1984年,世界上第一臺直驅(qū)的SCARA機器人——AdeptOne在Adept誕生。所謂直驅(qū),就是電機直接驅(qū)動手臂,省去了中間的齒輪或鏈條等傳動機構(gòu)。優(yōu)點是,沒有了傳動系統(tǒng)造成的摩擦、齒隙和低剛度等弱點,提高了響應(yīng)速度和精度。這在當(dāng)時名噪一時。然而,直驅(qū)的缺點也是顯而易見的。首先,是體積,由于要提供很大的力矩,所以機器人的電機體積都特別大;其次,由于是高剛性的傳動,所以末端的振動很容易傳遍機器人全身,簡單地說,你在末端敲一下,電機馬上就感覺到了,需要馬上進行調(diào)整,所以可能整個機器人都會抖起來。而且實際上伺服電機是停不下來的。如果你在伺服電機上電之后仔細去觀察電機的編碼器的數(shù)值的話,你會發(fā)現(xiàn)這個數(shù)值并不是穩(wěn)定的,而是會在正負一個脈沖在那里跳來跳去,這是因為他在不停地微調(diào)自己的位置,而不是像步進電機一樣,步進步進,就是我給你多少個脈沖你就走多少步然后停下來不動了。所以臂長短還看不出來,臂長一長,那你就會看到機器人會一直在那里抖,停不下來的。平時我們看不到,是因為加了減速機,減速機內(nèi)部微小的間隙和柔性平衡了這個間隙,所以末端感覺不出來。 隨著機器人的發(fā)展,AdeptOne很快也退出舞臺了,不過他的影響還是很深遠的。
曾經(jīng)全球最快的SCARA
前面我們講了AdeptOne有很多硬傷,傻大笨粗,所以后來Adept又推出另一款桌面型的SCARA——Cobra。為什么叫Cobra(眼鏡蛇)呢,這其實跟SCARA的外觀設(shè)計有關(guān)。在Cobra之前,SCARA的J2、J3、J4軸的電機布局一般是下面這種直線式分布。
然而,Cobra的設(shè)計團隊通過仿真計算,找到了新的布局。如下面所示,讓三個電機呈三角形分布。這樣布局的好處是,電機更靠后,重心收回來了,慣量更小了,機器人自然也更快了。
然而,Cobra的設(shè)計團隊通過仿真計算,找到了新的布局。如下面所示,讓三個電機呈三角形分布。這樣布局的好處是,電機更靠后,重心收回來了,慣量更小了,機器人自然也更快了。
由于這樣的布局,使得二關(guān)節(jié)看起來有點像三角形一樣,有點像眼鏡蛇,所以他們就給這個SCARA取名為Cobra。這樣的布局出來之后是一鳴驚人的,當(dāng)年Adept放出Cobra的宣傳視頻,一個吸彈珠的視頻,很多人都認為Adept是加速了的,因為實在太快了。即使是這么多年過去了,這個視頻在現(xiàn)在看來依然是不可思議的,至今能超越的人也不多,是一個里程碑式的產(chǎn)品。
SCARA行業(yè)的武林盟主
講完了SCARA的前輩,要講回現(xiàn)實中的武林盟主了。在SCARA廠家中,有且只有一個武林盟主,就是大名鼎鼎的EPSON。EPSON長期占據(jù)著SCARA機器人的大部分市場,最早是設(shè)計給自家工廠裝配手表,后來成熟了就單獨作為產(chǎn)品推向市場,從此天雷滾滾,長期霸占武林盟主的地位就是不退休。
EPSON的SCARA種類是業(yè)界最全的,從長到短,從大到小,從輕到重,從正裝到倒裝,無所不有,滿足所有的應(yīng)用。而且,EPSON把SCARA的性價比可以說做到了極致,工業(yè)設(shè)計方面相對其他廠家會比較簡潔,以實用為第一準(zhǔn)則。因所使用的電機、減速機、絲桿全部是從日本本土采購,簡直白菜價,所以其主打產(chǎn)品在中國的最低售價可以非常低,幾乎是國產(chǎn)品牌的成本價。所以盟主一聲令下,降價,SCARA界就得死一批人。這也是為什么價格戰(zhàn)這么慘烈,為了壓縮成本,國產(chǎn)品牌當(dāng)然要尋找本土關(guān)鍵零部件,更有甚者是只問低價,不管性能,價格做得非常非常低,不過這樣的機器人,誰用誰知道。
最快的SCARA
Staubli的這款TP80是我們目前知道的最快的SCARA,一分鐘可以抓取200次以上,秒殺其他所有品牌,特別是一般的SCARA只能做小范圍的高速運動,一旦距離比較長,SCARA可以需要換手,而左右手換手的時候慣量太大,一般機器人都需要降速,而Staubli是直接高速甩過去,所以他不僅短距離節(jié)拍很快,長距離的節(jié)拍也非常高,往尖莫及。另外,工業(yè)設(shè)計也做得非常好,非常有科技感。 不過呢,高手也有弱點。這款SCARA并不是通用的SCARA,是有不少應(yīng)用限制。首先,額定負載只有0.5KG,最大負載1KG(額定負載是指在這個負載下你可以全速跑,超過這個負載速度會有相應(yīng)的降低),這也是它會如此之快的原因,完全輕量化的設(shè)計。其次,由于獨特的設(shè)計,J2軸電機拉回了基座里面,降低了前面的重量,但是J2軸的設(shè)計就變得復(fù)雜很多了,電機功率也增大了,這直接影響了生產(chǎn)難度和成本,因為這一款的售價也是桿桿的,而且產(chǎn)量也不高,因為裝配實在太難了。另外,由于臂長達到了800mm,這款機器人的重復(fù)定位精度降到了0.05mm,這也決定了它只合適于做輕量、中精度的分揀動作。不過不管怎樣,這款SCARA也的確讓人眼光一亮。非常典型的工業(yè)精品。
最漂亮的SCARA
2015年在日本IREX展上第一次看到這一款機器人就被深深吸引住,實在太漂亮了。這絕對是見過的最漂亮的SCARA,沒有之一。整個造型看起來非常簡潔,但是線條非常順暢,非常好看。盡管暫時不知道實際性能如果,當(dāng)時在展會上沒有看到高速跑,可能是出于安全原因,但是光是這個外形就足以迷倒眾多客戶。目前在中國似乎還沒有開賣,暫時不知性價比如何。
全球第一款無控制柜的SCARA
這是李群在2013年發(fā)布的一款產(chǎn)品,這款產(chǎn)品最大的特點是沒有外置的電控柜。一般來說,機器人會分為兩個部分——機械本體和電控柜。而李群的理念是把電控柜整個塞到了機器人基座里,這樣一來,把機器人一放,只要一條小細的電源線纜就可以上電,省了很多麻煩。
不過呢,客觀來說,正是由于電控柜整個塞里了基座里,盡管李群的控制系統(tǒng)已經(jīng)非常小,但是放到SCARA的基座里還是讓基座看起來比一般SCARA要高一些。這在一定程度上會影響到客戶的機臺設(shè)計,需要把機器人底座根據(jù)工況做低一些。這也是這款產(chǎn)品小小瑕疵。不過呢,隨著QKM新一代控制系統(tǒng)的面世,體積會進一步壓縮,高度會有顯著和降低。
全球第二款無控制柜的SCARA
今年,EPSON發(fā)布了他們的首款驅(qū)控一體的機器人T3系統(tǒng),也把電控柜塞到了基座里面。也和李群不同的是,這款機器人采用的是比較新穎的低壓電機,這會使得控制系統(tǒng)更小,成本更低,但隨之犧牲的是速度和精度,比同規(guī)格的LS3要降一個檔次,這可謂EPSON針對中國和3C行業(yè)的高性(qi)價(gai)比(ban)款。
最多變的SCARA
柯馬的SCARA機器人簡直就是SCARA界的變形金剛。創(chuàng)(sang)意(xin)十(bing)足(kuang)地把不同臂長、正裝倒裝、臂裝幾種不同類型的SCARA設(shè)計成由相同的模塊去拼裝??蛻粝朐趺磽Q就怎么換。
最新款的SCARA
SCARA今年這么火爆,作為四大家族之一的FANUC也不甘寂寞,上周就發(fā)布了他們的第一款SCARA機器人。設(shè)計上呢,這款SCARA還是延續(xù)了FANUC一慣的小黃人設(shè)計,配色也挺不錯。性能方面目前知道得不多,不過呢,從圖片和介紹上留意到這款產(chǎn)品有兩個特點。
第一,機器人本體上的線纜似乎不是采用了常見的波紋管去走線,而好像是采用了定制的一體化線纜。這是最近最新的設(shè)計想法,這樣設(shè)計的好處是作線工藝會好很多,線纜由供應(yīng)商定制來料,對工人要求低了。
第二,隨著這款機器人的發(fā)布,F(xiàn)ANUC同時推出一另一個理念,就是虛擬示教器概念。意思是說,拋棄傳統(tǒng)的示教器,轉(zhuǎn)而在網(wǎng)頁上進行示教,而網(wǎng)頁的載體可以是PC,可以是平板,也可以是手機。
好了,對SCARA的盤點就到這此為止了。更多精彩,敬請期待。