Comment savoir si le robot SCARA est le bon choix pour votre application

Le choix des robots SCARA est commun pour les petites applications d'assemblage robotique. SCARA est un acronyme pour Selective Compliance Articulated Robot Arm, ce qui signifie qu'il est flexible dans l'axe X-Y, et inflexible dans l'axe Z. La configuration SCARA est unique et conçue pour gérer une variété d'applications telle que la manutention de produits.

La structure du SCARA se compose de deux bras réunis à la base et à l'intersection des bras un et deux. Deux moteurs indépendants utilisent la cinématique inverse et l'interpolation aux articulations J1 et J2 pour contrôler le mouvement X-Y du SCARA. La position X-Y finale à l'extrémité du bras deux dépend de l'angle J1, de l'angle J2, de la longueur du bras un et de la longueur du bras deux.

Articulation

L'articulation est le type de mouvement et les degrés de liberté requis par l'application. Pour un robot, le nombre d'articulations, l'emplacement des articulations et l'axe que chaque articulation contrôle détermine son degré de liberté. Les SCARAs sont des robots à quatre axes, avec un mouvement en X-Y-Z et un mouvement de rotation autour de l'axe Z.

Un robot SCARA n'a pas le mouvement de tangage et de lacet des robots six axes, donc dans des applications où le tangage et le lacet sont nécessaires, il existe un système qui peut être rajouté pour la gestion d'un axe supplémentaire avec la condition que le SCARA respecte la charge totale utile.

La plupart des applications de prise et depose et d’assemblage qui nécessitent le déplacement d'une pièce du point A au point B, sont parfaites pour les robots SCARA, cela implique généralement de déplacer la pièce dans X-Y-Z avec une certaine rotation dans l'axe Z. Les applications de vissage sont également idéales pour les robots SCARA, où l'axe de rotation peut facilement serrer les vis. En outre, pour les applications de distribution, un SCARA peut prélever des pièces et les présenter à un distributeur, ou l'outil de distribution peut être fixé sur l'axe du robot.

Enveloppe de travail

L'enveloppe de travail ou la zone d'espace qu'un robot peut physiquement atteindre est une considération critique. Qu'il s'agisse de SCARA, de Delta ou de robots six axes, la longueur des différents liens et les limites du mouvement articulaire sont des facteurs importants à examiner. 

Typiquement, les robots SCARA ont une enveloppe de travail de forme cylindrique avec des variations dans le diamètre et la profondeur du cylindre. Les longueurs totales des bras un et deux définissent le diamètre du cercle, tandis que la course Z définit la profondeur du cylindre.

Dans la plupart des applications, l'enveloppe de travail d'un SCARA est contenue à l'avant et sur le côté. La zone arrière peut ne pas être utilisable si les câbles et les flexibles pneumatiques sortent par l'arrière - certains SCARAs offrent des sorties par le bas en option – ce qui permet de travailler derrière le robot.

Charge utile

Dans la plupart des applications, les robots effectuent des opérations d'assemblage ou de prise et dépose de pièces à l'aide d'un outil à l'extrémité du robot. Il peut s'agir d'un simple système de préhension ou d'un préhenseur plus élaboré avec des distributeurs ou des visseuses.

Le poids et l'inertie de l'outil avec la pièce déterminent la charge utile maximale et les inerties qui doivent être conformes aux spécifications de fonctionnement du robot.

La plupart des fabricants de robots ont au moins deux versions de SCARA pour s'adapter aux différentes charges utiles et inerties. Il est important de bien prendre en compte la charge utile - si un petit robot peut faire le travail, il n'est pas nécessaire d'utiliser de l'espace au sol avec un modèle plus grand.

Vitesse

La vitesse est un facteur important dans le choix d'un robot, les SCARAs sont typiquement l'un des plus rapides sur le marché. Avec quatre axes, ils ont moins d'articulations mobiles et sont configurés de telle sorte que J1 et J2 contrôlent le mouvement X-Y, et J3 et J4 contrôlent le mouvement Z et le mouvement de rotation. Cela simplifie les calculs cinématiques inverses, diminuant le temps de calcul. Lorsque le temps de cycle est critique, envisagez une solution SCARA.

Empreinte au sol

L'empreinte au sol est la surface prise par les robots SCARA lorqu'il est monté. Typiquement, les SCARAs ont une empreinte au sol plus petite que les robots cartésiens ou Delta avec le même rayon d'action. Les robots SCARA ayant des enveloppes de travail plus grandes ont des empreintes au sol plus grandes en raison des dimensions plus importantes du moteur et de la base, ceci tout assurant une bonne stabilité.

Répétabilité

Les robots SCARA ont généralement les meilleures performances en termes de répétabilité par rapport à tous les types de robots. Les erreurs qui se produisent dans la position X-Y sont dues au fait d'avoir deux moteurs à J1 et J2. D'autres types de robots ont trois moteurs ou plus qui contribuent à la position X-Y. Plus le nombre de moteurs est élevé, plus les erreurs sont susceptibles de se produire. Une excellente répétabilité est cruciale dans les petites applications d'assemblage où les tolérances doivent être de l'ordre de quelques microns. Des exemples montrent l'insertion de connecteurs dans des circuits imprimés ou le placement d'une aiguille dans une petite rainure pour la distribution.

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