湊近點(diǎn)看（1）——Scara機(jī)器人的Z軸原理

侯呆呆 · 發(fā)表于 2021-7-17 16:21:55

本帖最后由侯呆呆于 2021-7-17 17:05 編輯

SCARA是一種四軸機(jī)械手，現(xiàn)在市場(chǎng)上占有率比較高的牌子的EPSON。

很多人都很好奇，SCARA機(jī)械手的Z軸是如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)升降和旋轉(zhuǎn)的？

首先，最直觀的方案，就是由兩個(gè)軸來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)花鍵軸，用來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。一個(gè)絲桿軸用來(lái)實(shí)現(xiàn)升降。這種形式的SCARA結(jié)構(gòu)比較臃腫。尤其機(jī)器人手臂屬于懸臂梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)盡量減少末端的負(fù)載。

于是，工程師就發(fā)明了花鍵絲桿結(jié)構(gòu)。目前主要還是THK做這個(gè)比較多。花鍵絲桿的原理就是，把一個(gè)絲桿軸，沿圓軸方向開(kāi)若干個(gè)花鍵槽。在一個(gè)軸上，同時(shí)安裝滾珠絲桿螺母和滾珠花鍵螺母。絲桿螺母可以讓軸上下運(yùn)動(dòng)。花鍵螺母可以傳遞扭矩，同時(shí)不影響軸的上下運(yùn)動(dòng)。

在需要升降的時(shí)候，旋轉(zhuǎn)絲桿螺母，軸上下升降。

在需要旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，旋轉(zhuǎn)花鍵螺母和絲桿螺母，軸可以旋轉(zhuǎn)。

在需要復(fù)合動(dòng)作的時(shí)候，只轉(zhuǎn)動(dòng)花鍵螺母，軸可以螺旋上升，或者螺旋下降。

具體結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)伺服電機(jī)，通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。同步帶的布置分上下兩層，一層連接絲桿螺母，一層連接花鍵軸。

最后，我們來(lái)看看EPSON的SCARA機(jī)器人實(shí)物結(jié)構(gòu)吧。

譚天 · 發(fā)表于 2021-7-17 16:38:38

2452152809 · 發(fā)表于 2021-7-17 17:21:24

先復(fù)制下來(lái)，有空好好學(xué)習(xí)

米米hu · 發(fā)表于 2021-7-17 17:31:19

謝謝分享，解惑了。

給我一棵喬木 · 發(fā)表于 2021-7-17 19:43:53

見(jiàn)識(shí)了，花鍵絲杠。論壇查了一下，以前也有人問(wèn)過(guò)花鍵絲杠的相關(guān)問(wèn)題，下面有大佬評(píng)論說(shuō)3、4號(hào)電機(jī)的不同運(yùn)動(dòng)組合會(huì)導(dǎo)致三種運(yùn)動(dòng)形式：上下，旋轉(zhuǎn)，上下同時(shí)旋轉(zhuǎn)。后兩種運(yùn)動(dòng)需要兩個(gè)電機(jī)耦合運(yùn)動(dòng)。這種絲桿的制造工藝是怎么樣的，是先加工花鍵好一點(diǎn)還是先加工螺紋好一點(diǎn)？期待大佬解惑。