作者：周文寶
職務：沈陽百格機器人有限公司技術部經理
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產品：德國BergerLahr公司和Roboworker公司中國總代理
一 直角坐標機器人的主要特點
直角坐標機器人主要由一些直線運動單元，驅動電機，控制系統和末端操作器組成。針對不同的應用，可以方便快速組合成不同維數，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機器人。從簡單的二維機器人到復雜的五維機器人就有上百種結構形式的成功應用案例。從食品生產到汽車裝配等各行各業的自動化生產線中，都有各式各樣的直角坐標機器人和其它設備共同嚴格同步協調的工作。可以說直角坐標機器人幾乎能勝任所有的工業自動化任務。下面是其主要特點：
1任意組合成各種結構樣式，帶載能力和尺寸的機器人，
2采用多根直線運動單元級連和齒輪齒條傳動，可以形成幾十米的超大行程機器人。
3采用多根直線運動單元平連及各帶多滑塊結構時其負載能力可增加到數噸。
4 其最大運行速度可達到每秒8米，加速度可達到每秒4米。
5 重復定位精度可達到0.05mm~0.01mm。
6 采用帶有RTCP功能的五軸或五軸以上數控系統能完成非常復雜軌跡的工作。
德國百格拉公司是世界上最著名的直角坐標機器人供應商之一，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。以下為介紹直角坐標機器人在各個行業的種種應用
二 直角坐標機器人在汽車行業的應用
目前汽車行業應該可以說是應用機器人最多的行業，其應用各種機器人進行著各種操作，其中最主要的應用就是涂膠和焊接。當然，對于熱壓，裝配等也同樣有一定的應用。
1、 用于涂膠的直角坐標機器人
對于一些需要粘結，密封性好的配件，如車燈，發動機等，必須要進行涂膠才能保證該配件的氣密性，符合產品的需要。但對于大量的生產，如果都采用人工來涂膠，不但不能夠保證一定的生產率，也不能夠保證質量。相反，如果采用直角坐標機器人來涂膠既能夠保證一定的生產率，也能夠保證產品的質量。所以一些專業生產廠商通常采用直角坐標機器人來進行涂膠。以下圖片為應用百格拉直角坐標機器人的涂膠機械和位于拐點的涂膠效果。
2、 用于焊接的直角坐標機器人
在焊接方面同樣也大量的使用直角坐標機器人。汽車方面的焊接多為一些直線及圓弧焊接，采用三維或四維結構完全能夠滿足現場的需要，如果采用多自由度關節式機械手臂就大大提高了成本，而采用直角坐標機器人不但能夠達到要求，而且大大降低了成本，所以目前該行業中直角坐標機器人也同樣有著大量的應用。
3、 用于熱壓的直角坐標機器人
對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鍵，如果安裝不好，就可能出現漏氣現象，也就是出了不合格品，通常的做法是采用高溫熱壓的方法直接將螺母壓進該朔料部件內。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，直角坐標機器人就自然成為其首選設備。目前該種設備國內很少，但沈陽百格機器人有限公司為某汽車飾件廠成功配套了幾套該設備，并且后續設備還在計劃中。以下為工作中的設備：
三 直角坐標機器人在搬運中的應用
隨著自動化生產能力的提高，現代工廠中經常會出現需要分類分揀的場合，那么就非常需要配合視覺系統的機器人來實現這項工作。該例子為對倉庫中不同批次的產品進行定位及抓取。在機器啟動前，操作人員根據具體需求，通過計算機將需要搬運的產品的批次傳輸給視覺系統，當機器人帶動視覺系統到達產品上方時，視覺系統通過獲取的圖像進行識別，通常識別物為條碼，當確認該產品為需要搬運的產品，那么視覺系統再通過獲取的圖像進行精確定位，將坐標值傳輸給機器人，機器人隨后運動到指定位置，進行抓取搬運。如果檢測該產品不是需要搬運的產品，那么傳輸給機器人相應的信號，機器人移動到下一工件位置進行下一次檢測。
四 直角坐標機器人在機床上的應用
隨著自動化水平的不斷提高，人們對自動化的要求也越來越高，在一些高級的自動化工廠里已經出現了無人工作區，只是大量的機床在不停的工作，機床的上下料都通過直角坐標機器人來實現。同時，由于環境因素如高溫、腐蝕等人們無法到達的區域，也同樣由直角坐標機器人來進行輔助的搬運、上下料等。這里簡單介紹直角坐標機器人在機床行業的幾項應用。
1用于上下料的直角坐標機器人
為了達到機床高效的進行工作，使用上下料機器人來輔助工作就是最理想的選擇，特別是對一些重量大，放置精度要求高的加工場合，更是迫切的需要機器人來輔助工作。目前大部分工廠都配置了機床上下料機器人來輔助工作，而且收到了很好的效果，沈陽百格機器人有限公司已經為東北的多家企業配置了上下料機器人。
2用于碼垛的直角坐標機器人
在自動化流水線，固定產品生產線上，經常需要碼垛機器人來對生產出來的產品進行碼垛，以便于方便的搬運，放置。對于大多數企業來說，應用關節式機器人會大大提高成本，而應用直角坐標式機器人則在節省成本的同時又能夠實現要求，所以直角坐標機器人就成為了大部分企業的首選。
3用于模具制造的直角坐標機器人
對于一些模具的制造，通常需要花費很長的時間。而應用直角坐標機器人來輔助進行模具制造能夠大大提高工作效率和精度。
五 直角坐標機器人在檢測行業的應用
隨著最近幾年自動化水平的提高，機器視覺在自動化中正以驚人的速度飛快的發展。在一部分大面積的檢測及跟蹤項目中，機器視覺設備需要達到精確并快速的運動，那么直角坐標機器人便成為其首選的設備。以下為直角坐標機器人在檢測行業的兩項重要應用：
1直角坐標機器人在無損檢測中的應用
在一些無損檢測的項目中經常會遇到對圓柱形工件，跨度大的工件進行檢測，那么就需要輔助設備帶動檢測頭來進行檢測，而且需要較高的精度。這樣直角坐標機器人就成了首選的設備。
2直角坐標機器人在視覺檢測中的應用
機器視覺是最近幾年在國內新興的一個行業，該行業發展迅速。國內的機器視覺公司正以每年幾十家的速度遞增。機器視覺項目中，經常需要輔助設備帶動視覺設備來進行多方面的檢測，直角坐標機器人做為自動化中的應用設備，自然成為大部分視覺項目中的輔助設備。百格拉直角坐標機器人已經應用在了多家高校的視覺模擬檢測設備中，其在精度方面完全能夠達到視覺要求，受到了用戶的好評。
六 直角坐標機器人在電子行業的應用
在手機生產線和電子產品生產線上，需要激光雕刻，插拔插頭，工件搬運等方面，都需要直角坐標機器人來完成。由于直角坐標機器人具有可根據用戶需要來進行結構，大小等設計，同時又因為其具有運動速度快，精度高的優點，所以非常適合于電子行業的應用。目前，沈陽百格公司的百格拉直角坐標機器人已經應用在了很多家電子設備廠的生產線上，大大提高了生產率。
七 直角坐標機器人在軍工行業的應用
軍工行業中對設備的精度，速度等要求很高，同時又為了大大提高其勞動生產率，機器人就成為其首選。以下介紹幾項百格拉直角坐標機器人在軍工行業的應用：
1直角坐標機器人用于模擬設備
軍用設備出廠前通常需要經過多次模擬試驗才能夠確認其為合格品，而試驗就需要輔助的模擬設備，百格拉直角坐標機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車間的配套模擬設備。
2直角坐標機器人用于加工設備
由于軍工設備對各項指標及工作環境的要求都很高，如一些設備需要在微波暗室中加工，這樣的話人們在某些工序就要離開暗室，待這道工序結束后再回到暗室繼續工作，這樣就大大浪費了時間，甚至使得某一項工作需要一周或更多的時間才能完成，而直角坐標機器人就正好解決了這個問題，其能夠使幾個人一周的工作在一天內完成，所以大大提高了產量，在很短的時間內就收回了該設備的成本。下圖為安裝時的機器人圖片。
八 總結
以上僅為直角坐標機器人的部分行業應用情況，直角坐標機器人的應用場合還遠不僅于此，大量應用于自動化的各個方面，其中百格拉直角坐標機器人是國內最早引進的直角坐標機器人，也是國內應用行業最多的直角坐標機器人之一。如果您對直角坐標機器人的某項應用感興趣可以與本文作者（ly_vision@163.com）聯系，為您提供應用案例和資料。
