Cómo saber cuándo un robot SCARA es la opción adecuada para su aplicación

Los robots SCARA son una opción popular para aplicaciones de montajes pequeños. SCARA es un acrónimo de Selective Compliance Articulated Robot Arm, lo que significa que es distensible en el eje X-Y y rígido en el eje Z. La configuración de SCARA es única y está diseñada para gestionar una variedad de operaciones de manipulación de materiales.

La estructura de SCARA consta de dos brazos unidos a la base y la intersección de los brazos uno y dos. Dos motores independientes utilizan cinemática inversa e interpolación en los ejes J1 y J2 para controlar el movimiento X-Y de los SCARA. La ubicación X-Y final al final del brazo dos es un factor del ángulo del J1, el ángulo J2, la longitud del brazo uno y la longitud del brazo dos.

Articulación

La articulación es el tipo de movimiento y los grados de libertad requeridos por la aplicación. Para un robot, el número de juntas, la ubicación de la junta y el eje que cada junta controla determina su grado de libertad. Los SCARA son robots de cuatro ejes, con movimiento en X-Y-Z y movimiento rotacional alrededor del eje Z.

Un robot SCARA carece del movimiento de inclinación y vuelco de los robots de seis ejes, así que en las aplicaciones donde se requiera inclinación y vuelco, existen mecanismos que pueden añadirse para conseguir el movimiento adicional del eje siempre que el SCARA pueda acomodar los requisitos de carga.

La mayoría de las aplicaciones de pick&place y de montaje que implican mover una pieza desde un punto A a un punto B son perfectas para los robots SCARA porque esto normalmente implica reubicar la pieza en X-Y-Z con cierta rotación en el eje Z. Las aplicaciones de atornillado son también excelentes para los robots SCARA, donde el eje de rotación puede atornillar fácilmente. Además, para las aplicaciones de dispensado, un SCARA puede coger piezas y presentarlas a un dispensador, o la herramienta de dispensado puede conectarse al eje del robot.

Área de trabajo

El área de trabajo o zona que un robot puede alcanzar físicamente es un factor muy importante. Ya sea un robot SCARA, Delta o de seis ejes, las longitudes de los diferentes miembros y las limitaciones del movimiento de la articulación son factores importantes a tener en cuenta. 

Normalmente, los robots SCARA tienen un área de trabajo en forma cilíndrica con variaciones en el diámetro y en la profundidad del cilindro. Las longitudes totales de los brazos uno y dos definen el diámetro del círculo, mientras que el recorrido Z define la profundidad del cilindro.

En la mayoría de las aplicaciones, el área de trabajo del SCARA se limita a la parte frontal y lateral. Las zonas traseras pueden no ser utilizables ya que existen cables y mangueras neumáticas (algunos SCARA ofrecen salidas inferiores opcionales, lo que hace posible trabajar detrás del robot).

Capacidad de carga

En la mayoría de las aplicaciones, los robots realizan operaciones de montaje o pick&place, lo que requiere un end-effector. Podría ser una sencilla pinza o una herramienta multiuso al final del brazo con dispensadores o atornilladores.

El peso e inercia del end-effector más la pieza determinan la carga máxima y los requisitos de inercia, que deben estar dentro de las especificaciones operativas del robot.

La mayoría de los fabricantes de robots tienen al menos dos variantes de SCARA para diferentes cargas e inercias. Comprender los requisitos de carga es importante; si un robot pequeño puede hacer el trabajo, no es necesario ocupar espacio valioso en el suelo con un modelo más grande.

Velocidad

La velocidad es importante a la hora de elegir un robot, y los SCARA son normalmente unos de los más rápidos del mercado. Con cuatro ejes, tienen menos articulaciones en movimiento y se configuran para que J1 y J2 controlen el movimiento X-Y, y J3 y J4 controlen el movimiento Z y de rotación. Esto simplifica los cálculos cinemáticos inversos, requiriendo menos tiempo computacional. Cuando el tiempo de ciclo es crucial, considere una solución SCARA.

Huella

La huella es el espacio donde se monta el robot SCARA. Normalmente los robots SCARA tienen una huella más pequeña que los robots Cartesianos o Delta con el mismo alcance. Los robots SCARA con zonas de trabajo más grandes tienen huellas más grandes debido a los tamaños del motor y base necesarios para obtener mayor estabilidad.

Repetibilidad

Los robots SCARA normalmente tienen la mejor repetibilidad de todos los tipos de robots. Los errores que se producen en la posición X-Y se deben a tener dos motores en J1 y J2. Otros tipos de robots tienen tres o más motores contribuyendo a la posición X-Y. Cuanto más motores, más probabilidad de errores. La excelente repetibilidad es crucial en aplicaciones de montaje pequeñas donde las tolerancias deben estar dentro de varias micras. Algunos ejemplos incluyen insertar conectores en tableros de circuitos o mover una aguja en una pequeña ranura para su dispensación.

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