一、直角坐标机器人介绍

      德国公司是世界上最著名的机器人供应商之一，生产多种规格的直线导轨、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、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工件无损探伤。

      在直角坐标机器人中各个轴主要是做直线运动，而且运动方向通常是相互垂直的，所以叫直角坐标机器人。直角坐标机器人可分为一维到多维很多种，每一维是一个运动轴，由一个直线运动单元组成。一台喷涂用三维直角坐标机器人由三个直线运动单元组成，而一台码垛机器人根据应用要求通常由几个一维，二维和三维直角坐标机器人组合而成。百格拉公司直角坐标机器人的主要技术数据是运动行程0到18米；负载1~180公斤；重复定位精度0.05mm；每个轴运动速度最高可达5米/秒。

二、应用举例

1、BERGER LAHR机器人在工件定位中应用方案

1） 机器人型号及设备

X轴行程；4000mm；Y轴行程：2500mm；Z轴行程：2mm

在Z轴上安装CCD相机，对位置进行测量。

2）电气结构

⑴在机器人的运动过程中，PC机可实时显示X、Y、Z轴的当前坐标值，可对三个轴的当前位置实时监视；

⑵PC机通过图象处理卡把CCD相机摄下的照片进行处理，得到位置参数，对X、Y轴误差进行补偿，从而达到精确定位的目的。

3 ）CCD相机的参数：

视场范围：10mm×10mm

分辨率：256×256像素；

像素点尺寸：10/256≈0.039mm

中心坐标：（128，128）

4）工作过程：

如有n×m个工件（X轴方向有n个，y方向上有m个），每个工件的尺寸为L×H（单位：mm）

⑴ 位置计算

当定位（i，j）个工件时，机器人定位到坐标［L（i－1）+L/2 ，H（j－1）+H/2］

同时CCD相机摄取图象，把记录下的位置图象传送到计算机进行数据处理，经过二值化，求出工件实际原点得到当前工件中心位置的像素点坐标（X0，Y0） 

注： 0<X0<256   0<Y0<256

⑵计算误差，准确定位

因为定位系统存在误差，在行程范围内X、Y轴的最大误差接近±1mm，所以要对误差进行计算，并对其补偿，从而达到准确定位的目的。

则X、Y轴的误差ΔX、ΔY

    ΔX = (X0－128) ×0.039     

ΔY = (Y0－128) ×0.039 

注：0.039为像素点尺寸

PC机驱动电机再走ΔX、ΔY，即完成准确定位。

⑶然后即可对工件进行测量工作。

2、  BERGER LAHR机器人在超声波扫描仪中应用

1）任务：航天飞船的仪表板无损扫描

（1） 机器人型号及设备

◆  PR 6/3 , 5400mmx5400mmx400mm

◆  在Z轴上装配扫描头，对仪表板进行扫描

◆  使用百格拉高级伺服控制系统TLC612，TLC411实现定位控制

（2） 任务要求：整个过程需要机器人的动作保持

高重复性，低振动，并且在Z轴导轨上，安装可旋转轴，从而增加了扫描的范围，可以完成多方位的扫描任务。