德國BERGERLAHR機器人在噴碼中的應(yīng)用

　　摘要：本文介紹德國百格拉公司生產(chǎn)的直角坐標機器人及主要特性。在此基礎(chǔ)上主要介紹幾個在在工件噴碼中的應(yīng)用案例。  

　　關(guān)鍵字：噴碼 直角坐標機器人 移動噴碼  

　　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(yīng)商之一，生產(chǎn)多種規(guī)格的直線運動單元/導(dǎo)軌、步進電機、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、三維標準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�，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(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)的新老用戶厚愛。  

　　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(jù)應(yīng)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(shù)數(shù)據(jù)是運動行程0到18米；負載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。  

　　二、百格拉公司機器人在噴碼中的應(yīng)用案例  

　　2.1 噴碼簡介  

　　很多產(chǎn)品要噴上生產(chǎn)日期，出廠序列號，條碼等一些信信。例如給雞蛋噴上生產(chǎn)日期和序列號。這里雞蛋按行和列放在一個拖盤上。其工作方式有兩種。第一種工作方式是一維機器人和傳送帶運動。首先把該拖盤移到一維機器人下面，機器人首先停止傳送帶，并把噴頭移動到第一個雞蛋上方及噴上生產(chǎn)日期和序列號。機器人再把噴頭移動到第二個雞蛋上方及噴上生產(chǎn)日期和序列號，如此依次噴完該排最后一個雞蛋。再起動傳送帶把第二排雞蛋移到噴頭正下方，并開始該行雞蛋的自動噴碼工作。如此依次噴完最后排的最后一個雞蛋，這就完成了一拖盤雞蛋的自動噴碼工作。第二種工作方式是使用二維機器人，把拖盤放在二維機器人下面。機器人首先把噴頭移動到第一排第一個雞蛋上方及噴上生產(chǎn)日期和序列號。機器人再把噴頭移動到第一排第二個雞蛋上方及噴上生產(chǎn)日期和序列號，如此依次噴完該排最后一個雞蛋。機器人再把噴頭移動到第二排第一個雞蛋正上方，并開始該行雞蛋的自動噴碼工作。如此依次噴完最后排的最后一個雞蛋，這就完成了一拖盤雞蛋的自動噴碼工作。  

　　要噴碼的物體可以是各種帶殼和包裝的食品，化妝品和藥品的包裝盒，所有許多其他產(chǎn)品也要噴上生產(chǎn)日期，出廠序列號和條碼等一些信息。噴碼可以是通過噴墨方式，激光雕刻和噴沙等。下面介紹百格拉公司專為激光噴碼系統(tǒng)所提供的機器人及控制系統(tǒng)。  

　　2.2 TLS100橫向噴碼系統(tǒng)  

　　TLS100是百格拉公司專為激光噴碼系統(tǒng)提供的標準配置，裝上打印頭就構(gòu)成噴碼系統(tǒng)。這是一個一維機器人及控制系統(tǒng)TLCC，它有16個程序可供客戶選擇，每行可在30個位置噴碼，可以在傳送帶前進和后退方式下精確噴碼。也可以在傳送帶速度變化時，如在加速和減速過程中精確噴碼。它能夠驅(qū)動較重的激光噴碼系統(tǒng)，如CO2和YAG光源。也可以是噴墨系統(tǒng)。TLS100帶有噴碼系統(tǒng)所需要的全部輸出控制，來完成各種要求的噴碼工作。一個導(dǎo)軌上可以帶多個噴碼頭，有多種傳送驅(qū)動方式和控制方式可選擇。控制系統(tǒng)可以發(fā)送給打印機打印信號和速度信號。噴頭的行程可以按需要來定一維機器人的有效行程。噴碼頭移動速度為可達每秒6英尺（1.82m/