元旦的时候跟大家预告过，22年开始，会不定时出一系列短文，可能是一篇文章，与可能只是短短几句话，描述的是对于我过去在机器人设计遇到或想到的小细节。
对于前辈跟同行高手来说，这些可能很简单，或者你在其他专业书籍上看过类似的，但对于刚入行的朋友，这些小细节可能是一个一个的坑。完全避坑是不可能的，只是尽量避免埋得太深爬不出来，该交的学费一分也少不了。
出于职业道德限制，有些东西不能讲得太细，也不能回复，请见谅，当然，同时由于水平限制，有些问题我也回答不了，或者有说错的点，欢迎斧正。
关于齿型跟品牌，相同的应用可以选择不同的齿型，而相同的齿型又有不同的品牌，这里实在太杂。到目前为止，我并没有用过太多品牌的同步带，主要是常规应用可能很难区别品牌优劣，并且同步带相对来说属于低价值产品，长期稳定的大品牌供应，可能比为了几块钱的成本节省花费的测试与变更要划算一些。
与同步带不同，同步轮是可以自己加工的，当然很多同步带厂家也提供同步轮加工服务，也有一些厂家是卖专用的刀具（这比自己做要省心得多）。但是，同步轮加工的质量却直接影响机器人的稳定性与一致性。
第一、首先是齿型精准度。这是务必要首先确认的事。以前觉得这是一件挺简单的加工，后来才发现不是，并且如果齿型不合格，影响传动精度可能还是其次，毕竟绝大多数情况下看不出来，比较麻烦的是由于齿型不合格导致的磨损、莫名的抖动、异响等等问题，而这些小问题的排查却是要了命，得一件一件拆开检。毕竟不会每一件来料都检测齿型，没必要，也没条件，核心还是在于样品认证与供应链管控。
第二、齿面粗糙度问题。这其实不是一个对错问题，而是一个性价比问题。常用的同步轮齿面粗糙度有6.3、3.2、1.6三种，显然粗糙度越好，磨损自然越小，价格自然也会高一些，而粗糙度使用6.3也问题不大，舍不得加钱，又怕放太松，要不，选个折中？
第三、同步轮同轴度问题。指的是齿与同步轴中心孔的同轴度。这也是曾经让我大跌眼镜的事。很早的时候，曾经测了一家日本厂家的同步轮（不用猜，不是你想的那家），测试方法也很简单，手动转动同步轮，然后使用千分表打表，结果同步轮转动时，表针几乎都没动~~~~~同轴度达到1丝。当然这是一个在日本生产的本体，日本本土加工平均水平都较高，所以实际精度经常比图纸标注还要好一些。
然而，让我大跌眼镜的是，齿型合格的前提下达到2丝同轴度，这事就难倒了大批同步轮加工厂家。当然这事说到底也是性价比问题，只是在齿轮上基本操作的精度在同步轮上碰了壁让我有点意外。那么同轴度影响了什么东西？同轴度大一点，比如达到3个丝，5个丝也不是不能用，而是在这种情况下，两个同步轮都是偏心的，极限情况下轴线距离的差距会达到同轴度的4倍，比如同轴度5个丝，原来的理论轴距是100mm，那么最远的极限情况是100.1mm，而最近的极限情况是99.9mm，差了0.2mm，是同轴度的4倍。这会造成几个不良影响，一个是张力急剧变化下的异常抖动；一个是张力不均匀导致的加速磨损；还有一个是PID调试困难。这也是导致所谓稳定性、一致性不同的小细节。
个人认为免键安装是最好的，最大程度保证了安装的同轴度，无间隙，拆卸也非常方便。但是对于同步轮的直径有一定要求，很多时候因为同步轮小，无法使用。
键槽安装是主流设计，唯一要注意的是键槽的公差选择。因为市场上的标准平键其实公差是比较大，而且还都符合标准，而键槽的公差选择也有过盈、过渡、间隙三种，也容易碰到槽键与键过紧不好安装，或者键槽与键过松有间隙的情况。并且过松的情况更麻烦，高加减速来回时，容易有小的碰撞声，也有可能会将螺钉振松。也不能完全靠定制平键解决，比如电机的平键是厂家自带的，换了可能又有其他问题。这是生产过程细节需要考虑的。
扁轴安装也较常见，就是电机轴是光轴铣两个呈90度的扁位，分别用顶丝顶住固定。（键槽也有加顶丝的）好处是拆装也比较简单，也没有间隙问题。但是对于电机轴，光轴、带键槽居多，90度铣扁用得较少，会有专供的问题。当然，大公司的供应链不必担心这个问题，量够大，想怎么改怎么改。
第五、冗余的设计。说“冗余”，其实是从客户角度可能发现同步轮上有些设计对机器人功能与性能并没有什么用，比较莫名其妙多几个孔，多几个台阶，也没有看到装什么东西，只觉得增加了加工量，浪费钱。甚至会对比一些厂家说，看人家设计得多简单，一点多余的设计都没有，才能做到最便宜。
这实际上是很容易被忽略的面向制造与装配、面向维修的设计。以同步轮来说，想象一下一个带键的同步轮要装到电机轴上，与电机轴末端的螺纹固定的时候，假设电机不带刹车，也就是电机轴可以自由转到的时候，要拆装同步轮怎么办？这个时候扳手是没法拧的，因为同步轮会跟着电机轴转，而螺钉又必须按规定扭力拧紧。
粗暴一点当然很简单，手用力抓住同步轮，另一只手拧紧，小同步轮还能大扭力，大同步轮抓不住就干脆不打扭力了，能拧多紧算多紧。又或者做个拧紧工装，比如拿同步带做个套住同步轮带柄的工装也可以。这在工厂可以实现，但是如果在客户现场呢？没有特制工装怎么办，总不能每次检修都带一堆工装出去，特别是多机种的时候。
这个时候，把辅助拧紧的设计放在同步轮上就很方便，比如同步轮上可以有凸台，两边铣扁用于放开口扳手，比如上面加工螺纹孔，现场找两个螺钉拧上作为辅助借力，相比专用工装，开口扳手跟螺钉当然是更方便得多。
这些设计都是“多余”的，都是额外的物料成本和生产成本，都是在做成本优化时容易被优化的对象。是否增加这些设计，在于产品定位，而没有对错。虽然从客户角度来说，这些设计似乎不影响产品性能，要不要无所谓，但实际上是检修难度下降可以降低重复拆装的损伤风险，高效的拆装可以大大节省检修时间，客户的停产时间就会节省，其实是明显为客户省钱的。三五台自然不能体现优势，但如果是三五百台呢？那就完全不同了。
原想着把同步带同步轮一起写，没想到同步轮写着写着也不少了。这一篇就先写这么多。下一篇，我们重点讲同步带张紧设计。