原标题：揭密SCARA机器人

SCARA机器人，即Selective Compliance AssemblyRobot Arm，又名水平多关节机器人，是工业机器人家庭应用非常广泛的一个构型。

SCARA机器人有3个旋转关节，其轴线相互平行，在平面内进行定位和定向。另一个关节是移动关节，用于完成末端件在垂直于平面的运动。手腕参考点的位置是由两旋转关节的角位移φ1和φ2，及移动关节的位移z决定的，即p=f(φ1,φ2,z)，如图所示。这类机器人的结构轻便、响应快，例如Adept1型SCARA机器人运动速度可达10m/s，比一般关节式机器人快数倍。它最适用于平面定位，垂直方向进行装配的作业。

1978年，日本山梨大学牧野洋发明SCARA，该机器人具有四个轴和四个运动自由度，(包括沿X,Y,Z方向的平移和绕Z轴的旋转自由度)。

SCARA系统在x,y方向上具有顺从性，而在Z轴方向具有良好的刚度，此特性特别适合于装配工作，例如将一个圆头针插入一个圆孔，故SCARA系统首先大量用于装配印刷电路板和电子零部件；SCARA的另一个特点是其串接的两杆结构，类似人的手臂，可以伸进有限空间中作业然后收回，适合于搬动和取放物件，如集成电路板等。

如今SCARA机器人还广泛应用于塑料工业、汽车工业、电子产品工业、药品工业和食品工业等领域。它的主要职能是搬取零件和装配工作。它的第一个轴和第二个轴具有转动特性，第三和第四个轴可以根据工作的需要的不同，制造成相应多种不同的形态，并且一个具有转动、另一个具有线性移动的特性。由于其具有特定的形状，决定了其工作范围类似于一个扇形区域。

SCARA机器人可以被制造成各种大小，最常见的工作半径在100毫米至1000毫米之间，此类的SCARA机器人的净载重量在1千克至200千克之间。

近年来，六轴工业机器人发展迅速，基本每一家涉足机器人本体设计的厂商都首先发展六轴机器人，在中低端六轴工业机器人市场竞争日益激烈的情况，很多国产机器人厂商开始把目光投向了应用同样的广泛的SCARA机器人。企图在低成本SCARA机器人中抢占先机。今天就带大家揭开SCARA机器人的神秘面纱。

一、什么是SCARA机器人

SCARA机器人又称水平多关节机器人。是一种圆柱坐标型的特殊类型的工业机器人。一般有4个自由度，可在包括沿X、Y、Z方向的平移和绕Z轴的旋转。

二、SCARA机器人有怎样的机械结构

机器人的内部细节设计都是各个机器人厂家的内部机密，笔者不可能拿到，即使拿到也不敢拿出来讲。但是，从有限的资料中，我们还是可以总结出一些SCARA机器人通用结构设计。

SCARA机器人外形大致如下图如示，第1、2轴结构相同，都是伺服电机加谐波减速机传动。当于，出于成本的考虑，也有将伺服电机换成步机电机，或者将谐波减速机换成行星减速机或者RV减速机的。但目前的SCARA机器人的第1、2轴还是主要以伺服电机加谐波减速机。

SCARA机器人3、4轴设计就比较丰富多样。从大类来分可以分两类：第一类为解耦式，即3轴与4轴的驱动是分离的，分花键轴、滚珠丝杆各一根，由两个电机分别驱动升降与旋转两个自由度，典型的设计为YAMAHA的SCARA设计，如下图中YAMAHA公司产品手册中介绍图片。

第二类为耦合式，即3轴与4轴的驱动的耦合的，相互影响的，由一根滚珠丝杆花键轴实现。单个电机无法实现单独的旋转或升降，必须两个电机同时驱动才能实现。

解耦式的结构优点是设计相对简单，价格对比便宜，缺点是对花键轴与滚珠丝杆的平行度要求很高，装配比较困难。而耦合式的结构优点是设计紧凑，重量较轻，缺点是滚珠丝杆花键轴价格高昂，厂家极少，基本属于垄断。

除了解耦式与耦合式的不同以外，不同厂家的SCARA对于3、4轴电机的分布，减速装置的设计有多种形式，各有优劣，这里就不一一解释。

此外简单介绍一款比较特殊的SCARA机器人，由Staubli公司出品的TP80，该款SCARA机器人设计复杂巧妙，为目前世界上最快的SCARA机器人。下图为该公司公开的专利示意图。

三、SCARA机器人能做什么

说完SCARA机器人结构，自然要讲SCARA机器人的应用。SCARA机器人的特点是负载小、速度快，因此其主要应用在快速分拣、精密装配等3C行业、食品行业等领域。下面将介绍SCARA机器人的几个典型应用。

1、YAMAHA—SCARA机器人

2、埃斯顿scara在手机震动马达码盘中的应用

3、爱普生G1高精度迷你Scara机器人

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