摘要：文章主要介紹了德國百格拉公司直角坐標機器人的技術性能以及其在涂膠行業的應用！
關鍵詞：直線導軌、二維、三維機器人、涂膠系統

隨著制造業的不斷發展，使得百格拉公司機器人在碼垛、涂膠、點焊、弧焊、噴涂、搬運、測量等行業有著相當廣泛的應用。本文針對百格拉公司涂膠機系統進行簡要的介紹。
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膠槍、通用手爪或專用工具，完成對工件的涂膠工作工作。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。
設計一個涂膠系統的首要任務是根據機器人所要完成的工作，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是一個典型的三維機器人涂膠系統的現場布置情況，圖2是涂膠系統的機械部分的布置情況。

下面即以此系統為例對涂膠系統進行深入的闡述。
此系統是來實現汽車的頂棚橫梁和發動機蓋的不同型號工件的涂膠工作，首先根據膠槍的重量來選擇機器人系統的負載能力，一般來說，此種膠槍的重量不會很重，所以只要選擇輕負載能力的導軌系統即可。但是由于工件的數量比較多（從圖3可以看出此系統是完成7種工件的涂膠和點膠的工作），涂點的數量也很多，這就要選擇一個高速的涂膠系統，而這正是百格拉導軌系統所具備的特性（百格拉導軌系統可以實現最快5m/s的高速精確定位）。這樣根據工作頻率的要求即可選出電機的配置。最后根據工件的布置情況來選擇導軌的有效行程（工件的布置情況如圖3，有效行程為1200mm*1200mm*300mm）。

此直角坐標機器人系統在工作臺上安裝圖3中7種工件的夾具。在工作臺上設有車型按扭，按下相應的車型按扭，相對應的工件指示燈（按扭式）黃燈亮，同時工件的自動檢測到位開關開始工作，操作工按相應工件裝夾后，工件到位檢測綠燈亮，此時方可按下機器人起動按扭，機器開始按程序設定的相應車型的相應工件自動點膠；點膠完畢機器人自動復位，程序結束指示燈亮；取下工件后，程序結束指示燈滅；如果不更改車型或工件型號，系統將默認上次程序內容進行工作直至更改車型或工件；
同時，系統可在不按下車型按扭情況下工作，操作工可自由選擇工件，可單件或幾種工件一起組合，按下相應的工件指示燈（按扭式），相應工件的自動檢測開關開始工作，紅燈亮，裝夾好相應的工件后，工件到位檢測綠燈亮后，方可按下機器人起動按扭，機器人按檢測到的工件自動調用相應的程序自動點膠；點膠完畢機器人自動復位，程序結束指示燈亮；同樣，如果不更改工件號或工件組合，系統將默認上次程序內容進行工作直至更改工件或工件組合；
系統還設有緊急停止按扭，可手動、自動停止；機器人支承架工作范圍內裝有光柵安全系統，在故障或異常情況下報警信號燈亮，系統緊急停止，在手動狀態下排除報警后系統方 可繼續運行；有自動記憶功能，在停電或故障情況后可繼續完成工作。此系統的工藝流程如圖4。

此涂膠系統的控制部分選用德國Engelhardt公司數控系統。Engelhardt公
司數控系統有著如下的特點：
1 有8種操作方式：MDI、程序輸入、圖形功能、單步、自動、外部數據通訊、程序管理和示教方式。還可開發用戶自己的界面。
2 有常用的G代碼：G00、G01、G02、G03、G04、G0、G06。
3 圖形功能：圖形功能非常方便，圖形的開始點通過按鍵可任意移動，圖示有單步圖示，圖示部分程序段和對工件進行縮小和放大進行圖示。所有功能通過按鍵可以實現
4 最小執行單位：X軸1μM，Z軸1μM。
5 有絕對值編程（G90）和增量值編程（G91），軟限位（G67和G68）。
6 有宏指令和參數編程。CNC有極強的二次開發能力和高度開放的PLC功能。
7 由于采用高速CPU和段預讀功能，保持程序段間無停頓，連續勻速運動。
8 用口令來封鎖對機械數據的操作和程序輸入，輸出，刪除，復制，CNC的操作非常簡便。

CNC硬件上的優點：
1 CNC是雙CPU。一個是工業用MOTOROLA公司的M68000系列32位單片機。它用于各種插補運算。一個是Z80單片機。它用于圖形和鍵盤功能。
2 采用了超高集成度的門陣列器件使CNC系統器件少，體積小，可靠性高。
3 CNC抗靜電干擾能力是9000V。沈陽第一機床廠的蔣廠長， 段總和王九峰在參觀ENGELHARDT公司時看到了現場表演。通過10多次不同方位的干擾CNC都正常工作。
接觸式抗靜電放電干擾能力：±9000V（從不同位置連續數十次，）
抗電中斷能力：50Hz內連續掉點5Hz后再上電，如此反復循環，能正常工作抗電源拉偏：最低到本135VAC，CNC能正常工作。
浪涌抗擾性：4000V。
4 所有18路輸入和18路輸出是光電隔離的。
5 有控制變頻器的D/A轉換器。可直接控制變頻器來實現恒線速切削。
6 已經帶有手輪脈沖發生器，CNC和驅動器的連線都非常簡單。。
7 操作面板上帶有所有手動功能的按鍵。如速度倍率旋鈕，"STOP"鍵，啟動鍵"START"，清除鍵"C"，選參考點鍵，選擇主軸方向鍵,速度鍵，冷卻鍵，刀具鍵和機床鎖住鍵。不需要再配面板和按鍵了。
8 CNC鍵盤上的按鍵是真正的機械式開關。而且鍵盤是防水的。
9 帶手輪脈沖發生器，每個脈沖可移動1，0.1, 0.01或0.001mm。
此系統對操作員不需要任何編程經驗，很復雜的任務可以在幾分鐘內設置好。操作員經過幾小時的培訓就可以完全掌握該系統。
綜上所述，采用百格拉公司的機器人后使涂膠和點膠的工作效率大為提高。省去大量人力，大量降低成人工成本。該機器人運行一年后就可收回所投入的成本。該機器人在正常維護下至少運行十年。隨著大批量全自動化涂膠生產線的興起，此涂膠系統將具有更加廣范的市場前景和發展潛力！