SCARA Robots

The right choice for your application

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.

Fatores a considerar

Existem vários fatores a considerar aquando da seleção do robô correto para a sua aplicação. Estas linhas orientadoras irão ajudá-lo a fazer a escolha certa.

Articulação

A articulação é o tipo de movimento e o grau de liberdade exigida pela aplicação. Para um robô, o número de uniões e a localização da união e do eixo que cada união controla determinam o seu grau de liberdade. Os SCARA são robôs de quatro eixos, com movimento em X-Y-Z e um movimento rotativo sobre o eixo-Z.

Um robô SCARA não tem o movimento de inclinação e a guinada dos robôs de seis eixos, portanto, em aplicações onde a inclinação e a guinada forem necessárias, existem mecanismos que podem ser adicionados para atingir um movimento de eixo adicional desde que o SCARA possa acomodar os requisitos de carga útil.

A maioria das aplicações de pick & place e de pequena montagem que envolvem a movimentação de uma peça de um ponto A para um ponto B são perfeitas para robôs SCARA porque normalmente envolvem a relocalização da peça em X-Y-Z com alguma rotação no eixo Z. Os robôs SCARA também são excelentes para aplicações de aparafusar pois o eixo de rotação permite realizar esta tarefa facilmente. Além disso, para aplicações de distribuição, um SCARA pode pegar em peças e apresentá-las a um dispensador, ou a ferramenta de distribuição pode ser anexada ao eixo do robô.

Área de Trabalho

A área de trabalho ou a área de espaço que um robô pode fisicamente atingir é um aspecto a ter em conta. Sejam robôs SCARA, Delta ou de seis eixos, o comprimento das várias ligações e as limitações do movimento de união são fatores importantes na tomada de decisão.

Tradicionalmente, os robôs SCARA têm uma área de trabalho de forma cilíndrica com variações no diâmetro e na profundidade do cilindro. O comprimento dos braços um e dois define o diâmetro do círculo, enquanto o curso vertical Z define a profundidade do cilindro.

Na maioria das aplicações, a área de trabalho do SCARA localiza-se na frente e na lateral. A área traseira não poderá ser utilizável se os cabos e a saída das mangueiras pneumáticas estiverem localizados nesta zona, mas alguns SCARA dispõem de saídas inferiores opcionais, tornando possível trabalhar atrás do robô.

Capacidade de Carga

Na maioria das aplicações os robôs realizam operações de montagem ou de pick & place que exigem um end-effector. Poderá ser uma pinça simples ou uma ferramenta de extremidade de braço multifunções com dispensadores ou chaves de parafusos.

O peso e a inércia do end-effector juntamente com a peça determinam a carga útil máxima e os requisitos de inércia que deverão respeitar as especificações operativas do robô.

A maioria dos fabricantes tem, pelo menos, duas variantes de SCARA para atender a diferentes cargas úteis e inércias. Entender os requisitos de capacidade de carga é importante, se um pequeno robô puder fazer o trabalho, não há necessidade de ocupar espaço com um modelo maior.

Velocidade

A velocidade é um fator importante aquando da escolha de um robô e os SCARA são dos mais rápidos do mercado. Com quatro eixos, têm menos uniões de movimento e são configurados para que J1 e J2 controlem o movimento X-Y e os J3 e J4 controlem o movimento de rotação e Z. Isto simplifica a inversão dos cálculos cinemáticos, exigindo menos tempo computacional. Quando o tempo de ciclo é um factor crítico, considere uma solução SCARA.

Footprint

O espaço que ocupa o robô SCARA pode ser um factor decisivo. Tradicionalmente os SCARA ocupam menos espaço quando comparados com os robôs Cartesianos ou Delta com o mesmo alcance. Os robôs SCARA com maiores áreas de trabalho necessitam de mais espaço para instalação porque o motor e o tamanho da base necessária para que tenha estabilidade são maiores.

Repetibilidade

Os robôs SCARA normalmente têm o melhor desempenho de repetibilidade de todos os tipos de robô. Os erros que ocorram na posição X-Y devem-se ao facto de ter dois motores em J1 e J2. Outros tipos de robô têm três ou mais motores que contribuem para a posição X-Y. Quantos mais motores, maior a probabilidade de ocorrerem erros. Uma excelente repetibilidade é crucial em pequenas aplicações de montagem onde as tolerâncias devem ser de poucos mícron. Exemplo: inserção de conectores em placas de circuito ou mover uma agulha para uma pequena ranhura.

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