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以前的盤點(diǎn)都弱爆了,看我從研發(fā)角度盤點(diǎn)知名SCARA機(jī)器人

發(fā)布來源:上海圣起包裝機(jī)械有限公司  發(fā)布日期: 2022-05-14  訪問量:3780

要問2017年哪些機(jī)器人較受歡迎,當(dāng)然不是SCARA除了機(jī)器人。3C新能源產(chǎn)業(yè)爆發(fā),SCARA機(jī)器人以其高速、高精度、高性價(jià)比的特點(diǎn)深受市場歡迎。因此,16年和17年,SCARA出貨量很大,想分這個(gè)大蛋糕的廠家如雨后春筍般涌現(xiàn),價(jià)格戰(zhàn)也很慘烈??!之前有文章盤點(diǎn)過SCARA機(jī)器人,但只是關(guān)于制造商、出貨量或一些來自制造商的口號,外行看看,對內(nèi)部人士來說,真的沒有什么有趣的。今天,我們將從機(jī)器人研發(fā)工程師的角度來看,在SCARA在機(jī)器人中,有哪些產(chǎn)品值得我們關(guān)注。說得好,點(diǎn)贊,轉(zhuǎn)發(fā)給有需要的人,說得不好,一笑置之。

世界上第一個(gè)直驅(qū)SCARA機(jī)器人


SCARA機(jī)器人——AdeptOne在Adept誕生。所謂直驅(qū),就是電機(jī)直接驅(qū)動手臂,省去了中間齒輪或鏈條等傳動機(jī)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是沒有傳動系統(tǒng)引起的摩擦、齒隙、低剛度等弱點(diǎn),提高了響應(yīng)速度和精度。這在當(dāng)時(shí)很有名。然而,直接驅(qū)動的缺點(diǎn)也很明顯。首先是體積。機(jī)器人的電機(jī)體積特別大,因?yàn)樗枰峁┖艽蟮呐ぞ?;其次,由于它是高剛性傳動,末端振動很容易傳播到機(jī)器人的全身。簡單地說,如果你在末端敲擊,電機(jī)會立即感覺到,需要立即調(diào)整,所以整個(gè)機(jī)器人可能會抖動。

事實(shí)上,伺服電機(jī)無法停止。如果你仔細(xì)觀察伺服電機(jī)上電后電機(jī)的編碼器值,你會發(fā)現(xiàn)值不穩(wěn)定,而是在正負(fù)脈沖中跳躍。這是因?yàn)樗粩辔⒄{(diào)自己的位置,而不是像步進(jìn)電機(jī)一樣步進(jìn),也就是說,你可以走多少步,然后停下來,我給你多少脈沖。所以你看不到手臂的長度。如果手臂很長,你會看到機(jī)器人總是在那里顫抖,停不下來。通常我們看不到,因?yàn)橛辛藴p速器,減速器內(nèi)部的小間隙和靈活性平衡了間隙,所以末端感覺不到。

隨著機(jī)器人的發(fā)展, AdeptOne他很快就退出了舞臺,但他的影響仍然很深遠(yuǎn)。

曾經(jīng)是世界上較快的SCARA


AdeptOne有很多硬傷,傻大笨粗,所以后來Adept又推出了另一款桌面型SCARA——Cobra。為什么叫Cobra(眼鏡蛇)其實(shí)跟著SCARA外觀設(shè)計(jì)有關(guān)Cobra之前,SCARA的J2、J3、J4軸的電機(jī)布局一般為以下直線分布。


Cobra據(jù)說只有兩個(gè)人~~~~設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)

)通過模擬計(jì)算,找到了一個(gè)新的布局。如下圖所示,使三個(gè)電機(jī)呈三角形分布。這種布局的優(yōu)點(diǎn)是電機(jī)更后,重心恢復(fù),慣性更小,機(jī)器人自然更快。



由于這種布局,兩個(gè)關(guān)節(jié)看起來有點(diǎn)像三角形和眼鏡蛇,所以他們給了這個(gè)SCARA取名為Cobra。

這樣的布局出來后,一鳴驚人。Adept放出Cobra的宣傳視頻,一個(gè)吸彈珠的視頻,很多人都認(rèn)為Adept它加速了,因?yàn)樗炝恕<词惯@么多年過去了,這段視頻仍然令人難以置信,很少有人能追趕它,這是一個(gè)里程碑產(chǎn)品。


SCARA行業(yè)武林盟主


SCARA前輩們,要講回現(xiàn)實(shí)中的武林盟主。SCARA在制造商中,只有一個(gè)武林盟主是著名的EPSON。EPSON長期占據(jù)著SCARA大多數(shù)機(jī)器人市場較初都是為自己的工廠設(shè)計(jì)和組裝手表。后來,當(dāng)它成熟時(shí),它將作為一種產(chǎn)品單獨(dú)推向市場。從那時(shí)起,它一直處于武林盟主的地位,即不退休。

EPSON的SCARA類型是業(yè)內(nèi)較完整的,從長到短,從大到小,從輕到重,從正裝到倒裝,滿足所有應(yīng)用。EPSON把SCARA性價(jià)比可以說是極致的,工業(yè)設(shè)計(jì)會比其他廠家簡單(我只能這么溫和地說

),以實(shí)用性為第一標(biāo)準(zhǔn)。也有一些產(chǎn)品有點(diǎn)粗心(后面有槽點(diǎn))。然而,人們是聯(lián)盟所有者。聯(lián)盟所有者有定價(jià)權(quán)。此外,所使用的電機(jī)、減速器和都是從日本購買的,這是卷心菜的價(jià)格。因此,其主要產(chǎn)品在中國的較低價(jià)格可以很低,幾乎是國內(nèi)品牌 。所以盟主下令降價(jià),SCARA世界上會有一群人死去。這就是為什么價(jià)格戰(zhàn)如此激烈。為了降低成本,國內(nèi)品牌當(dāng)然需要尋找當(dāng)?shù)氐年P(guān)鍵部件。更重要的是,他們只問低價(jià)。無論性能如何,價(jià)格都非常非常低,但誰知道誰使用這樣的機(jī)器人。

較快的SCARA




Staubli的這款TP80是我目前知道的較快的SCARA,一分鐘可以抓200多次,殺死所有其他品牌,尤其是普通品牌SCARA一旦距離較長,只能做小范圍的高速運(yùn)動,SCARA可以換手(自己去百度),但是左右手換手的慣性太大,一般機(jī)器人需要減速,但是Staubli它是直接高速扔過去的,所以他不僅短距離節(jié)拍很快,而且長距離節(jié)拍也很高。此外,工業(yè)設(shè)計(jì)也做得很好,非??萍?。

不過,高手也有弱點(diǎn)。SCARA不是通用的SCARA,應(yīng)用限制很多。首先,額定負(fù)載只有0.5KG,較大負(fù)載1KG(額定負(fù)載意味著你可以在這個(gè)負(fù)載下全速運(yùn)行,超過這個(gè)負(fù)載的速度會相應(yīng)降低),這就是為什么它會這么快,設(shè)計(jì)完全輕。其次,由于其獨(dú)特的設(shè)計(jì),J2軸電機(jī)拉回底座,減輕了前面的重量,但是J2軸的設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜,電機(jī)功率也增加了,這直接影響了生產(chǎn)的難度和成本,因?yàn)檫@個(gè)模型的價(jià)格也是桿,產(chǎn)量不高,因?yàn)榻M裝太難了。此外,由于手臂的長度已經(jīng)達(dá)到800mm,機(jī)器人的重復(fù)定位精度降低到0.05mm,這也決定了它只適合輕、中精度分揀。但無論如何,這個(gè)SCARA確實(shí)讓人眼花繚亂。非常典型的工業(yè)精品。

較漂亮的SCARA



IREX在展覽上,我第一次看到這個(gè)機(jī)器人就被深深吸引住了。太美了。這絕對是我見過的較美的SCARA,沒有一個(gè)。整個(gè)形狀看起來很簡單,但是線條很流暢,很漂亮。雖然暫時(shí)不知道實(shí)際性能,但是當(dāng)時(shí)展會上沒有看到高速跑,可能是因?yàn)榘踩?,但是光是這個(gè)形狀就足以吸引很多客戶。目前在國內(nèi)好像還沒賣過,暫時(shí)不知道性價(jià)比。

世界上第一個(gè)無控柜SCARA



這是李群于2013年發(fā)布的產(chǎn)品。在性能方面,該機(jī)器人主要與國外一線品牌競爭。就性能而言,它只追求持平,而不僅僅是宣傳持平。作為見證人,我們將逐一討論機(jī)器人的性能參數(shù)是如何通過的。正是由于對每個(gè)參數(shù)的認(rèn)真和負(fù)責(zé),該機(jī)器人的研發(fā)周期長達(dá)兩年。這對國內(nèi)市場來說是不可思議的。

這不是廢話。本產(chǎn)品較大的特點(diǎn)是沒有外部電氣控制柜。一般來說,機(jī)器人分為機(jī)械本體和電氣控制柜兩部分。會有很多麻煩,首先,一般電氣控制柜的體積一般相對較大,占用空間,其次,一般電氣控制柜的保護(hù)水平相對較低,一般只有IP31(不知什么是IP請自己百度等級),機(jī)器人可以P65,這意味著如果需要一個(gè)機(jī)器人IP65在環(huán)境中,需要額外保護(hù)電控柜。此外,機(jī)器人和電控柜之間制柜之間還有兩條非常厚的電纜,一條動力線和一條通信電纜。這兩根電纜通常是定制的,但很容易做好,特別是干擾這一塊。電纜越長,保護(hù)就越困難。李群的想法是把整個(gè)電氣控制柜塞進(jìn)機(jī)器人底座,這樣機(jī)器人,只要一根小電源電纜就可以上電,節(jié)省了很多麻煩。

但客觀來說,正是因?yàn)檎麄€(gè)電控柜塞進(jìn)了基座,雖然李群的控制系統(tǒng)已經(jīng)很小了,但是放進(jìn)去了SCARA讓基座看起來比平時(shí)更好SCARA更高。這會在一定程度上影響客戶的機(jī)器設(shè)計(jì),需要根據(jù)工況降低機(jī)器人底座。這也是這個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)小缺陷。然而,隨著QKM隨著新一代控制系統(tǒng)的出現(xiàn),體積將進(jìn)一步壓縮,高度將顯著降低。

全球第二款無控制柜的SCARA



今年,EPSON發(fā)布了他們的第一個(gè)驅(qū)動控制機(jī)器人T3該系統(tǒng)還將電氣控制柜插入底座。與李群不同的是,該機(jī)器人采用了相對新穎的低壓電機(jī),這將使控制系統(tǒng)更小,成本更低,但它犧牲了速度和精度,比同一規(guī)格要好LS3要降低一個(gè)檔次,這可謂EPSON針對中國和3C行業(yè)的高性(qi)價(jià)(gai)比(ban)款。

的性能,在低壓電機(jī)中,這個(gè)性能相當(dāng)好,這個(gè)機(jī)器人較大的槽點(diǎn)是它的工業(yè)設(shè)計(jì)。當(dāng)我看到這個(gè)機(jī)器人時(shí),我的心崩潰了,這是什么鬼魂,我們的武林聯(lián)盟經(jīng)理怎么了,這個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)太粗心了,這不是LS3上面有鐵柜嗎?武林盟主沒錢出糧,手下懶嗎?這真的不像我們千人敬仰的行業(yè)城主??!傷害我年輕的心。

較多變的SCARA



柯馬的SCARA機(jī)器人簡直就是SCARA邊界變形金剛(sang)意(xin)十(bing)足(kuang)幾種不同類型的不同臂長、正裝倒裝、臂裝SCARA設(shè)計(jì)由相同的模塊組裝??蛻艨梢噪S心所欲地更換它。目前,該機(jī)器人的性能還不是特別清楚,但我不同意通過在中間添加延長桿來改變臂長的方式,因?yàn)楫?dāng)機(jī)器人高速運(yùn)行時(shí),一個(gè)關(guān)節(jié)不斷高速回來擺動,強(qiáng)度和剛度應(yīng)該更好。將一個(gè)關(guān)節(jié)分成三個(gè)部分,然后鎖定螺釘,這將降低剛度,并可能導(dǎo)致振動發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然,這只是我個(gè)人的技術(shù)觀點(diǎn)YY,也許柯馬已經(jīng)解決了這個(gè)問題。

然而,必須肯定的是,這套模塊通用不同類型的機(jī)器人的概念真的很有創(chuàng)意,柯馬以前的主要行業(yè)是汽車行業(yè),機(jī)器人是大六軸,顏色是紅色,工業(yè)設(shè)計(jì)一般,相同規(guī)格的機(jī)器人厚不大,略重。近年來,黑銀引入,工業(yè)設(shè)計(jì)顯然走了高富英俊的路線,看起來好多了。

較新款的SCARA



SCARA今年如此火爆,作為四大家族之一FANUC也不甘寂寞,較近發(fā)布了他們的第一款SCARA機(jī)器人。設(shè)計(jì),這個(gè)SCARA還是延續(xù)了FANUC一般的小黃人設(shè)計(jì),配色也不錯(cuò)。目前對性能知之甚少,但我從圖片和介紹中注意到,這款產(chǎn)品有兩個(gè)特點(diǎn)。

首先,機(jī)器人本體上的電纜似乎不使用普通的波紋管,而是使用定制的集成電纜。這是較近較新的設(shè)計(jì)理念。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是布線過程會好得多。電纜由供應(yīng)商定制,對工人的要求較低。然而,這種設(shè)計(jì)也有一些缺點(diǎn)。首先,當(dāng)然是成本。定制這種電纜的成本不是覆蓋的,因?yàn)殡娎|和電纜之間需要屏蔽,而且過程非常復(fù)雜(這里有太多的知識點(diǎn),不同廠家的電纜有表皮材料、芯材料、線徑、纏繞方法等,門道很多。)此外,由于它是一個(gè)集成的電纜,而且電纜仍然很厚,一家電纜制造商以前給我看過樣品。如此厚的電纜轉(zhuǎn)換半徑將非常大,撓度性能將大大降低,SCARA隨著機(jī)器人的運(yùn)動,電纜會來回劃傷,這可能對線芯有好處,屏蔽層和填充層的磨損仍然相對較大,這就是為什么我們一開始沒有使用這個(gè)方案。所以既然FANUC采用這個(gè)方案,一定有相應(yīng)的解決方案,不知道實(shí)際效果如何。我很期待。

第二,隨著機(jī)器人的發(fā)布,F(xiàn)ANUC同時(shí),另一個(gè)概念是虛擬示教器的概念。也就是說,放棄傳統(tǒng)的示教器,轉(zhuǎn)而在網(wǎng)頁上示教,網(wǎng)頁的載體可以是PC,可以是平板電腦,也可以是手機(jī)。

事實(shí)上,當(dāng)我看到這一點(diǎn)時(shí),我深深地嘆了口氣,有點(diǎn)無助地苦笑。李群一直遵循這一概念。實(shí)際原因是李群沒有開發(fā)自己的教學(xué)工具。另一個(gè)原因是教學(xué)工具只適用于特別簡單的應(yīng)用程序。高端應(yīng)用程序必須返回計(jì)算機(jī)編程,這實(shí)際上節(jié)省了教學(xué)工具,這也節(jié)省了很多費(fèi)用。然而,不幸的是,由于客戶習(xí)慣于使用教學(xué)工具編程,許多國內(nèi)應(yīng)用程序使用簡單,客戶迫切希望李群推出教學(xué)工具?,F(xiàn)在,四個(gè)人之一FANUC已經(jīng)在推動示教器的概念,相信這個(gè)概念很快就會得到推廣。想想也很諷刺,PC編程一直是李群的做法,早在16年就發(fā)布了Android手機(jī)和平板電腦的示教器??傊?,走得太遠(yuǎn)總是很孤獨(dú)。同樣的例子也是集成的SCARA早在13年前,我們就推出了無控制柜SCARA,剛推出的客戶接受度也比較低?,F(xiàn)在看來,隨著驅(qū)動控制一體化的發(fā)展,無控制柜的機(jī)器人設(shè)計(jì)也將成為后續(xù)的主流EPOSN的T3就知道了。





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