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

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(dòng)手臂，省去了中間齒輪或鏈條等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是沒有傳動(dòng)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(dòng)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?dòng)，末端振動(dòng)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(dòng)。

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?。即使這么多年過去了，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(dòng)，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，非常科技。

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颍枪馐沁@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(dòng)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(dòng)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(dòng)，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(dòng)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(dòng)，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。現(xiàn)在，四個(gè)人之一FANUC已經(jīng)在推動(dòng)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叩锰h(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(dòng)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。