教育实训用SCARA水平多关节机械臂结构

最早做这套结构的时候是五年前帮实训中心搭教学演示台，当时拿3D打印件做首版，大臂和基座连接的轴孔留了0.2mm公差，装的时候才发现光固化件的层纹卡着轴承转不动，拿金相砂纸磨了快二十分钟才把配合面磨到顺滑。当时想着要做皮实耐造的演示款，没选市面上常见的超薄大臂结构，特意把臂身的壁厚加到了2.5mm，学生反复拆装也不容易掰断，毕竟实训课上大家拧螺丝没个轻重，太薄的结构拧M3螺丝稍用力就裂。动力部分没搞复杂的多电机直驱，就把步进电机装在主轴位置，靠同步带带动两个关节转动，调同步带张紧度的时候费了不少劲，太松了臂展到最远位置会抖，太紧了电机空载电流就超了0.3A，反复调了三次张紧轮位置才找到平衡点，空载转动的时候没有卡顿，末端放500g砝码定位偏差也能控制在0.1mm以内。转通用STEP格式的时候踩过坑，最早的版本大臂和底座的装饰圆角在转档后出现了破面，后来把圆角的曲率连续改成了相切连续，重新导出后才没出现面缺失的问题，渲染的时候特意选了红黑白的配色，和实训中心其他银灰色的设备区分开，学生上课一眼就能找到演示工位。腰座部分特意加了一圈散热孔，连续运行两三个小时电机的温度也不会超45度，不用额外加散热风扇，省了接线的麻烦也减少了故障点。臂端的安装法兰留了标准的安装孔位，后续要加吸盘、夹爪这类末端执行器直接拧螺丝就行，不用重新打孔改结构。当时做的时候还特意把所有走线的槽位都藏在了臂身内部，不会露在外面勾到东西，实训的时候学生来回走动也不会扯到线。之前给中职学校做竞赛备赛用的同款结构，学生拆了装装了拆折腾了快一学期，除了同步带换过一根，其他结构件都没出问题，比之前买的薄壳演示款耐用太多。做结构的时候没搞那些花里胡哨的异形曲面，所有加工面都是规则的平面和圆弧，不管是3D打印还是拿去做铝件CNC加工都不用特殊工装，加工成本能压到很低，适合批量做教学设备。