對于無塵室SCARA機(jī)器人而言，

　　其供能系統(tǒng)需要通過高速和無塵兩個硬性考驗。

　　在好萊塢大片《深度撞擊》中，一顆直徑2.5公里的彗星撞擊地球，給地球帶來了巨大災(zāi)難。電子產(chǎn)品的生產(chǎn)也面臨著同樣的危險，只是規(guī)模要小得多。它們的敵人是肉眼不可見的微小粒子，這些微小顆粒會對半導(dǎo)體和顯示屏等精密電子元器件造成嚴(yán)重?fù)p壞。

　　因此，此類產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備和零部件通常必須盡量減少可能的摩擦，以避免對周圍空氣造成污染。但是這并不容易，尤其是對于SCARA機(jī)器人而言，這種形似人類手臂的四軸機(jī)械手運(yùn)行速度很快，循環(huán)時間遠(yuǎn)低于1秒。在這種高速運(yùn)行下，機(jī)器人波紋管上摩擦產(chǎn)生顆粒的風(fēng)險很大。

　　為了解決此類應(yīng)用的供能問題，igus在2020年開發(fā)了SCARA供能拖管，現(xiàn)又在此基礎(chǔ)上推出了一種專門用于無塵室的SCARA供能解決方案——新的Clean SCARA無塵拖管。它們運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、簡單易用且方便改裝。

　　SCARA電纜解決方案的誕生

　　SCARA機(jī)器人工作速度之快可能會讓你感到頭暈?zāi)垦！Ｒ驗檫@種水平關(guān)節(jié)臂機(jī)器人需要在四個軸上快速運(yùn)行。它的內(nèi)臂和外臂進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而用于抓取物體的滾珠絲杠則會做旋轉(zhuǎn)和直線運(yùn)動。這使得機(jī)械臂幾乎可以抵達(dá)其工作半徑內(nèi)的任何位置。

　　但這種高負(fù)載運(yùn)行也意味著布線在機(jī)械臂外部的電纜和軟管需要經(jīng)常更換或維修。這也同樣是一些汽車行業(yè)制造商正面臨著的問題，他們希望包括波紋管和旋轉(zhuǎn)軸承在內(nèi)的供能系統(tǒng)能夠得到優(yōu)化。

　　為此，igus開發(fā)出了一種替代方案，可以使用SCARA電纜解決方案進(jìn)行改造，顯著延長使用壽命。

　　結(jié)構(gòu)：滾珠軸承和額外加固

　　SCARA電纜解決方案有三個構(gòu)成部件，用于移動端的旋轉(zhuǎn)接頭(直頭①或者彎頭②)、固定端的旋轉(zhuǎn)接頭③，以及帶e-rib的波紋軟管④。它的特別之處在于旋轉(zhuǎn)接頭可以吸收扭轉(zhuǎn)力，集成的滾珠軸承確保供能系統(tǒng)即使在高加速度下也能平穩(wěn)運(yùn)行。

　　此外，波紋軟管通過e-rib進(jìn)行加固，使其只能在一個空間方向上移動。側(cè)面的導(dǎo)向元件則使得波紋管具有一定的架空長度。

　　升級：經(jīng)無塵室認(rèn)證的

　　Clean SCARA供能解決方案

　　為無塵室SCARA機(jī)器人設(shè)計合適的電纜和軟管引導(dǎo)系統(tǒng)本身就是一項挑戰(zhàn)性的工作。高速運(yùn)動進(jìn)一步增加了部件承受的壓力，這很容易導(dǎo)致部件磨損，釋放顆粒到周圍環(huán)境中。

　　新的Clean SCARA無塵供能系統(tǒng)的核心組件是e-skin soft，這是一種模塊化的拖鏈，它主要用來引導(dǎo)連接機(jī)器人的垂直臂和末端執(zhí)行器的電纜和軟管。其上下外殼可以分離，組合起來就是一個既防塵又防水的封閉拖管。因此，電纜和軟管的顆粒不會輕易釋放到拖管外的空氣中，即使在系統(tǒng)超高速運(yùn)行時也是如此。

　　為了減輕電纜的壓力以使其更加耐用，新方案設(shè)計了一個旋轉(zhuǎn)支架，用來連接供能系統(tǒng)的固定端和移動端。新系統(tǒng)的特別之處就在于此。另外，對旋轉(zhuǎn)軸承也進(jìn)行了特別設(shè)計，保證它即使在超高速運(yùn)行時也不會產(chǎn)生任何顆粒。

　　由于采用了優(yōu)化摩擦特性的高性能工程塑料，拖鏈本身也非常耐磨。經(jīng)弗勞恩霍夫研究所(IPA)的ISO認(rèn)證：這款Clean SCARA供能解決方案的無塵室等級達(dá)ISO 2級，這意味著該系統(tǒng)具有出色的耐磨性能，運(yùn)行期間每立方米空氣中粒徑小于0.1微米的顆粒物不超過100個。為了便于理解，一張紙的厚度為80微米，大小相當(dāng)于這種顆粒的800倍。

　　結(jié)合e-skin的SKS20系列(已在最高級別的無塵室中進(jìn)行過測試)使用，還可實現(xiàn)高動態(tài)應(yīng)用。SKS20 久經(jīng)考驗的拉鏈開口原理可快速、輕松地填充電纜。新型無塵 SCARA 電纜解決方案可用于標(biāo)準(zhǔn) SCARA 電纜解決方案的所有已知連接。

　　Clean SCARA供能解決方案

　　的其他優(yōu)勢

　　新的Clean SCARA供能系統(tǒng)可用作傳統(tǒng)波紋管的替代品。除了無塵室兼容外，與傳統(tǒng)波紋管相比它還有另外兩點優(yōu)勢。

　　首先，SCARA機(jī)器人常用的波紋管結(jié)構(gòu)纖薄，剛性差，很容易扭結(jié)。而且由于沒有軸承來吸收扭力，它們也很容易斷裂。與傳統(tǒng)波紋管不同，Clean SCARA供能解決方案可以自支撐并配有獨(dú)特的旋轉(zhuǎn)軸承。因此，它非常適合短架空行程和高動態(tài)應(yīng)用。橢圓的外形進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的強(qiáng)度，尤其有利于提高拖管的側(cè)向穩(wěn)定性。第二個優(yōu)勢是，拉鏈?zhǔn)皆O(shè)計使得它非常容易打開和關(guān)閉，因此可以快速填充管線。另外，該系統(tǒng)還可以選配內(nèi)部分隔元件，為系統(tǒng)增加額外防護(hù)，這也是傳統(tǒng)波紋管所沒有的。根據(jù)客戶要求，igus還可以提供預(yù)裝配chainflex高柔性電纜的即用型完整供能套件。超過900種IPA無塵室1級的高柔性電纜可選。