新闻动态
现在就联系我们 

了解更多机器人信息 !

0512-57855068

从研发角度盘点知名SCARA机器人
来源: | 作者:kswpte | 发布时间: 2017-12-25 | 14839 次浏览 | 分享到:
        要问2017年什么机器人最火,那当然非SCARA机器人莫属。除了得益于3C行业、新能源行业的爆发,SCARA机器人以其高速、高精度、高性价比的特点倍受市场欢迎。因此,16和17年,SCARA的出货量非常巨大,想分这块大蛋糕的厂家也如雨后春笋,价格战更是非常惨烈!今天,我们从机器人研发工程师的角度,来盘点一下,在SCARA机器人中,有哪些值得我们的关注的产品。

全球第一台直驱的SCARA机器人


       1984年,世界上第一台直驱的SCARA机器人——AdeptOne在Adept诞生。所谓直驱,就是电机直接驱动手臂,省去了中间的齿轮或链条等传动机构。优点是,没有了传动系统造成的摩擦、齿隙和低刚度等弱点,提高了响应速度和精度。这在当时名噪一时。然而,直驱的缺点也是显而易见的。首先,是体积,由于要提供很大的力矩,所以机器人的电机体积都特别大;其次,由于是高刚性的传动,所以末端的振动很容易传遍机器人全身,简单地说,你在末端敲一下,电机马上就感觉到了,需要马上进行调整,所以可能整个机器人都会抖起来。而且实际上伺服电机是停不下来的。如果你在伺服电机上电之后仔细去观察电机的编码器的数值的话,你会发现这个数值并不是稳定的,而是会在正负一个脉冲在那里跳来跳去,这是因为他在不停地微调自己的位置,而不是像步进电机一样,步进步进,就是我给你多少个脉冲你就走多少步然后停下来不动了。所以臂长短还看不出来,臂长一长,那你就会看到机器人会一直在那里抖,停不下来的。平时我们看不到,是因为加了减速机,减速机内部微小的间隙和柔性平衡了这个间隙,所以末端感觉不出来。 随着机器人的发展,AdeptOne很快也退出舞台了,不过他的影响还是很深远的。

曾经全球最快的SCARA

      前面我们讲了AdeptOne有很多硬伤,傻大笨粗,所以后来Adept又推出另一款桌面型的SCARA——Cobra。为什么叫Cobra(眼镜蛇)呢,这其实跟SCARA的外观设计有关。在Cobra之前,SCARA的J2、J3、J4轴的电机布局一般是下面这种直线式分布。
然而,Cobra的设计团队通过仿真计算,找到了新的布局。如下面所示,让三个电机呈三角形分布。这样布局的好处是,电机更靠后,重心收回来了,惯量更小了,机器人自然也更快了。
然而,Cobra的设计团队通过仿真计算,找到了新的布局。如下面所示,让三个电机呈三角形分布。这样布局的好处是,电机更靠后,重心收回来了,惯量更小了,机器人自然也更快了。

由于这样的布局,使得二关节看起来有点像三角形一样,有点像眼镜蛇,所以他们就给这个SCARA取名为Cobra。这样的布局出来之后是一鸣惊人的,当年Adept放出Cobra的宣传视频,一个吸弹珠的视频,很多人都认为Adept是加速了的,因为实在太快了。即使是这么多年过去了,这个视频在现在看来依然是不可思议的,至今能超越的人也不多,是一个里程碑式的产品。


SCARA行业的武林盟主

讲完了SCARA的前辈,要讲回现实中的武林盟主了。在SCARA厂家中,有且只有一个武林盟主,就是大名鼎鼎的EPSON。EPSON长期占据着SCARA机器人的大部分市场,最早是设计给自家工厂装配手表,后来成熟了就单独作为产品推向市场,从此天雷滚滚,长期霸占武林盟主的地位就是不退休。

        EPSON的SCARA种类是业界最全的,从长到短,从大到小,从轻到重,从正装到倒装,无所不有,满足所有的应用。而且,EPSON把SCARA的性价比可以说做到了极致,工业设计方面相对其他厂家会比较简洁,以实用为第一准则。因所使用的电机、减速机、丝杆全部是从日本本土采购,简直白菜价,所以其主打产品在中国的最低售价可以非常低,几乎是国产品牌的成本价。所以盟主一声令下,降价,SCARA界就得死一批人。这也是为什么价格战这么惨烈,为了压缩成本,国产品牌当然要寻找本土关键零部件,更有甚者是只问低价,不管性能,价格做得非常非常低,不过这样的机器人,谁用谁知道。

                                                                                               最快的SCARA


       Staubli的这款TP80是我们目前知道的最快的SCARA,一分钟可以抓取200次以上,秒杀其他所有品牌,特别是一般的SCARA只能做小范围的高速运动,一旦距离比较长,SCARA可以需要换手,而左右手换手的时候惯量太大,一般机器人都需要降速,而Staubli是直接高速甩过去,所以他不仅短距离节拍很快,长距离的节拍也非常高,往尖莫及。另外,工业设计也做得非常好,非常有科技感。  不过呢,高手也有弱点。这款SCARA并不是通用的SCARA,是有不少应用限制。首先,额定负载只有0.5KG,最大负载1KG(额定负载是指在这个负载下你可以全速跑,超过这个负载速度会有相应的降低),这也是它会如此之快的原因,完全轻量化的设计。其次,由于独特的设计,J2轴电机拉回了基座里面,降低了前面的重量,但是J2轴的设计就变得复杂很多了,电机功率也增大了,这直接影响了生产难度和成本,因为这一款的售价也是杆杆的,而且产量也不高,因为装配实在太难了。另外,由于臂长达到了800mm,这款机器人的重复定位精度降到了0.05mm,这也决定了它只合适于做轻量、中精度的分拣动作。不过不管怎样,这款SCARA也的确让人眼光一亮。非常典型的工业精品。

最漂亮的SCARA

      2015年在日本IREX展上第一次看到这一款机器人就被深深吸引住,实在太漂亮了。这绝对是见过的最漂亮的SCARA,没有之一。整个造型看起来非常简洁,但是线条非常顺畅,非常好看。尽管暂时不知道实际性能如果,当时在展会上没有看到高速跑,可能是出于安全原因,但是光是这个外形就足以迷倒众多客户。目前在中国似乎还没有开卖,暂时不知性价比如何。

全球第一款无控制柜的SCARA

这是李群在2013年发布的一款产品,这款产品最大的特点是没有外置的电控柜。一般来说,机器人会分为两个部分——机械本体和电控柜。而李群的理念是把电控柜整个塞到了机器人基座里,这样一来,把机器人一放,只要一条小细的电源线缆就可以上电,省了很多麻烦。 

 不过呢,客观来说,正是由于电控柜整个塞里了基座里,尽管李群的控制系统已经非常小,但是放到SCARA的基座里还是让基座看起来比一般SCARA要高一些。这在一定程度上会影响到客户的机台设计,需要把机器人底座根据工况做低一些。这也是这款产品小小瑕疵。不过呢,随着QKM新一代控制系统的面世,体积会进一步压缩,高度会有显著和降低。

全球第二款无控制柜的SCARA

      今年,EPSON发布了他们的首款驱控一体的机器人T3系统,也把电控柜塞到了基座里面。也和李群不同的是,这款机器人采用的是比较新颖的低压电机,这会使得控制系统更小,成本更低,但随之牺牲的是速度和精度,比同规格的LS3要降一个档次,这可谓EPSON针对中国和3C行业的高性(qi)价(gai)比(ban)款。

最多变的SCARA

柯马的SCARA机器人简直就是SCARA界的变形金刚。创(sang)意(xin)十(bing)足(kuang)地把不同臂长、正装倒装、臂装几种不同类型的SCARA设计成由相同的模块去拼装。客户想怎么换就怎么换。

                                                                                                 最新款的SCARA

SCARA今年这么火爆,作为四大家族之一的FANUC也不甘寂寞,上周就发布了他们的第一款SCARA机器人。设计上呢,这款SCARA还是延续了FANUC一惯的小黄人设计,配色也挺不错。性能方面目前知道得不多,不过呢,从图片和介绍上留意到这款产品有两个特点。

第一,机器人本体上的线缆似乎不是采用了常见的波纹管去走线,而好像是采用了定制的一体化线缆。这是最近最新的设计想法,这样设计的好处是作线工艺会好很多,线缆由供应商定制来料,对工人要求低了。

        第二,随着这款机器人的发布,FANUC同时推出一另一个理念,就是虚拟示教器概念。意思是说,抛弃传统的示教器,转而在网页上进行示教,而网页的载体可以是PC,可以是平板,也可以是手机。  

好了,对SCARA的盘点就到这此为止了。更多精彩,敬请期待。

新闻中心