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百格拉直角坐标机器人在无损检测行业的应用 作者：周文宝 职务：沈阳百格机器人有限公司技术部经理 电话：02425375028 传真：024 网址： 邮箱：ly-vision@163.com 产品：德国BergerLahr 公司和Roboworker 公司中国总代理 一 直角坐标机器人介绍 机器人按ISO 8373 定义为：位置可以固定或移动，能够实现自动控制、可重复编程、多功能 多用处、末端操作器的位置要在3 个或3 个以上自由度内可编程的工业自动化设备。这里自由度就 是指可运动或转动的轴。直角坐标机器人是以直线运动轴为主，各个运动轴通常对应直角坐标系中 的X 轴，Y 轴和Z 轴。在绝大多数情况下直角坐标机器人的各个直线运动轴间的夹角为直角。 直角坐标机器人主要由一些直线运动单元，驱动电机，控制系统和末端操作器组成。针对不同 的应用，可以方便快速组合成不同维数，各种行程和不同带载能力的壁挂式、悬臂式、龙门式或倒 挂式等各种形式的直角坐标机器人。从简单的二维机器人到复杂的五维机器人就有上百种结构形式 的成功应用案例。从食品生产到汽车装配等各行各业的自动化生产线中，都有各式各样的多台直角 坐标机器人和其它设备严格同步协调工作。可以说直角坐标机器人几乎能胜任几乎所有的工业自动 化任务。下面是其主要特点： 1 任意组合成各种结构样式，带载能力和尺寸的机器人， 2 采用多根直线运动单元级连和齿轮齿条传动，可以形成几十米的超大行程机器人。 3 采用多根直线运动单元平连及各带多滑块结构时其负载能力可增加到数吨。 4 其最大运行速度可达到每秒8 米，加速度可达到每秒4 米。 5 重复定位精度可达到0.05mm 或0.01mm。 6 采用带有RTCP 功能的五轴或五轴以上数控系统能完成非常复杂轨迹的工作。 德国百格拉公司是世界上最著名的直角坐标机器人供应商之一，生产多种规格的直线运动单 元/导轨、步进电机、交流伺服电机、直线电机和多轴数控系统。以此为基础，在短时间内可提供各 种规格的线性导轨、二维、三维标准机器人及用户专用机器人和生产线。这些机器人可以装备焊枪、 通用手爪或专用工具，完成焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、 1 贴标、喷码、打码、（软仿型）喷涂等一系列工作。由于百格拉的导轨、驱动电机、减速机和控制系 统等所有部件全部自己生产，使得机器人整体性能更加优异。十多年来出厂的机器人和生产线全部 在正常工作，深受包装机械、印刷机械、机械电子、汽车、食品、药品和化妆品生产等行业新老用 户的厚爱。 百格拉公司的 120 多名专家及工程技术人员成功开发生产了各种规格的线性导轨，并在此基 础上与用户密切合作开发通用及专用机器人，已为许多厂家提供了数千台各种专用机器人及生产线。 其中一个应用领域是无损检测。在超大批量生产中，每个产品的主要功能，或整个产品的所有功能 都要经过严格的100%的检测。而且检测周期要很短，来满足超大批量生产的要求。下面介绍几个采 用直角坐标机器人对产品的检验应用案例。 二 案例一圆柱形航空部件无损探伤检测 对于一些圆柱形的工件及设备，要达到全方位的检测就非常的困难。本项目中为对航空飞船 的圆柱形部件进行无损检测,该部件高 1000mm，φ 500,需要进行从下到上的 360 度全面检测。由于 需要对该工件进行 360 度的检测，并且检测头与工件要求时时保持固定的距离，所以对该机器人重 复定位精度的要求就比较高，为0.05mm. 机器人方面我们选用的为德国百格拉二维直角坐标机器人, 两个方向均采用PAS42 形导轨,其 中X 方向选择为PAS42BRM1000,Z 方向选择为PAS42BRM500.旋转轴为德国百格拉VRDM31117 步进电 机加减速比为8 的NEUGART 减速机和一些辅助连接件构成的转台.具体结构如图一所示. 图一 控制系统我们采用的为德国 ENGERHART 公司的三轴数控系统进行控制,X 轴与Z 轴电机均采用 德国百格拉公司SER31122 伺服电机与减速比为8 的NEUGART 减速机来控制.由于整套设备采用了德 国百格拉公司伺服电机与德国百格拉公司直角坐标机器人,所以完全保证了整个系统的精度,甚至于 在整个系统重复定位