬試驗(yàn)才能夠確認(rèn)其為合格品，而試驗(yàn)就需要輔助的模擬設(shè)備，百格拉直角坐標(biāo)機(jī)器人的高速特性正好能夠滿足這一要求，使其做為了某軍工生產(chǎn)車間的配套模擬設(shè)備。

2直角坐標(biāo)機(jī)器人用于加工設(shè)備

    由于軍工設(shè)備對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)及工作環(huán)境的要求都很高，如一些設(shè)備需要在微波暗室中加工，這樣的話人們?cè)谀承┕ば蚓鸵x開暗室，待這道工序結(jié)束后再回到暗室繼續(xù)工作，這樣就大大浪費(fèi)了時(shí)間，甚至使得某一項(xiàng)工作需要一周或更多的時(shí)間才能完成，而直角坐標(biāo)機(jī)器人就正好解決了這個(gè)問題，其能夠使幾個(gè)人一周的工作在一天內(nèi)完成，所以大大提高了產(chǎn)量，在很短的時(shí)間內(nèi)就收回了該設(shè)備的成本。下圖為安裝時(shí)的機(jī)器人圖片。

八  總結(jié)

    以上僅為直角坐標(biāo)機(jī)器人的部分行業(yè)應(yīng)用情況，直角坐標(biāo)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)合還遠(yuǎn)不僅于此，大量應(yīng)用于自動(dòng)化的各個(gè)方面，其中百格拉直角坐標(biāo)機(jī)器人是國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)的直角坐標(biāo)機(jī)器人，也是國(guó)內(nèi)應(yīng)用行業(yè)最多的直角坐標(biāo)機(jī)器人之一。如果您對(duì)直角坐標(biāo)機(jī)器人的某項(xiàng)應(yīng)用感興趣可以與本文作者（ly_vision@163.com）聯(lián)系，為您提供應(yīng)用案例和資料。