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戶外露天的堅實耐用程度試驗：TX 200 L型全封閉式6軸機器人裝置在戶外露天應用中能夠在所有天氣條件下可靠工作

John Deere公司是世界范圍內的農用機械、林業機械和建筑以及園林維護機械的知名生產廠家，是一家美國的企業，目前在世界范圍內的68個工廠和研發中心有60?000名員工。該公司僅在德國就有7000名員工、6個分部。其中200名員工在位于Kaiserslautern的歐洲技術創新中心(ETIC)工作。該中心的工作以創新技術為重點，與工廠共同研發成熟的技術并將其集成到機器中。

目前，John Deere公司的高級技術主管Georg Kormann和他的一個團隊正致力于高精準度GPS接收器的研發工作。只有專用GPS接收器才能夠達到這樣的性能。Kormann強調道：“專用GPS接收器是我們為能源工業而研發的，必須通過嚴格的檢驗流程。”

專用GPS接收器的技術檢驗必須遵循一個綜合性的程序，該裝置必須在戶外以各種不同的速度通過多個系列的測試。在此之前進行多個系列的測試就必須要通過多個小時的實際路試才能完成，將測試的結果與設定的參數加以比較，在進行路試時，部分檢驗受限。

還有另一個令Kormann頭痛的挑戰：“對于檢驗低速接收器通常要以最高精準度來進行測試，必須按高出裝置精密度10個單位。為此，測量行駛由一個精密機器人來完成，這樣做的優點在于任何時候均有可再實施性。”

頭號挑戰是機器人的戶外應用，為了使GPS信號接收不受限制，有一點必須事先就要明確：機器人要安裝在所試驗的建筑物的頂端，而那里全年將置于可能出現風暴天氣的條件下。

為了撰寫博士論文，Dennis Dispot曾在John Deere公司參與過落實GPS接收器的技術任務，他回憶說：“其他機器人生產廠家對我們要全天候地用6軸機器人來完成該項任務的委托都在搖頭。唯獨St?ubli Robotics公司愿意接受這個挑戰，并表示該公司研制出的HE(濕潤環境)結構形式的TX 200 L型全封閉式6軸機器人能夠在戶外使用。這種HE(濕潤環境)結構形式的TX 200 L型全封閉式6軸機器人帶有HE(濕潤環境)特殊標識，是專門為了在濕潤空間使用而研發的，該全封閉式機器人的結構形式符合IP65保護類別的要求。通過使用St?ubli密封單元，還可進一步提高TX 200 L型全封閉式6軸機器人的保護級別。

在該型機器人完成噴漆作業之前，必須對其表面進行專門的處理，以提高其防銹蝕的能力和堅固性能。該型機器人的特殊部件由不銹鋼制成，這樣在最后一道噴漆作業后，機器人的表面質量依舊很高，因此，該機器人便能夠適應最艱難的應用條件。除此之外，該型機器人還有一個優點：John Deere公司使用的該全封閉式6軸機器人采取垂直布線形式，因此，機器人的底部在噴水或是雨天和雪天的情況下全部連接能夠得以保護。

圖1  采用專用設備能夠顯著加大TX 200 L型全封閉式6軸機器人測試軌道的半徑

St?ubli Robotics公司經理Gerald Vogt工程師說：“當我們向市場推出HE(潮濕環境)結構形式的裝置時，我們關注的是該型裝置在射水切割、切削加工或是在清洗流程困難的食品工業中的應用。”他表示，該裝置“全年在戶外使用的情況之前我們完全沒有考慮到，而我們提供的HE(濕潤環境)結構形式的裝置當然是以該裝置全年在戶外露天使用為前提的。”

那么，TX 200 L型全封閉式6軸機器人是否能夠從設備變異方面適合于該項目的要求需要弄清一系列的問題：機器人如何才能安置在建筑頂端?還應該考慮哪些建筑物靜力學方面的要求?如何躲避閃電以及如何防范人為侵入，確保安全?該TX 200 L型全封閉式6軸機器人還需要什么樣的輔助改進以及人們如何應對溫度變化幅度大和機器人臂內冷凝水的問題等。

Dispot說：“該項目的規劃和實施花費了我們很多時間，與St?ubli Robotics公司的工程師一起，所有的具體問題均得到了解決。迄今為止，該型機器人已經在我們建筑物的頂端的軌道上運行了兩年，并在最嚴酷的氣候條件下跑著馬拉松。”

John Deere公司對檢驗裝置不受限制的靈活性評價很高，使用該機器人能夠模擬拖拉機的作業節奏以及包括斜坡傾斜度在內的參數。TX 200 L型全封閉式6軸機器人的載荷為80kg，非常適合用于對比性試驗。TX 200 L型全封閉式6軸機器人能夠同時添乘多個GPS接收器進行檢驗，且在進行檢驗的過程中不會突破載荷的界限。在此期間，TX 200 L型全封閉式6軸機器人也能夠承擔檢驗傳感器系統的任務并且幾乎每天都能承擔新的檢驗任務。

此外，TX 200 L型全封閉式6軸機器人的一個特殊亮點是該裝置能夠在世界范圍內使用：位于全球所有的John Deere公司研發中心，不論美國、亞洲或歐洲都能存取該裝置的信息并能夠實施測試流程。通過與上級軟件設計體系相連接，St?ubli機器人成套裝置可以脫機實現程序化，能夠自動化地檢測和評估所有數據，之后所測得的檢測結果提供全世界任一地點使用。

Kormann說;“該機器人裝置能夠滿足我們的所有期待。而且，該機器人裝置的任務范圍在不斷擴大且能夠在世界范圍內的該機器人裝置現場進行數據存取，以確保夜以繼日地滿負荷運行。現在，該機器人裝置的精密度和可靠性已經順利通過了戶外露天持續應用測試。”