德國BERGER LAHR機器人在噴碼中的應用

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

關鍵字：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焊槍、通用手爪或專用工具，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。十多年來，出廠的機器人和生產線全部在正常工作。深受包裝機械、印刷機械、機械電子、汽車、食品、藥品和化妝品生產等行業的新老用戶厚愛。

百格拉公司的120多名專家及工程技術人員成功開發生產了各種規格的線性導軌，并在此基礎上與用戶密切合作開發通用及專用機器人，已為許多廠家提供了數千臺各種專用機器人及生產線。其中一個應用領域是給產品噴上生產日期的信息。

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應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數據是運動行程0到18米；負載1~180公斤；重復定位精度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40×40mm²到120×120mm²，也可以由多根組合成為一個大截面的導軌。型材內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軌和密封軸承導軌；優點是鋼性好、磨擦系數小、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；驅動電機主要分為步進電機和伺服電機兩種，有時驅動電機配NEUGART精密行星減速機來增大出力和減少負載的轉動慣量。

根據機器人所要完成的工作，首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。

二、百格拉公司機器人在噴碼中的應用案例

2.1 噴碼簡介

很多產品要噴上生產日期，出廠序列號，條碼等一些信信。例如給雞蛋噴上生產日期和序列號。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，所有許多其他產品也要噴上生產日期，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所提供的機器人及控制系統。

2.2 TLS100橫向噴碼系統

　　TLS100是百格拉公司專為激光噴碼系統提供的標準配置，裝上打印頭就構成噴碼系統。這是一個一維機器人及控制系統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。它能夠驅動較重的激光噴碼系統，如CO2和YAG光源。也可以是噴墨系統。TLS100帶有噴碼系統所需要的全部輸出控制，來完成各種要求的噴碼工作。一個導軌上可以帶多個噴碼頭，有多種傳送驅動方式和控制方式可選擇。控制系統可以發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/s），噴碼精度可達0.01英寸。

　　TLS100系統可改善已有的噴碼過程，它是非接觸性的，不用油墨。所有的系統參數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都是光電隔離的。

主要用于以下行業：包裝行業，印刷行業，粘標行業，自動化，食品，醫藥等。

三、結束語：

　　本文講述了德國百格拉公司的直角坐標機器人在噴碼中的應用。德國百格拉公司僅提供直角坐標機器人及機器人控制系統，并幫助用戶用機器人的控制系統來控制噴頭的工作。也有的用戶僅用百格拉公司的直角坐標機器人，配自己的整體噴碼控制系統。主要用戶如譯碼式和多米諾式等。

　　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。十多年來，出廠的機器人和生產線全部在正常工作。深受包裝機械、印刷機械、機械電子、汽車、食品、藥品和化妝品生產等行業新老用戶的厚愛。所以很多最終用戶都選擇百格拉公司的直角坐標機器人。隨著大批量全自動化生產的迅猛發展及越來越多的產品必須有完整的數據，如生產日期，出廠序列號，條碼等一些信息，百格拉公司的直角坐標機器人將具有更加廣范的市場前景和發展潛力！