撰文 | 大头
前言
前段时间我刚发了一篇文章《内卷的SCARA》(文章回顾请点击),讲到不少厂家都推出了高速版的SCARA,以前节拍0.4s是高端门槛,现在却成了基本操作。特别是对于新入局的厂家,由于没有产品包袱,设计更为激进。
而就在文章发布不久后,又有几个厂家发布了SCARA新品,并且采用了与现有国产SCARA更差异化的方案。今天,我们就一起看看这几个产品。
需要提前说明的是,这几款产品都还未真正上市销售,至少在官网上还未能查到详细信息,下面的内容均是来自厂家公开的资料整理,以及基于本人经验的推测,可能与实际方案会有所偏差。更多详细信息,需要等厂家进一步公开后才知道。
汇川——IR-C8
2021年11月底,汇川推出了新品——IR-C8高速SCARA机器人,以0.26s的标准节拍成为汇川史上最快的机器人。
IR-C8,根据以往的命名规则应该是一款最大负载8kg的SCARA,臂长620mm,重复定位精度0.02mm,最高节拍0.26s。
在汇川的发布推文中,关于这款产品的介绍有两个点我比较关注:
第一,以光伏/电池产线的需求作为例子,这是汇川SCARA下游应用中很大的市场,并且确实如文章所说,该行业的特点是,高速度、高精度、高负载、高环境要求,普通的SCARA在碰到这一领域都会面临比较大的挑战,所以这款新品似乎是为应对这一挑战,巩固汇川国产SCARA“一哥地位的产品;
第二,宣传中明文宣战“向欧系最高性能品牌看齐!这里的“欧系最高性能品牌是谁呢?之前我一篇SCARA产品盘点的文章中有说到,截至目前,业界最快的SCARA是Stäubli的TP80,没有之一。
但是IR-C8对标的还不是TP80,而是TS2-60。最大负载8.4kg,臂长也是620mm,重复定位精度达到0.01mm,最高节拍0.27s。
参数设计上,汇川的负载稍低,臂长采用相同的620mm,但是AB轴的分配做了些调整,A轴缩短10mm,加到了B轴上(也许由于结构上汇川B轴比St?ubli要轻,所以B轴加长,机器人的整体惯量会更小一点,有利于节拍的提升,有可能是仿真后做改善,也有可能只是单纯有意避开这个配比)。
但确实在节拍上,汇川标称比Stäubli快了0.01s,不要小看这0.01s,这比节拍从0.5s提升0.1s到0.4s要难多了。但是精度上,汇川0.02mm也已经到极限了,毕竟Stäubli采用的减速器,其减速比有独特的专利,性能是谐波减速器与RV减速器的综合体,无人能比。
结构布局上,从外观就可以看出两者还有比较大的区别,从工业设计来看,欧系确实要漂亮一些,这个咱们得认。其实早在几个月前,汇川在某个展会上已经展出了这款产品,当时应该还是样机阶段,并且展会现场跑得很慢,当时略失望。仔细对比,除了外观做了改善之外,最大的改变就是把一关节与基座之间的过线柱给取消了,硬是把J1轴的角度做到了跟Stäubli一样的360度,J2轴也是相同的正负150度。
要刚就刚到底!
电机布局上,从IR-C8的照片上看,1、3、4轴比较明确,1轴电机在基座,3、4轴电机在二关节,唯独2轴电机我不太确定。因为二关节有点肥,这也没有办法,8KG的负载,并且又是高速,所以二轴减速机大概是采用与10kg SCARA一样的25谐波,甚至如果二轴电机也是采用大马拉小车的话,为了配合大电机而采用32也有可能。而由于二轴是中空设计,所以电机不是直连(中空电机成本太高了不值得),要么是偏置放在二轴减速机旁边如下图位置1,要么就是通过同步带传动放到下图位置2突出的位置。
我认为第二种的可能性更大,这样二轴惯量更小,并且DENSO的HSR系列正是这种设计。
当我们把这三家的产品放到一起看,是不是有种集两家之所长的感觉?
再来看安装设计。这三家都采用了正装倒装通用的设计,即一款产品既有正装又有倒装,并且都抛弃了传统倒装SCARA正负360度的关节设计(谁说倒装SCARA就非得正负360度呢?悲观角度来说,这是一款缺陷的倒装SCARA,而乐观角度则完全相反,这是一款正装SCARA却能覆盖大部分倒装的场景)。不同的是,St?ubli的倒装采用的是一关节安装方向转180度的设计,即正装倒装是两种一关节。
而DENSO与汇川则简单粗暴,零部件完全不变,只是基座向上安装,把丝杆调个方向而已。不过汇川由于采用中空走线设计,相比DENSO倒装来说看起来要更协调一些。
但是汇川倒装也有相应牺牲,从图片中可以看出,倒装时由于二关节在一关节上面,而且二关节很高,导致丝杆也高了,这样在应用布局时就要特别注意末端负载撞到一关节,或者一关节撞到外围设备的问题。
功能上有两点值得一提,一个是进一步优化振动抑制,不知是否指的是末端抖动抑制功能,这在精密应用场景上有很大优势。
另一个是运动状态侦测功能,对于小型机器人来说,散热设计至关重要,如果可以时刻侦测零部件温度,那对于充分发挥机器人性能有非常大的帮助。目前对于这个功能还未有细节的解释,不知跟我想的方式是否相同,有待后续进一步了解。
总的来说,汇川作为国产SCARA一哥,在产品升级与扩充上的动作还是非常快的,“武林盟主表示瑟瑟发抖。这款高速SCARA也是非常优秀,对于进一步巩固汇川在SCARA上的地位会有很好的效果,毕竟St?ubli与DENSO在SCARA品类中市场占比不大,包含FANUC虽然节拍达到0.29s,但毕竟品类不全,而“武林盟主的LS6-B-V1节拍也只有0.35s,并且价格差异在那里。
当然“一哥与“盟主之间有差距还是巨大,去年一哥销量与盟主的差距是4倍,而一哥最新公布今年的销量已经过万台,今年与盟主的差距可能会缩小到2倍左右,这个差距拉近的速度已经是实实在在的威胁了。
勃肯特——RKT-HC01-600
汇川新品公布的资料比较多,所以可说的也多一些,而勃肯特的新款SCARA目前公开的参数还很少。从目前已知的情况猜测可能也还未量产,但勃肯特出新品的速度是众所周知地快,估计这款新品也很快会正式上市。
看到这款新品的图片,很容易联想到,这是一款直接对标包装业低调龙头——舒伯特的产品。
结构上就不啰嗦了,大家去看那篇《看一眼:这机器人一般;再看一眼:这产品太牛了!》就知道了,但细节上勃肯特做了哪些优化目前还不得而知。遗憾的是,舒伯特实在太神秘了,他家的SCARA一直没有公开的性能参数可对比,我们只能从勃肯特公布的参数上来了解一二。从参数上看,这款产品肯定也是小负载的高速分拣产品,这跟勃肯特的DELTA主打包装行业的方向一致。
不过勃肯特对于这款SCARA定位还有待进一步观察,从参数上看,SCARA似乎明显的优势是重复定位精度比较高,成本上也不一定有明显差距。而勃肯特早期是已经发布过一款SCARA,但后来这款产品也似乎默默无闻。所以这款新品是否会带领勃肯特在SCARA市场杀出一条血路,我们拭目以待。
目前这款产品的节拍是0.26s,这一点略有失望,因为勃肯特的快是业界出了名的,所以期望要更高一些,不过现在只是开始,以勃肯特升级换代的速度,不久之后突破0.2s也未可知。
阿童木——SH800
第一次知道这款产品是来自阿童木公众号一篇文章的封面图。我一眼就看到了这款产品图,非常兴奋,这么多年,终于有人向TP80发起挑战了。
不过非常可惜,阿童木原定12月22日的发布会因故取消了,所以对于这款产品的信息就只限于这两张公开的图片。
结构布局上,我认为应该会跟TP80相似,即12轴电机放到基座,34轴电机分别放在一关节跟二关节上,这样最大限度地减轻了前端的惯量,带来的问题同样是负载做不大,猜测也是1kg,这也比TP80的500g好了,并且丝杆行程也增加到了150mm,更好地满足不同的分拣场景。
唯一比较遗憾的还是在节拍上,目前公开的参数上写的只有150ppm,也就是只有0.4s,这是让我很意外的,TP80官方标称的速度是200ppm,也就是0.3s的节拍,但是从TP80放出视频来看,我觉得TP80远不止这么快,应该是可以达到0.2s以下的。当年高速分拣小瓶子的DEMO至今无人能敌。
不过,就如同勃肯特一样,两家都是DELTA的专家,都有对“快的极致追求,都想进军SCARA,而且阿童木这款产品也还未发布,说不定到时会有惊喜也未可知。
这里要提到一件非常有意思的事,勃肯特是先做了串联SCARA然后做并联SCARA,而阿童木刚好相反是先做了并联SCARA然后又转向串联SCARA,路线不同,但深层的想法又是如此相似,让人期待。
最后的插曲
最后要给大家看的是几个小视频,除了大厂在开辟高速SCARA赛道,小厂也在寻找突破,虽然可能名不见经转,也不会对大厂造成威胁,但是对于SCARA的追求同样值得尊敬,比如视频中一位朋友做的样机,节拍已经做到了0.21s!
处下技术洪流之中,若不激流勇进,最终只能随波逐流,甚至石沉大海!这趟高速列车,你买票了吗?
注释:本文为作者投稿,内容系作者独立观点,不代表高工机器人立场
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