揭密SCARA機器人

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發表于 2015-10-27 23:32:52 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

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。

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。