摘要：本文首先介紹德國百格拉公司生產(chǎn)的直角坐標(biāo)機器人及主要特性，然后介紹其在大眾等汽車生產(chǎn)上的應(yīng)用。 一、直角坐標(biāo)機器人介紹 德國百格拉公司是世界上最著名的機器人供應(yīng)商之一，生產(chǎn)多種規(guī)格的直線運動單元/導(dǎo)軌、步進(jìn)電機、交流伺服電機、直線電機和多軸數(shù)控系統(tǒng)。以此為基礎(chǔ)，在短時間內(nèi)可提供各種規(guī)格的線性導(dǎo)軌、二維、三維標(biāo)準(zhǔn)機器人及用戶專用機器人和生產(chǎn)線。這些機器人可以裝備焊槍、通用手爪或?qū)Ｓ霉ぞ撸瓿珊附?、搬運、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、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)動電機、減速機和控制系統(tǒng)等所有部件全部自己生產(chǎn)，使得機器人整體性能更加優(yōu)異。十多年來，出廠的機器人和生產(chǎn)線全部在正常工作。深受包裝機械、印刷機械、機械電子、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)通用及專用機器人，已為許多廠家提供了數(shù)千臺各種專用機器人及生產(chǎn)線。其中一個應(yīng)用領(lǐng)域是給產(chǎn)品噴上生產(chǎn)日期的信息。 在直角坐標(biāo)機器人中各個軸主要是做直線運動，而且運動方向通常是相互垂直的，所以叫直角坐標(biāo)機器人。直角坐標(biāo)機器人可分為一維到多維很多種，每一維是一個運動軸，由一個直線運動單元組成。一臺噴涂用三維直角坐標(biāo)機器人由三個直線運動單元組成，而一臺碼垛機器人根據(jù)應(yīng)用要求通常由幾個一維，二維和三維直角坐標(biāo)機器人組合而成。百格拉公司直角坐標(biāo)機器人的主要技術(shù)數(shù)據(jù)是運動行程0到18米；負(fù)載1～180公斤；重復(fù)定位精度0.05mm；每個軸運動速度最高可達(dá)5米/秒。 每個直線運動單元的主要部分是特制高強度高直線度鋁型材，橫截面積可實現(xiàn)40×40mm2到120×120mm2，也可以由多根組合成為一個大截面的導(dǎo)軌。型材內(nèi)部配有特殊的鋼軌來保證機械強度和長期保持平行度，同時也是運動滑塊的載體。配滾珠絲杠和密封軸承導(dǎo)軌的直線運動單元的特點是定位精度高，帶負(fù)載能力強，速度最大到1米/秒；滑動方式分為光杠滾輪軸承導(dǎo)軌和密封軸承導(dǎo)軌；優(yōu)點是鋼性好、磨擦系數(shù)小、阻力低、精度高；傳動方式主要有齒型帶、齒條和滾珠絲杠傳動；驅(qū)動電機主要分為步進(jìn)電機和伺服電機兩種，有時驅(qū)動電機配NEUGART精密行星減速機來增大出力和減少負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量。 根據(jù)機器人所要完成的工作，首先確定機器人的結(jié)構(gòu)組成?？梢允驱堥T式，掛壁安裝式等。再按工作要求所給出各軸的運動行程、負(fù)載、運動速度、加速度，動作周期來選每個運動軸直線運動單元的型號，所配驅(qū)動電機及所配NEUGART精密行星減速機的型號。圖1是三個典型三維直角坐標(biāo)機器人。 二、汽車生產(chǎn)中的涂膠 很多產(chǎn)品要非常均勻地涂膠，或特定部位要非常均勻地涂膠和滴膠。如許多種發(fā)動機的結(jié)合處要滴膠，汽車天窗的四周要涂膠，車燈的四周要涂膠，汽車上許多部位也要涂膠。 [align=center] 圖1：三個典型直角坐標(biāo)機器人[/align] 在汽車生產(chǎn)過程中涂膠要求用一個二維或三維機器人來帶動涂膠頭運動。涂膠頭運動范圍通?？蛇_(dá)1＊1＊0.2米，要快速平穩(wěn)運動。在有些場合涂膠頭所要走過的軌跡是可以簡單地用圓，橢圓和直線的各種組合來精確描述，而在有些場合就無法用圓，橢圓和直線來描述。在從直線到圓弧的運動時，或走一直角軌跡經(jīng)過直角時涂膠頭運動速度要盡可能不變或變化很小，變化時間很短，否則在轉(zhuǎn)彎處有多余的膠。這些要求和特征就就要求機器人可以快速運動，有很高的動態(tài)特性，能快速起停和加減速，而且要這一過程中要運動平穩(wěn)及噪音要低?？刂葡到y(tǒng)也要能方便地產(chǎn)生上面所要求的運動軌跡，要有很高的速度環(huán)和位置環(huán)響應(yīng)速度來快速加減速，要有很好的命令預(yù)讀功能來保證各命令間的運動速度盡可能連續(xù)變化，保證運行平穩(wěn)。 [align=center] 圖2：鋁鑄外殼蓋要涂膠來密封[/align] 三、注液和裝配應(yīng)用 在VW-Passat 生產(chǎn)中，剎車系統(tǒng)，冷卻水，玻璃清潔液等都要自動定量注入。 3軸機器人要與吊掛的傳送線同步協(xié)調(diào)工作。 這里第一個Y軸 Y1是LM-P/S 608，第二個Y軸 Y2是Y2=LM-T812 ，有效行程 800 mm。Z軸是LP-P/S 608。三個軸要與吊掛傳送線在速度上嚴(yán)格同步，每天連續(xù)作24小時穩(wěn)定可靠工作。 [align=center] 圖3：Passat車的液體自動定量注入機器人 圖4：變速箱的裝配和定量注的齒輪油[/align] 在VW一款轎車變速箱的裝配線上中用12個單軸機器人，它們彼此嚴(yán)格按一定時序，速度和行程運動來完成變速箱的裝配。在裝配完的變速箱里要注入一定量的齒輪油（潤滑脂），這一工作也是由機器人來完成的。這里所用的機器人全部作為Y軸和Z軸，LPA型二維機器人。 四 、 結(jié)論 上面介紹的3個應(yīng)用僅是德國百格拉公司的直角坐標(biāo)機器人在汽車生產(chǎn)中的小部分。在很多其它工序，如車輪的裝配線上等也大量使用德國百格拉公司生產(chǎn)的直角坐標(biāo)機器人及專用生產(chǎn)線。不僅在德國大眾，還在奔馳的汽車生產(chǎn)線等大量采用百格拉公司的直角坐標(biāo)機器人。多年來這些機器人運行非常平穩(wěn)和可靠。隨著大批量全自動化生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，百格拉公司的直角坐標(biāo)機器人將具有更加廣范的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Γ?