摘要：本文首先介紹德國(guó)百格拉公司生產(chǎn)的直角坐標(biāo)機(jī)器人及主要特性，然后介紹其在大眾等汽車(chē)生產(chǎn)上的應(yīng)用。 一、直角坐標(biāo)機(jī)器人介紹 德國(guó)百格拉公司是世界上最著名的機(jī)器人供應(yīng)商之一，生產(chǎn)多種規(guī)格的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單元/導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直線(xiàn)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(xiàn)性導(dǎo)軌、二維、三維標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人及用戶(hù)專(zhuān)用機(jī)器人和生產(chǎn)線(xiàn)。這些機(jī)器人可以裝備焊槍、通用手爪或?qū)Ｓ霉ぞ�，完成焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類(lèi)、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(lái)，出廠的機(jī)器人和生產(chǎn)線(xiàn)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(chē)、食品、藥品和化妝品生產(chǎn)等行業(yè)新老用戶(hù)的厚愛(ài)。 百格拉公司的120多名專(zhuān)家及工程技術(shù)人員成功開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了各種規(guī)格的線(xiàn)性導(dǎo)軌，并在此基礎(chǔ)上與用戶(hù)密切合作開(kāi)發(fā)通用及專(zhuān)用機(jī)器人，已為許多廠家提供了數(shù)千臺(tái)各種專(zhuān)用機(jī)器人及生產(chǎn)線(xiàn)。其中一個(gè)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(jī)器人中各個(gè)軸主要是做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而且運(yùn)動(dòng)方向通常是相互垂直的，所以叫直角坐標(biāo)機(jī)器人。直角坐標(biāo)機(jī)器人可分為一維到多維很多種，每一維是一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，由一個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單元組成。一臺(tái)噴涂用三維直角坐標(biāo)機(jī)器人由三個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單元組成，而一臺(tái)碼垛機(jī)器人根據(jù)應(yīng)用要求通常由幾個(gè)一維，二維和三維直角坐標(biāo)機(jī)器人組合而成。百格拉公司直角坐標(biāo)機(jī)器人的主要技術(shù)數(shù)據(jù)是運(yùn)動(dòng)行程0到18米；負(fù)載1～180公斤；重復(fù)定位精度0.05mm；每個(gè)軸運(yùn)動(dòng)速度最高可達(dá)5米/秒。 每個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單元的主要部分是特制高強(qiáng)度高直線(xiàn)度鋁型材，橫截面積可實(shí)現(xiàn)40×40mm2到120×120mm2，也可以由多根組合成為一個(gè)大截面的導(dǎo)軌。型材內(nèi)部配有特殊的鋼軌來(lái)保證機(jī)械強(qiáng)度和長(zhǎng)期保持平行度，同時(shí)也是運(yùn)動(dòng)滑塊的載體。配滾珠絲杠和密封軸承導(dǎo)軌的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單元的特點(diǎn)是定位精度高，帶負(fù)載能力強(qiáng)，速度最大到1米/秒；滑動(dòng)方式分為光杠滾輪軸承導(dǎo)軌和密封軸承導(dǎo)軌；優(yōu)點(diǎn)是鋼性好、磨擦系數(shù)小、阻力低、精度高；傳動(dòng)方式主要有齒型帶、齒條和滾珠絲杠傳動(dòng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要分為步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)兩種，有時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)配N(xiāo)EUGART精密行星減速機(jī)來(lái)增大出力和減少負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 根據(jù)機(jī)器人所要完成的工作，首先確定機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成�？梢允驱堥T(mén)式，掛壁安裝式等。再按工作要求所給出各軸的運(yùn)動(dòng)行程、負(fù)載、運(yùn)動(dòng)速度、加速度，動(dòng)作周期來(lái)選每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)單元的型號(hào)，所配驅(qū)動(dòng)電機(jī)及所配N(xiāo)EUGART精密行星減速機(jī)的型號(hào)。圖1是三個(gè)典型三維直角坐標(biāo)機(jī)器人。 二、汽車(chē)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(dòng)機(jī)的結(jié)合處要滴膠，汽車(chē)天窗的四周要涂膠，車(chē)燈的四周要涂膠，汽車(chē)上許多部位也要涂膠。 [align=center] 圖1：三個(gè)典型直角坐標(biāo)機(jī)器人[/align] 在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中涂膠要求用一個(gè)二維或三維機(jī)器人來(lái)帶動(dòng)涂膠頭運(yùn)動(dòng)。涂膠頭運(yùn)動(dòng)范圍通常可達(dá)1＊1＊0.2米，要快速平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。在有些場(chǎng)合涂膠頭所要走過(guò)的軌跡是可以簡(jiǎn)單地用圓，橢圓和直線(xiàn)的各種組合來(lái)精確描述，而在有些場(chǎng)合就無(wú)法用圓，橢圓和直線(xiàn)來(lái)描述。在從直線(xiàn)到圓弧的運(yùn)動(dòng)時(shí)，或走一直角軌跡經(jīng)過(guò)直角時(shí)涂膠頭運(yùn)動(dòng)速度要盡可能不變或變化很小，變化時(shí)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(jī)器人可以快速運(yùn)動(dòng)，有很高的動(dòng)態(tài)特性，能快速起停和加減速，而且要這一過(guò)程中要運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡，要有很高的速度環(huán)和位置環(huán)響應(yīng)速度來(lái)快速加減速，要有很好的命令預(yù)讀功能來(lái)保證各命令間的運(yùn)動(dòng)速度盡可能連續(xù)變化，保證運(yùn)行平穩(wěn)。 [align=center] 圖2：鋁鑄外殼蓋要涂膠來(lái)密封[/align] 三、注液和裝配應(yīng)用 在VW-Passat 生產(chǎn)中，剎車(chē)系統(tǒng)，冷卻水，玻璃清潔液等都要自動(dòng)定量注入。 3軸機(jī)器人要與吊掛的傳送線(xiàn)同步協(xié)調(diào)工作。 這里第一個(gè)Y軸 Y1是LM-P/S 608，第二個(gè)Y軸 Y2是Y2=LM-T812 ，有效行程 800 mm。Z軸是LP-P/S 608。三個(gè)軸要與吊掛傳送線(xiàn)在速度上嚴(yán)格同步，每天連續(xù)作24小時(shí)穩(wěn)定可靠工作。 [align=center] 圖3：Passat車(chē)的液體自動(dòng)定量注入機(jī)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(chē)變速箱的裝配線(xiàn)上中用12個(gè)單軸機(jī)器人，它們彼此嚴(yán)格按一定時(shí)序，速度和行程運(yùn)動(dòng)來(lái)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(rùn)滑脂），這一工作也是由機(jī)器人來(lái)完成的。這里所用的機(jī)器人全部作為Y軸和Z軸，LPA型二維機(jī)器人。 四 、 結(jié)論 上面介紹的3個(gè)應(yīng)用僅是德國(guó)百格拉公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人在汽車(chē)生產(chǎn)中的小部分。在很多其它工序，如車(chē)輪的裝配線(xiàn)上等也大量使用德國(guó)百格拉公司生產(chǎn)的直角坐標(biāo)機(jī)器人及專(zhuān)用生產(chǎn)線(xiàn)。不僅在德國(guó)大眾，還在奔馳的汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)等大量采用百格拉公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人。多年來(lái)這些機(jī)器人運(yùn)行非常平穩(wěn)和可靠。隨著大批量全自動(dòng)化生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，百格拉公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人將具有更加廣范的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Γ?