揭密SCARA機器人 SCARA機器人,即elective Compliance Assembly Robot Arm,又名水平多關節機器人,是工業機器人家庭應用非常廣泛的一個構型。近年來,六軸工業機器人發展迅速,基本每一家涉足機器人本體設計的廠商都首先發展六軸機器人,在中低端六軸工業機器人市場競爭日益激烈的情況,很多國產機器人廠商開始把目光投向了應用同樣的廣泛的SCARA機器人。企圖在低成本SCARA機器人中搶占先機。今天就帶大家揭開SCARA機器人的神秘面紗。 一、什么是SCARA機器人 SCARA機器人又稱水平多關節機器人。是一種圓柱坐標型的特殊類型的工業機器人。一般有4個自由度,可在包括沿X、Y、Z方向的平移和繞Z軸的旋轉。 二、SCARA機器人有怎樣的機械結構 機器人的內部細節設計都是各個機器人廠家的內部機密,筆者不可能拿到,即使拿到也不敢拿出來講。但是,從有限的資料中,我們還是可以總結出一些SCARA機器人通用結構設計。 SCARA機器人外形大致如下圖如示,第1、2軸結構相同,都是伺服電機加諧波減速機傳動。當于,出于成本的考慮,也有將伺服電機換成步機電機,或者將諧波減速機換成行星減速機或者RV減速機的。但目前的SCARA機器人的第1、2軸還是主要以伺服電機加諧波減速機。 SCARA機器人3、4軸設計就比較豐富多樣。從大類來分可以分兩類:第一類為解耦式,即3軸與4軸的驅動是分離的,分花鍵軸、滾珠絲桿各一根,由兩個電機分別驅動升降與旋轉兩個自由度,典型的設計為YAMAHA的SCARA設計,如下圖中YAMAHA公司產品手冊中介紹圖片。 0 w, l. _+ v1 T6 V$ Q) \) X) Q
第二類為耦合式,即3軸與4軸的驅動的耦合的,相互影響的,由一根滾珠絲桿花鍵軸實現。單個電機無法實現單獨的旋轉或升降,必須兩個電機同時驅動才能實現。 解耦式的結構優點是設計相對簡單,價格對比便宜,缺點是對花鍵軸與滾珠絲桿的平行度要求很高,裝配比較困難。而耦合式的結構優點是設計緊湊,重量較輕,缺點是滾珠絲桿花鍵軸價格高昂,廠家極少,基本屬于壟斷。 除了解耦式與耦合式的不同以外,不同廠家的SCARA對于3、4軸電機的分布,減速裝置的設計有多種形式,各有優劣,這里就不一一解釋。 此外簡單介紹一款比較特殊的SCARA機器人,由Staubli公司出品的TP80,該款SCARA機器人設計復雜巧妙,為目前世界上最快的SCARA機器人。下圖為該公司公開的專利示意圖。 三、SCARA機器人能做什么 說完SCARA機器人結構,自然要講SCARA機器人的應用。SCARA機器人的特點是負載小、速度快,因此其主要應用在快速分揀、精密裝配等3C行業、食品行業等領域。下面將介紹SCARA機器人的幾個典型應用。 1、 手機玻璃上下料
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