一、 直角坐标机械人介绍 
   德国百格拉公司是全国上最著名的机械人供给商之一，出产多种规格的直线运动单元 / 导轨、步进电机、交换伺服电机、直线电机和多轴数控系统。以此为根柢根底，在短时刻内可供给各类规格的线性导轨、二维、三维尺度机械人及用户专用机械人和出产线。这些机械人可以装备焊枪、通用手爪或专用器械，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。因为百格拉的导轨、驱动电机、减速机和节制系统等全数部件悉数自己出产，使得机械人集体机能加倍优异。十多年来，出厂的机械人和出产线悉数在正常工作。深受包装机械、印刷机械、机械电子、汽车、食物、药品和化装品出产等行业新老用户的厚爱。 
   百格拉公司的 120 多名专家及工程手艺人员成功拓荒出产了各类规格的线性导轨，并在此根柢根底上与用户密相符作拓荒通用及专用机械人，已为许多厂家供给了数千台各类专用机械人及出产线。其中一个应用领域是工件无损探伤。 
   在直角坐标机械人中各个轴首若是做直线运动，而且运动偏向凡是是彼此垂直的，所以叫直角坐标机械人。直角坐标机械人可分为一维到多维许多种，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械人由三个直线运动单元组成，而一台码垛机械人凭据应用要求凡是由几个一维，二维和三维直角坐标机械人组合而成。百格拉公司直角坐标机械人的首要手艺数据是运动行程 0 到 18 米 ；负载 1~180 公斤；频频定位精度 0.05mm ；每个轴运动速度最高可达 5 米 / 秒。 
   每个直线运动单元的首要部门是特制高强度高直线度铝型材，横截面积可实现 40× 40mm 2 到 120× 120mm 2 ，也可以由多根组合成为一个年夜截面的导轨。型材内部配有出格的钢轨来担保机械强度和长久连结平行度，同时也是运动滑块的载体。配滚珠丝杠和密封轴承导轨的直线运动单元的特点是定位精度高，带负载手法强，速度最年夜到 1 米 / 秒；滑动体式格局分为光杠滚轮轴承导轨和密封轴承导轨；优点是钢性好、磨擦系数小、阻力低、精度高；传动体式格局首要有齿型带、齿条和滚珠丝杠传动；驱动电机首要分为步进电机和伺服电机两种，有时驱动电机配 NEUGART 周详行星减速机来增年夜出力和裁减负载的迁移改变惯量。 
　　凭据机械人所要完成的工作，首先确定机械人的结构组成。可所以龙门式，挂壁安设式等。再按工作要求所给出各轴的运动行程、负载、运动速度、加速度，步履周期来选每个运动轴直线运动单元的型号，所配驱动电机及所配 NEUGART 周详行星减速机的型号。下图是一个典型三维直角坐标机械人。 
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二、百格拉公司机械人在无损检测中的应用案例 
1、在航天飞船部件无损检测中的应用 
(1) 义务：接纳超声无损探伤对航天飞船上的许多 
部件进行无损扫描。 
(2) 机械人型号及培植 
● 选用百格拉三维直角坐标机械人 PR 6/3 , 
X ， Y ， Z 轴的有用行程离别为 5400mm ， 
5400mm 和 400mm 。在 Z 轴下端上装配 
可扭转超声探头。探头扭转角度是 0~360° 。 
最年夜可以被测物体是 5400*5400* 400 mm 。 
● 可对部件从上到下 360° 无损探伤扫描。 
扫描密度几乎没有限制，可以异常周详， 
也可以仅对部件的几个要害部位进行无损 
探伤扫描。 
● 右图是对仪表板进行无损探伤扫描。 
(3) 义务描摹：节制系统行使百格拉公司 TLCC ，驱动电机是百格拉公司智能伺服节制系统 TLC612 ， TLC411 实现定位节制。 TLCC 是一个专用工控机，经过过程 CAN 总线节制 TLC 伺服节制系统。 TLCC 可以预存许多部件的若干很多若干数据，用于指导超声探优等距离或多方位、多角度的无损探伤扫描。获得的测量数据可以存储在 TLCC 中，可以给出剖析探伤的效果，可以打印或上传给上位机，以便进一步留存和剖析，也可以显示出探伤扫描图象及对应滤波，增强、放年夜、扭转、特征提取及剖析等。 
2、
(1) 义务：航天飞船圆柱类部件无损探伤扫描 
(2) 机械人型号及培植 
● 选用百格拉二维直角坐标机械人 LP-4/2 ， 
● x 轴行程为 500mm ， z 轴行程为 1300mm ， 
在 Z 轴上装配扫描头，经过过程可扭转轴可对 
仪表板由上到下每一个部位进行 360° 扫 
描。 
● 扭转轴接纳 BERGER LAHR 步进电机 
VRDM31117 驱动加 NEUGART 周详 
行星减速机 PLS90/8 。节制系统行使 
百格拉公司专用工控机 TLCC 。 
(3) 义务要求：整个过程需要机械人的步履 
连结高频频性，而且要求定位极其正确， 
可轻便地完成自动和手动垄断等功能的转换。这里探头不转，可以上下和前后周详运动。被测部件要迁移改变，其余功能类同前面 1 ）中所描摹的。 
3、
(1) 义务：超年夜型圆柱类钢件无损探伤扫描。 
(2) 机械人型号及培植 
● 选用二维直角坐标机械人 LP-8/2 ， 
● 完成 X 轴和 Z 轴偏向上的步履。 X 轴驱动电机接纳 BERGER LAHR 伺服电机 SER31122 ， SER31122 驱动一个德国 NEUGART 公司周详行星减速机 PLS90HP 。 Z 轴驱动电机接纳 BERGER LAHR 步进电机 VRDM3913 ， VRDM3913 驱动一个德国 NEUGART 公司周详行星减速机 PLS70/64HP 。 
● 被测物体是 8m 长，直径 600mm 的柱类钢件，放在一个年夜型液体容器里。年夜型容器的两头各有一个夹具，用于水平平稳柱类钢件。钢件作为迁移改变轴由一台 BERGER LAHR 伺服电机 SER31122 配德国 NEUGART 公司周详行星减速机 PLS115/64HP 驱动。 
(3) 义务要求： 
   扭转轴带动长约 8m 的钢件每扭转一个角度 X1 后静止， Z 轴下到钢件外面 X2 毫米高后避免。这时 X 轴最先运动，每移动 X3 毫米探头扫描一次，完成 X 轴偏向 8m 长的扫描后 X 轴和 Z 轴都处于静止状况。扭转轴再按原迁移改变偏向迁移改变 X1 度避免， X 轴开设扫描运动。这一过程要频频进行到整个钢件外面被平均扫描一次。 
所以整个过程需要机械人的步履连结高频频性，平稳性，而且要求定位极其正确。 X 轴的定位精度如下：电机每转为 16384 点，经行星减速机 64 倍减速后为 16384*64 。 X 轴的驱动轴每转一转， X 轴行走 175mm , 电机每转一步 X 轴走 175000/16384/64 =0.167 μm. X 轴的定位精度如下：电机每转为 16384 点，经行星减速机 64 倍减速后为 16384*64 。扭转轴每转一转对应的周长是 600*3.14 = 1884mm , 电机每转一步扭转轴外面转过 1884000/16384/64 =1.797 μm 。现实上用不着这样高的精度，而用周详行星减速机的目的是为了年夜量裁减驱动电机与负载的迁移改变惯量比，来担保各轴的正确平稳运行。 节制系统行使百格拉公司专用工控机 TLCC ，其功能同前面的两个应用。 
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三、竣事语： 
   本文申报了德国百格拉公司的直角坐标机械人配套超声波扫描仪，在工件探伤中的三例应用。此外，德国百格拉公司的直角坐标机械人还被审察用于 X 射线探伤扫描。近似的应用还有配备 CCD 摄像机来磨练和识别一些