How to know when a SCARA Robot is the right choice for your application

SCARA Robots are a popular option for small robotic assembly applications. SCARA is an acronym for Selective Compliance Articulated Robot Arm, meaning it is compliant in the X-Y axis, and rigid in the Z-axis. The SCARA configuration is unique and designed to handle a variety of material handling operations.


The SCARA’s structure consists of two arms joined at the base and the intersection of arms one and two. Two independent motors use inverse kinematics and interpolation at joints J1 and J2 to control the SCARA’s X-Y motion. The final X-Y location at the end of arm two is a factor of the J1 angle, J2 angle, length of arm one and length of arm two.

Istotne czynniki

Wybierając właściwego robota do danego zastosowania, należy rozważyć kilka czynników. Wybór będzie łatwiejszy z tym poradnikiem.

Zakres ruchu

Zakres ruchu określa rodzaj ruchu i stopnie swobody potrzebne w zastosowaniu. Liczba przegubów, ich rozmieszczenie oraz oś kontrolowana przez każdy z przegubów określają stopień swobody ruchu. SCARA to roboty czteroosiowe o ruchu w płaszczyznach X-Y-Z z rotacyjnym ruchem w osi Z.

Roboty SCARA, przeciwnie do robotów sześcioosiowych, nie obsługują ruchów pochylenia i odchylenia, zatem w zastosowaniach, gdzie są one wymagane można dodać mechanizmy, uzyskując dodatkowy ruch osiowy, pod warunkiem, że nie zostanie przekroczony limit obciążalności.

Roboty SCARA sprawdzają się doskonale w większości zastosowań polegających na podnoszeniu i umieszczaniu oraz montażu małych elementów wymagających ich przeniesienia z punktu A do B, ponieważ zazwyczaj ruch odbywa się w płaszczyznach X-Y-Z z obrotem w osi Z. Dzięki osi rotacyjnej roboty SCARA nadają się również doskonałe do wkręcania, na przykład śrub. Co więcej, w aplikacjach dozowania (np. klejenie, uszczelnianie, etc.) roboty SCARA można stosować do chwytania elementów i manipulowania mini przed dyszą dozującą, albo narzędzie dozujące można zamocować na wałku obrotowym robota.

Obszar roboczy

Obszar roboczy albo obszar fizycznego zasięgu robota jest szczególnie istotny. Bez względu na typ robota (SCARA, Delta czy sześcioosiowy), długość członów oraz ograniczenia zakresu ruchu przegubów są istotnymi czynnikami do rozważenia.

Zazwyczaj obszar roboczy robotów SCARA ma kształt cylindryczny o zróżnicowanej średnicy i wysokości. Łączna długość pierwszego i drugiego ramienia określa średnicę cylindra, a skok w osi Z określa jego wysokość.

W większości zastosowań roboty typu SCARA pracują w obszarze obejmującym front oraz boczne strefy zasięgu pracy. Obszar za robotem może być nieprzydatny, jeśli przewody elektryczne i pneumatyczne wyprowadzone są z tyłu. W niektórych robotach SCARA można zastosować opcjonalne wyprowadzenia od dołu, co umożliwia poszerzenie obszaru roboczego.

Obciążalność

W większości zastosowań roboty wykonują działania montażowe lub podnoszą i przemieszczają elementy, co wymaga zastosowania narzędzia. Może to być zwykły chwytak albo narzędzie wielofunkcyjne z dozownikami i wkrętakami lub śrubowkrętami.

Masa chwytaka i przenoszonych elementów oraz wynikające z nich momenty bezwładności określają wymagania maksymalnej obciążalności oraz obciążenia od sił bezwładności, które muszą się mieścić w specyfikacji roboczej manipulatora.

Większość producentów robotów ma w ofercie przynajmniej dwa warianty robotów SCARA obsługujących różne zakresy obciążalności i sił bezwładności. Określenie wymogów dotyczących obciążalności jest istotne – jeśli wykonaniu zadania podoła mały robot, nie ma potrzeby zajmowania cennego miejsca przez większy model.

Szybkość

Szybkość to ważny czynnik w wyborze robota, a roboty SCARA są jednymi z najszybszych na rynku. Praca czteroosiowa oznacza mniej ruchomych przegubów: przeguby J1 i J2 obsługują ruch w płaszczyźnie X-Y, a J3 i J4 — w osi Z i obrót. To upraszcza obliczenia kinematyki odwrotnej, co ogranicza zapotrzebowanie czasowe. Kiedy czas trwania cyklu ma istotne znaczenie, rozważ robota SCARA.

Powierzchnia podstawy

Określa minimalne zapotrzebowanie powierzchniowe wymagane do instalacji robota SCARA. Zazwyczaj roboty SCARA wymagają mniej miejsca niż roboty kartezjańskie albo delta o takim samym zasięgu. Roboty SCARA o większym zasięgu roboczym są zwykle większe ze względu na większe silniki i rozmiar podstawy wymaganej do zapewnienia stabilności.

Powtarzalność

Powtarzalność robotów SCARA jest zazwyczaj największa ze wszystkich typów robotów. Błędy pozycjonowania w płaszczyźnie X-Y wynikają z zastosowania dwóch silników w przegubach J1 i J2. Inne typy robotów mają co najmniej trzy silniki określające pozycję w płaszczyźnie X-Y. Im więcej silników, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienie błędu. Doskonała powtarzalność jest bardzo ważna w montażu małych elementów, gdzie tolerancje dopuszczalne tolerancje wynoszą zaledwie kilka mikronów. Przykładowo, wkładanie złączy do płytek drukowanych czy wprowadzanie igły w mały otwór w celu dozowania.

Kliknij poniżej, aby dowiedzieć się więcej o nowej serii SR robotów SCARA firmy FANUC albo skontaktuj się z nami jeszcze dzisiaj, aby porozmawiać z ekspertem ds. zastosowań robotów SCARA. Z chęcią odpowiemy na wszystkie pytania.

Kontakt

Więcej informacji na temat robotów SCARA firmy FANUC