康宇鹏,刘宇红,杨晓娜,杨肖长

（河北工业大学机械学院，天津300130）

0 引言

SCARA机器人是一种在精密装配上广泛应用的机器人。SCARA机器人的结构为平面关节型，在实际工况下，速度和负载将直接影响精度，进而影响产品的质量和生产效率。因此对SCARA机器人的结构优化和运动学分析，提高其定位精度具有十分重要的意义。目前研究位姿矩阵误差仍是利用建立D-H模型计算。文献[1]对传动误差来源的分析不够具体；文献[2]通过几何关系推导类SCARA传输机器人的误差，不够简洁。

1 SCARA机器人总体结构优化

普通SCARA机器人的传动结构较为复杂，大臂小臂和旋转电动机通过减速器连接，移动和抓取通过同步带动滚珠丝杠和花键轴来实现。由此可见，在末端传动带比较多，而皮带本身传动精度不够高，且容易发生松弛。设计优化后的SCARA机器人内部传动如图1所示，主要性能参数见表1。机器人共有3个旋转自由度，1个垂直移动自由度。

为了实现关节刚性大、精度高、体积小的目标，A轴和B轴关节均安装精密谐波减速器。机器人末端移动旋转功能为了结构简单，安装一体化的滚珠丝杠-花键轴。W轴电动机采用特制的中空电动机，经减速器和高强度花键轴相连。移动轴Z轴电动机和滚珠丝杠过同步带相连保持高精度，Z轴电动机放置在小臂内侧，这样可以减少转动惯量以保持精度。安装中空电动机配合一体化花键轴旋转并减少皮带，中空电动机是在精密转台的中间设置空心结构，交叉滚子轴承支承转盘，保证精度和刚度，侧接伺服电动机，方便管线安装。……