摘要：本文首先介紹德國百格拉公司生產的直角坐標機器人及主要特性，然后介紹其在大眾等汽車生產上的應用。 一、直角坐標機器人介紹 德國百格拉公司是世界上最著名的機器人供應商之一，生產多種規格的直線運動單元/導軌、步進電機、交流伺服電機、直線電機和多軸數控系統。以此為基礎，在短時間內可提供各種規格的線性導軌、二維、三維標準機器人及用戶專用機器人和生產線。這些機器人可以裝備焊槍、通用手爪或專用工具，完成焊接、搬運、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂等一系列工作。由于百格拉的導軌、驅動電機、減速機和控制系統等所有部件全部自己生產，使得機器人整體性能更加優異。十多年來，出廠的機器人和生產線全部在正常工作。深受包裝機械、印刷機械、機械電子、汽車、食品、藥品和化妝品生產等行業新老用戶的厚愛。 百格拉公司的120多名專家及工程技術人員成功開發生產了各種規格的線性導軌，并在此基礎上與用戶密切合作開發通用及專用機器人，已為許多廠家提供了數千臺各種專用機器人及生產線。其中一個應用領域是給產品噴上生產日期的信息。 在直角坐標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，所以叫直角坐標機器人。直角坐標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機器人由三個直線運動單元組成，而一臺碼垛機器人根據應用要求通常由幾個一維，二維和三維直角坐標機器人組合而成。百格拉公司直角坐標機器人的主要技術數據是運動行程0到18米；負載1～180公斤；重復定位精度0.05mm；每個軸運動速度最高可達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40×40mm2到120×120mm2，也可以由多根組合成為一個大截面的導軌。型材內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軌的直線運動單元的特點是定位精度高，帶負載能力強，速度最大到1米/秒；滑動方式分為光杠滾輪軸承導軌和密封軸承導軌；優點是鋼性好、磨擦系數小、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；驅動電機主要分為步進電機和伺服電機兩種，有時驅動電機配NEUGART精密行星減速機來增大出力和減少負載的轉動慣量。 根據機器人所要完成的工作，首先確定機器人的結構組成。可以是龍門式，掛壁安裝式等。再按工作要求所給出各軸的運動行程、負載、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機器人。 二、汽車生產中的涂膠 很多產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。如許多種發動機的結合處要滴膠，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機器人[/align] 在汽車生產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。涂膠頭運動范圍通常可達1＊1＊0.2米，要快速平穩運動。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，有很高的動態特性，能快速起停和加減速，而且要這一過程中要運動平穩及噪音要低。控制系統也要能方便地產生上面所要求的運動軌跡，要有很高的速度環和位置環響應速度來快速加減速，要有很好的命令預讀功能來保證各命令間的運動速度盡可能連續變化，保證運行平穩。 [align=center] 圖2：鋁鑄外殼蓋要涂膠來密封[/align] 三、注液和裝配應用 在VW-Passat 生產中，剎車系統，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調工作。 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格同步，每天連續作24小時穩定可靠工作。 [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 、 結論 上面介紹的3個應用僅是德國百格拉公司的直角坐標機器人在汽車生產中的小部分。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的直角坐標機器人及專用生產線。不僅在德國大眾，還在奔馳的汽車生產線等大量采用百格拉公司的直角坐標機器人。多年來這些機器人運行非常平穩和可靠。隨著大批量全自動化生產的迅猛發展，百格拉公司的直角坐標機器人將具有更加廣范的應用前景和發展潛力！