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在市场上SCARA四轴机器人设计的易与难,从设计到量产差异性在哪里
发布时间:2020-04-16        浏览次数:485        返回列表

SCARA的易与难

SCARA机器人是多关节机器人中比较简单的一款机型。说它简单,是因为只有4个自由度,结构相对简单,而且通用型的SCARA的设计概念已经比较清晰,也比较公开,所以门槛很低,是这两年很多新兴的机器人公司选择*先开发的产品,而且价格越做越低,个别售价低到我怀疑人生~~~

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说SCARA难,是因为大家有目共睹,这么多年过去了,市场上还是爱普生机器人独占鳌头,其他国产品牌望尘莫及。说到底原因是SCARA结构虽简单,但在细节上却有很多坑。这不是买份图纸或者拆几台EPSON的机器人就可以GET到的。哪怕两家选用一模一样的零部件,不同的工艺生产的机器人也很可能相去甚远。

今天我们要讲的就是,以通用SCARA为例,大家使用的都是类似的零部件,那么不同厂家的差异性在哪里,从设计到量产,有哪些坑是很可能会遇到的。

输出扭矩曲线:这是一个很重要的品牌差距。我们专门买了一台专业测试电机性能的仪器,对不同品牌电机输出扭矩与速度的变化关系。我们都知道,额定转速下,电机的输出扭矩是比较稳定的,不同品牌差距不大,但过了额定转速,就是秀肌肉了。随着转速的提升,扭矩会随之下降,好的电机扭矩下降会比较平缓,而差一点的电机几乎是断崖式的下降。扭矩下降就意味着加速度上不去,速度自然上不去。

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发热:能量传递效率也是品牌差距所在。效率越低意味着有用功越少,那损失的能量去哪里了呢?大部分都转化为热能。对于小型机器人来说,“散热”是非常关键的设计,因为空间紧凑,各个部件都靠得比较近,会相互影响。所以如果电机发热严重,那么在高速运动时,一旦温度过高,电机转子漆包线表皮过热熔化,电机就是短路挂了。另一方面,电机的热会传递给减速机,对谐波减速机来说,温度过高,会导致油脂变质,大大增加磨损,指不定什么时候就挂了。

惯量比:在做设计时,还要注意一个负载惯量比问题。即机械臂的所有负载(包含设计负载与机械臂本身)经过减速机构之后折算到电机转子的惯量与转子本身惯量的比例。一般是转子的N倍。听不懂的请百度有相关专业论文。通俗来说,就是指控制的难易程度或响应程度,倍数越小,越容易控制,响应越快,比如机床上的惯量比一般比会比较小。对机器人来说,自然也是越小越好,但实际比较难实现,所以有一个相对比较好的经验值,需要自己搜索(此处省略几十字)。


体积:
不同品牌的电机有时体积还挺大,SCARA相对还好一点点,但如果你去看国产的六轴,就会发现不少国产六轴的后面是小蛮腰,前端却托着个大饼脸,456轴太肥了,惯量要大很多,就是因为电机太长的缘故。图就不好放上来了,万一为看出是什么品牌我就要挨骂了。大家自行搜图。



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