德國(guó)BERGER LAHR機(jī)器人在噴碼中的應(yīng)用

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

關(guān)鍵字：噴碼 直角坐標(biāo)機(jī)器人 移動(dòng)噴碼

一、             直角坐標(biāo)機(jī)器人介紹

德國(guó)百格拉公司是世界上最著名的機(jī)器人供應(yīng)商之一，生產(chǎn)多種規(guī)格的直線運(yùn)動(dòng)單元/導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直線電機(jī)和多軸數(shù)控系統(tǒng)。以此為基礎(chǔ)，在短時(shí)間內(nèi)可提供各種規(guī)格的線性導(dǎo)軌、二維、三維標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人及用戶專用機(jī)器人和生產(chǎn)線。這些機(jī)器人可以裝備焊槍、通用手爪或?qū)Ｓ霉ぞ?，完成焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、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(dòng)電機(jī)、減速機(jī)和控制系統(tǒng)等所有部件全部自己生產(chǎn)，使得機(jī)器人整體性能更加優(yōu)異。十多年來，出廠的機(jī)器人和生產(chǎn)線全部在正常工作。深受包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、機(jī)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(jī)器人，已為許多廠家提供了數(shù)千臺(tái)各種專用機(jī)器人及生產(chǎn)線。其中一個(gè)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(biāo)機(jī)器人中各個(gè)軸主要是做直線運(yùn)動(dòng)，而且運(yùn)動(dòng)方向通常是相互垂直的，所以叫直角坐標(biāo)機(jī)器人。直角坐標(biāo)機(jī)器人可分為一維到多維很多種，每一維是一個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)單元組成。一臺(tái)噴涂用三維直角坐標(biāo)機(jī)器人由三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)單元組成，而一臺(tái)碼垛機(jī)器人根據(jù)應(yīng)用要求通常由幾個(gè)一維，二維和三維直角坐標(biāo)機(jī)器人組合而成。百格拉公司直角坐標(biāo)機(jī)器人的主要技術(shù)數(shù)據(jù)是運(yùn)動(dòng)行程0到18米；負(fù)載1~180公斤；重復(fù)定位精度0.05mm；每個(gè)軸運(yùn)動(dòng)速度最高可達(dá)5米/秒。

每個(gè)直線運(yùn)動(dòng)單元的主要部分是特制高強(qiáng)度高直線度鋁型材，橫截面積可實(shí)現(xiàn)40×40mm²到120×120mm²，也可以由多根組合成為一個(gè)大截面的導(dǎo)軌。型材內(nèi)部配有特殊的鋼軌來保證機(jī)械強(qiáng)度和長(zhǎng)期保持平行度，同時(shí)也是運(yùn)動(dòng)滑塊的載體。配滾珠絲杠和密封軸承導(dǎo)軌的直線運(yùn)動(dòng)單元的特點(diǎn)是定位精度高，帶負(fù)載能力強(qiáng)，速度最大到1米/秒；滑動(dòng)方式分為光杠滾輪軸承導(dǎo)軌和密封軸承導(dǎo)軌；優(yōu)點(diǎn)是鋼性好、磨擦系數(shù)小、阻力低、精度高；傳動(dòng)方式主要有齒型帶、齒條和滾珠絲杠傳動(dòng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要分為步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)兩種，有時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)配NEUGART精密行星減速機(jī)來增大出力和減少負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

根據(jù)機(jī)器人所要完成的工作，首先確定機(jī)器人的結(jié)構(gòu)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(yùn)動(dòng)行程、負(fù)載、運(yùn)動(dòng)速度、加速度，動(dòng)作周期來選每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸直線運(yùn)動(dòng)單元的型號(hào)，所配驅(qū)動(dòng)電機(jī)及所配NEUGART精密行星減速機(jī)的型號(hào)。

二、百格拉公司機(jī)器人在噴碼中的應(yīng)用案例

2.1 噴碼簡(jiǎn)介

很多產(chǎn)品要噴上生產(chǎn)日期，出廠序列號(hào)，條碼等一些信信。例如給雞蛋噴上生產(chǎn)日期和序列號(hào)。這里雞蛋按行和列放在一個(gè)拖盤上。其工作方式有兩種。第一種工作方式是一維機(jī)器人和傳送帶運(yùn)動(dòng)。首先把該拖盤移到一維機(jī)器人下面，機(jī)器人首先停止傳送帶，并把噴頭移動(dòng)到第一個(gè)雞蛋上方及噴上生產(chǎn)日期和序列號(hào)。機(jī)器人再把噴頭移動(dòng)到第二個(gè)雞蛋上方及噴上生產(chǎn)日期和序列號(hào)，如此依次噴完該排最后一個(gè)雞蛋。再起動(dòng)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(dòng)噴碼工作。如此依次噴完最后排的最后一個(gè)雞蛋，這就完成了一拖盤雞蛋的自動(dòng)噴碼工作。第二種工作方式是使用二維機(jī)器人，把拖盤放在二維機(jī)器人下面。機(jī)器人首先把噴頭移動(dòng)到第一排第一個(gè)雞蛋上方及噴上生產(chǎn)日期和序列號(hào)。機(jī)器人再把噴頭移動(dòng)到第一排第二個(gè)雞蛋上方及噴上生產(chǎn)日期和序列號(hào)，如此依次噴完該排最后一個(gè)雞蛋。機(jī)器人再把噴頭移動(dòng)到第二排第一個(gè)雞蛋正上方，并開始該行雞蛋的自動(dòng)噴碼工作。如此依次噴完最后排的最后一個(gè)雞蛋，這就完成了一拖盤雞蛋的自動(dòng)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(hào)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)配置，裝上打印頭就構(gòu)成噴碼系統(tǒng)。這是一個(gè)一維機(jī)器人及控制系統(tǒng)TLCC，它有16個(gè)程序可供客戶選擇，每行可在30個(gè)位置噴碼，可以在傳送帶前進(jìn)和后退方式下精確噴碼。也可以在傳送帶速度變化時(shí)，如在加速和減速過程中精確噴碼。它能夠驅(qū)動(dòng)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(gè)導(dǎo)軌上可以帶多個(gè)噴碼頭，有多種傳送驅(qū)動(dòng)方式和控制方式可選擇。控制系統(tǒng)可以發(fā)送給打印機(jī)打印信號(hào)和速度信號(hào)。噴頭的行程可以按需要來定一維機(jī)器人的有效行程。噴碼頭移動(dòng)速度為可達(dá)每秒6英尺（1.82m/s），噴碼精度可達(dá)0.01英寸。

TLS100系統(tǒng)可改善已有的噴碼過程，它是非接觸性的，不用油墨。所有的系統(tǒng)參數(shù)用戶可以方便通過操作器輸入和修改，而不需要編程，并且所有的輸入和輸出信號(hào)都是光電隔離的。

主要用于以下行業(yè)：包裝行業(yè)，印刷行業(yè)，粘標(biāo)行業(yè)，自動(dòng)化，食品，醫(yī)藥等。右圖是該系統(tǒng)的一個(gè)典型應(yīng)用。

三、結(jié)束語：

本文講述了德國(guó)百格拉公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人在噴碼中的應(yīng)用。德國(guó)百格拉公司僅提供直角坐標(biāo)機(jī)器人及機(jī)器人控制系統(tǒng)，并幫助用戶用機(jī)器人的控制系統(tǒng)來控制噴頭的工作。也有的用戶僅用百格拉公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人，配自己的整體噴碼控制系統(tǒng)。主要用戶如譯碼式和多米諾式等。

由于百格拉的導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)和控制系統(tǒng)等所有部件全部自己生產(chǎn)，使得機(jī)器人整體性能更加優(yōu)異。十多年來，出廠的機(jī)器人和生產(chǎn)線全部在正常工作。深受包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、機(jī)械電子、汽車、食品、藥品和化妝品生產(chǎn)等行業(yè)新老用戶的厚愛。所以很多最終用戶都選擇百格拉公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人。隨著大批量全自動(dòng)化生產(chǎn)的迅猛發(fā)展及越來越多的產(chǎn)品必須有完整的數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)日期，出廠序列號(hào)，條碼等一些信息，百格拉公司的直角坐標(biāo)機(jī)器人將具有更加廣范的市場(chǎng)前景和發(fā)展?jié)摿Γ?/SPAN>