SCARA机器人需要如下四个自由度,大小臂在XY平面内转动,Z轴上下移动以及Z轴的转动,在这四个自由度下工作就可以满足绝大多数的装配应用。如何做好SCARA机器人的传动方案,需要做好以下的工作确定:
1、工作范围的确定
SCARA机器人工作范围是根据工艺要求和操作运动轨迹来确定。一个操作运动的轨迹一般是由几个动作合成的;在确定工作范围时,可将运动轨迹分解成单个动作,由单个动作的行程确定SCARA机器人的最大行程。各个动作的最大行程确定之后,SCARA机器人的工作范围即可确定。
2、大小臂尺寸的确定
装配生产中所用装配流水线的宽度一般为2000mm~2500mm左右,如果SCARA机器人手臂置于流水线的中间位置,考虑其大小臂长度之和为1300则可以满足需求。
3、Z轴平移及旋转行程的确定
为了使SCARA机器人手臂与流水线手工作业人员很好配合,SCARA机器人手臂Z轴的位置高低应与人工作时手臂高度相当,同时考虑到对不同产品的泛用性,Z轴上下运动位移达到500mm,符合人手上下取放的高度;Z轴旋转须360度,以实现不同角度的装配。
4、臂力的确定
对于装配SCARA机器人来说,臂力主要根据被抓取、搬运物体的重量及重量变化范围来定,其安全系数可在1.5~3.0范围内选取,确定有效负载为2.2kg.
 SCARA机器人传动方案解析
传动方案如下:
1、主体转动采用伺服电机驱动同步带减速;
2、大臂采用伺服电机直驱丝杠螺母传动实现升降;
3、小臂采用伺服电机直驱转动;
4、末端分为升降和转动两部分,均采用伺服电机驱动同步带实现。
 
此传动方案的特点:
1、第一个自由度采用伺服电机驱动同步带减少,体积小、重量轻、精度高、回差小、承载能力大、噪音小、效率高、定位安装方便。
2、第二个自由度采用伺服电机直驱,充分利用了大臂的空间,结构紧凑,扭矩大,传动功率大,效率较高。电机直接驱动丝杠螺母传动的同时兼有减速的作用,一步把旋转运动转变为直线运动,传动精度较高,丝杠有自锁功能,速度不易过高。
3、第三个自由度采用伺服电机直驱,考虑到小臂转动需要一定的扭矩,伺服电机具备大扭矩的特性。
4、第四自由度分为升降和转动两部分,考虑到末端运动速度较慢,均采用伺服电机驱动同步带减速。

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