工业化自动化是人类发展的必然趋势,也是所有劳动密集型企业持续改进的目标。德国政府率先在世界上提出工业4.0的概念,在新一轮的工业革命中抢占先机。在《中国制造2025》中,中国政府决心趁着工业4.0浪潮,将我国从第一制造大国打造成制造强国。而作为集机械、智能控制、材料等高精技术于一体的机器人行业也迅速得到了市场的垂青。在国产机器人行业,一方面是国产的核心零部件只能运用在低端领域,无法和四大家族(ABB、KUKA、YASKAWA、FANUC)竞争;另一方面进口的零部件会受到货期、价格的综合影响,使产品缺乏竞争力,因此,攻克核心零部件对国产机器人意义重大。本论文就是从SCARA机器人带轮精度的研究开始的。主要开展了以下几个方面的研究:(1)对比分析影响SCARA机器人精度的相关因素,发现其精度取决于同步带轮的精准度,为此对带轮精度展开研究,通过测试现有带轮的精度,并根据所测数据进行分析筛选,结合实际所需及曲线拟合度进行方案设计,使其达到SCARA机器人的使用要求。(2)在研究带轮精度的过程中利用伺服电机编码器的高精度,将带轮装在伺服电机上,通过记录脉冲数精确测定传动误差,让带轮在各种转速和负载下反复运行,从大量的数据中筛选出优质的带轮,该实验进行了一年,接着用高精度扫描设备将优质带轮和非优质带轮的齿形扫描成点云,在Imageware软件中拟合出它们的形状,分析两者的区别所在,后进行正向设计,最后定制加工刀具,交给厂家生产出特定曲线的带轮,从而解决四轴高精度的难题。(3)该研究结合了伺服电机位置环控制模式、三坐标测量技术、逆向工程技术,使SCARA机器人四轴纯带轮结构的精度可以达到±0.02°,从根本上减小传动误差,使国产机器人整体精度不断上升,可以应用于更高端的场合。(4)为提高机器人应用领域的广泛性,提出了一种通用的测量减速、增速系统精度和传动平稳性的方法,使满足转速6000RPM以下、精度±0.01°以下的减速机系统都可以通过该方案精确测量传动精度。