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SMG-020 SCARA 四轴教学机器人SCARA 四轴教学机器人

SMG-020 · 具身智能套件

SCARA 四轴教学机器人

Name: SCARA 四轴教学机器人
Brand: 水木硅谷
SKU: SMG-020
Price: 12800 CNY
Availability: InStock

SCARA 四轴教学机器人：圆柱坐标、结构直观、高速插装，工业现场主流结构入门机。

▸ 圆柱坐标▸ 高速插装▸ 结构直观▸ 工业主流

¥12,800¥15,800含配套课程与代码仓库权限

自由度4 轴（J1/J2 水平旋转、J3 垂直升降、J4 末端旋转）
最大负载3 kg
最大工作半径约 500 mm
Z 轴行程约 200 mm
重复定位精度±0.02 mm（XY）/ ±0.01 mm（Z，视配置）
本体重量约 22 kg
标准循环时间约 0.45 s（25/305/25 mm 标准门型轨迹）
控制器专用运动控制器（含示教器）

Overview

产品概述

SMG-020 是一台 SCARA（水平多关节）四轴机器人，也是工业现场最主流的机器人结构之一。与六轴多关节机器人不同，SCARA 的三个关节轴线相互平行、末端在水平面内高速运动，因此在 3C 电子、装配与插装场景中被大量使用。

选择 SCARA 作为教学机型，最大的好处是「看得懂」。它的运动学模型比六轴简单得多，平面内的两个旋转关节 + 一个垂直升降关节 + 一个末端旋转，学生用一张纸就能画出它的运动范围与坐标变换，非常适合作为机器人运动学的第一台实体教具。

套件配套高速插装与分拣任务：借助视觉或定位工装，机器人可完成元器件的快速取放与插入，节拍可达每分钟数十次，让学生直观体会到「结构决定性能」——为什么 SCARA 在平面作业上比六轴更快。

SCARA 是机器人世界里「专才」的代表：它只会做平面上的事儿，但在自己的领域（高速取放、精密插装）里，效率往往超过更贵的六轴机器人。这正是工程思维的经典一课——没有万能的机构，只有与场景匹配的机构。学会判断「什么任务该用什么结构」，比学会操作某一台设备重要得多。

Highlights

核心亮点

📐

结构直观易学

圆柱坐标构型，运动学模型简单，是理解机器人运动学的理想入门机体。

⚡

高速插装

平面内高速运动，插装与分拣节拍快，直观感受结构对效率的影响。

🎯

高重复精度

重复定位精度 ±0.02 mm 级（视配置），适合精密取放与插装教学。

🧰

任务化教学

配套插装、分拣、涂胶三大任务包，每个任务含工艺卡与评分标准。

🔌

易集成

支持数字 I/O 与视觉触发，可与传送带、料盘构成小型自动化单元。

💰

性价比之选

相比六轴机器人成本更低，适合成批配置作为学生上机机位。

Hands-on Projects

项目实战

每个项目都有明确目标、可执行步骤与交付产出，学完即可写进作品集或课题报告。

PROJECT 01

项目一 · 运动学建模与手算验证

任务目标：用纸笔算出正逆解，再用代码验证。

推导 SCARA 的平面两连杆正运动学（末端位置与两关节角的关系）
推导逆解：给定平面位置，求两个关节角（注意肘上/肘下两组解）
在代码中实现正逆解并与实际运动对比
画出工作空间边界，标出不可达区域与奇异位形
验证：当两臂共线时（奇异位形）逆解为何不唯一

交付产出：产出：一份含推导过程与代码验证的运动学报告

PROJECT 02

项目二 · 高速取放与节拍测量

任务目标：把「取—放」循环节拍优化到接近理论最优。

录制标准门型轨迹（上升—横移—下降），测量单次循环时间
对比「直角转折」与「圆弧过渡」的节拍差异
调整升降高度：太高浪费时间，太低容易碰撞
测量不同负载下的节拍变化，理解惯量对速度的影响
输出：节拍优化方案与理论最优的差距分析

交付产出：产出：节拍优化报告 + 门型轨迹参数表

PROJECT 03

项目三 · 定位工装与插件作业

任务目标：用定位工装完成元器件的精确插入作业。

设计或调整定位工装，让工件到位位置一致（一致性是高速作业的前提）
用 Z 轴浮动吸嘴或用视觉定位补偿位置偏差
实现插入动作：垂直下压、到位检测、松开
统计 50 次插装的成功率与平均耗时
分析失败原因：位置偏差、工件公差还是吸嘴附着

交付产出：产出：插装作业程序 + 成功率与失败归因报告

Learning Path

课时大纲与学习路径

阶段 / 模块	内容要点	课时	完成后可达成
模块一 · 结构与运动学（6 课时）	SCARA 构型、正逆运动学、工作空间与奇异位形	6 课时	能独立推导并验证运动学
模块二 · 编程与轨迹（6 课时）	示教编程、门型轨迹、圆弧过渡与速度规划	6 课时	完成高速取放循环
模块三 · 工装与精度（6 课时）	定位工装设计、精度测量与误差分配	6 课时	完成精密插装作业
模块四 · 视觉与集成（8 课时）	视觉定位补偿、I/O 触发与小型自动化单元集成	8 课时	完成视觉分拣或插装单元

How It Works

技术原理讲解

不讲黑箱：把关键原理拆开说明，帮助学习者理解「为什么这样设计」。

为什么 SCARA 在平面作业上更快

它的三个关节轴线相互平行，末端只在水平面内运动，运动链短、刚性好、惯量小，因此平面内的加减速能力更强。六轴机器人为了获得姿态自由度付出了结构复杂度与惯量的代价。这就是「结构决定性能」最直观的例证。

奇异位形为什么危险

当两臂完全伸直共线时，末端位置对应的关节角出现无穷多解，且末端在半径方向的速度能力急剧下降。控制系统在这个位置附近会要求极大的关节速度，甚至无法求解。教学中会让学生把机械臂推到该位置，观察控制器如何报警或降速。

±0.02 mm 是怎么量出来的

重复定位精度指「回到同一目标点多次」的位置离散程度，用的是统计方法（多次往返后测散布），而不是绝对精度（到目标点的真实偏差）。理解两者的区别很重要：早期装配通常靠绝对值不够、但重复性极好，配合视觉或工装补偿后就能达到极高精度。

Z 轴浮动吸嘴解决什么问题

插入作业要求末端在垂直方向有柔性：工件高度有公差，若末端是刚性的，压深一点就会顶坏工件，浅一点就插不到位。浮动吸嘴内置弹簧或气浮，允许几毫米的行程容差，让位置误差被「吸收」而不是被「对抗」。这是成本极低、效果极好的经典工程技巧。

Specifications

技术参数

机械参数
自由度	4 轴（J1/J2 水平旋转、J3 垂直升降、J4 末端旋转）
最大负载	3 kg
最大工作半径	约 500 mm
Z 轴行程	约 200 mm
重复定位精度	±0.02 mm（XY）/ ±0.01 mm（Z，视配置）
本体重量	约 22 kg
性能
标准循环时间	约 0.45 s（25/305/25 mm 标准门型轨迹）
控制与接口
控制器	专用运动控制器（含示教器）
编程方式	示教编程 / 脚本语言 / 上位机 API
通信	Ethernet / 数字 I/O / RS-232
电气
电源	AC 220V 50Hz
教学扩展
可选配件	Z 轴旋转夹具、真空吸盘、传送带、料盘、视觉定位模块

* 以上参数为标准配置实测值，受使用环境影响可能存在合理偏差；支持按项目需求定制配置，具体以合同技术附件为准。

In the Box

包装清单

SCARA 四轴机器人本体 ×1
控制器与示教器 ×1
真空吸盘末端 ×1
标准工装治具 ×1
电源线与通信线 ×1
实训任务包（插装 / 分拣 / 涂胶）×1
《SCARA 机器人与运动学基础》×1 + 课程卡 ×1

Scenarios

适用场景

工业机器人运动学基础教学3C 电子装配与插装实训职业院校机器人专业上机课自动化集成入门项目

Courses

配套课程

OC-013工业机器人操作与编程（1+X 考证）

Optional Upgrades

配件与升级

按学习阶段逐步加装，一套平台可以持续用到更高阶的项目与课题。

配件 / 升级项	说明	参考价
视觉定位模块	相机 + 标定工具，补偿工件位置偏差	询价
迷你传送带	与机器人联动构成取放/分拣单元	¥2,899
多工位料盘套装	分区供料，提升连续作业时间	¥1,599
Z 轴浮动吸嘴套件	适应工件高度公差，提升插装成功率	¥1,299
涂胶/点胶模组（选配）	SCARA 典型应用之一，用于涂覆作业	询价
备件包（吸嘴/皮带/轴承）	易损件年度补充	¥899

Troubleshooting

常见故障排查

课堂上最常遇到的几类问题与处理办法，先自查再求助，效率更高。

现象	可能原因	排查 / 处理
高速运动时末端抖动	负载或惯量设置与实际不符	按实际负载重新设定惯量参数；降低最大加速度；检查底座固定是否牢固
插装成功率低	工件定位不一致或缺少 Z 向柔性	改用定位工装保证一致到位；加装 Z 轴浮动吸嘴吸收高度公差
接近奇异位形时报警	运动路径经过工作空间边缘	重新规划路径避开奇异区；缩小工作范围或调整工件摆放位置
重复精度感觉变差	皮带预紧力下降或轴承磨损	按保养周期检查皮带张力与轴承状态；联系售后校准

Selection Guide

选型对比

不确定选哪一套？这里是同系列产品的定位差异，也可直接咨询顾问获取推荐。

型号	定位	与本品差异
SMG-020 SCARA 四轴教学机器人	工业 · 结构教学（本型号）	平面高速取放 + 插装，性价比高适合成批上机，¥12,800
SMG-016 工业六轴机器人实训工作站	工业 · 综合实训	六轴姿态灵活，覆盖更多工艺与考证内容
SMG-018 视觉引导分拣实训平台	工业 · 视觉集成	在视觉分拣方向做到更完整（含传送带与动态分拣）

Delivery & Service

交付与服务

含安装调试与操作培训，提供运动学教学资料与课件
配套实训任务包：高速取放、精密插装、涂胶三方向
提供控制器与上位机 API，可做二次开发与算法实验
整机一年质保，皮带、轴承、吸嘴等易损件长期供应
支持成批采购（学生上机机位），享阶梯折扣与统一教学方案
师资培训与教学进度方案支持

FAQ

常见问题

SCARA 和六轴的区别？

SCARA 是水平多关节构型，平面内运动快、刚性好、成本低，适合平面取放插装；六轴姿势更灵活，适合复杂空间姿态作业。

精度够用吗？

±0.02 mm 级重复精度可满足电子装配与插装教学需求，是精密取放场景的主流结构。

能做视觉分拣吗？

可以。支持视觉触发与数字 I/O 通信，可加装视觉模块构成视觉分拣单元（或直接选用 SMG-018）。

为什么适合初学者？

它的运动学模型简单直观，学生能用纸笔推导正逆解，是理解机器人运动学的最佳载体。

能成批采购吗？

可以。作为学生上机机位机型，成批采购享阶梯折扣，并提供统一的教学进度与考核方案。

SCARA 和六轴，学校该买哪个？

看教学侧重。若以「机器人运动学基础 + 平面高速作业」为主且预算有限，SCARA 更合适；若需要覆盖更多工艺（焊接、码放、复杂姿态）与考证内容，选六轴。两者配置在同一实训室互补性很好。

精度真的能到 0.02 mm 吗？

这是重复定位精度（多次回到同一点的离散程度），在实际实训中以标准循环测得的典型值。绝对精度会受温度、负载与机械磨损影响，工程上通常配合视觉或工装做补偿。

能做涂胶/点胶吗？

可以。SCARA 是涂胶点胶的典型机型之一，可选配点胶模组，配合轨迹编程完成直线、圆弧与不规则路径涂覆。

SMG-016

工业六轴机器人实训工作站

六轴工业机器人 + 控制柜 + 示教器 + 气动夹爪 + 传送带，PLC 联动，对标 1+X 职业技能考证与技能大赛。

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SMG-003

灵臂·六轴机械臂套件

桌面级六轴机械臂，逆运动学解算 + 视觉抓取案例，ROS2 驱动，覆盖工业机器人核心课程。

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