Roboty SCARA są zdolne do wykonywania wielu rodzajów ruchów.
Spostrzeżenia na temat SCARA
Robot SCARA (selective compliance articulated robot arm) charakteryzuje się stosunkowo dużą prędkością i wysoką precyzją i jest przeznaczony do zastosowań typu pick-and-place.
Roboty SCARA są wszechstronnym i prostym rozwiązaniem dla różnych zautomatyzowanych aplikacji montażowych.
Robot SCARA jest mechanizmem o stosunkowo dużej prędkości i wysokiej precyzji, zaprojektowanym do montażu małych części i aplikacji typu pick-and-place.
Mechanizmy SCARA
Ruch narzędzia w robocie SCARA jest możliwy w trójwymiarowej przestrzeni kartezjańskiej; X, Y, Z z 4th wymiarem, którym jest obrót wokół pionowej osi z. Robot jest mechanicznie podatny w płaszczyźnie XY i sztywny w kierunku z. Jest to podstawa przegubowego ramienia robota o selektywnej zgodności (SCARA). Proszę jednak zauważyć, że powtarzalność pozycjonowania jest wysoka we wszystkich kierunkach X, Y, Z i Rz.
Ruch osi serwomechanizmu SCARA
Mechanizm SCARA jest napędzany przez 4 osie serwo. Pierwsza oś porusza pierwszą sekcją ramienia, która obraca się u podstawy. Druga oś porusza drugą sekcją ramienia. Koniec tej sekcji wspiera pinolę narzędzia na drugim końcu, która może poruszać się w górę i w dół za pomocą trzeciej osi i obracać się za pomocą osi czwartej.
Urządzenia peryferyjne SCARA
SCARA posiada główne złącze dla silników i enkoderów, a także złącza hamulca przytrzymującego oś pionową i zintegrowane przewody powietrza. Często pinola narzędzia jest wydrążona, aby umożliwić poprowadzenie przewodów powietrza lub okablowania do narzędzia.
Ruch SCARA
Oczywiście wszystkie osie mogą poruszać się razem i w koordynacji, aby przesunąć narzędzie wzdłuż trajektorii lub z jednej pozycji do drugiej. Można to osiągnąć za pomocą współrzędnych osi, zwanych również współrzędnymi przegubów w celu najszybszego pozycjonowania z trajektorią po łuku. Kinematykę odwrotną można również zastosować do sterowania określoną trajektorią punktu środkowego narzędzia (TCP), na przykład w celu wykonania ruchu liniowego.
Obszar roboczy robota jest prawie cylindryczny, z wyjątkiem obszaru bezpośrednio za robotem. Głębokość jest ograniczona przez oś pionową.
Warto zauważyć, że w dużej części tej koperty roboczej pozycję TCP można osiągnąć za pomocą dokładnie dwóch różnych pozycji, w zależności od orientacji drugiego stawu.
Mocne strony SCARA
Ta tabela podsumowuje robota SCARA w porównaniu z innymi przegubowymi mechanizmami robotów, takimi jak robot delta lub zwykłe 6-osiowe ramię robota.
Powtarzalność to obszar, w którym roboty SCARA przodują. Powtarzalność na poziomie 10 mikronów nie jest rzadkością; to 1 setna milimetra, najlepsza powtarzalność wśród wszystkich robotów przegubowych. Podczas gdy robot DELTA jest nadal szybszym sposobem na przenoszenie lekkich ładunków, SCARA można przykręcić za pomocą prostego mocowania podłogowego, a nie zwisającej konstrukcji.
Aplikacje SCARA
Te cechy sprawiają, że SCARA jest doskonałym wyborem do szybkiego pobierania i umieszczania małych części z wysoką powtarzalnością. To samo dotyczy procesów montażowych obejmujących wkładanie małych części, dociskanie, a nawet wkręcanie śrub za pomocą osi obrotowej. Dozowanie to kolejne dobre zastosowanie dla robotów SCARA. Są one często wykorzystywane w inspekcji, sortowaniu i innych procesach obejmujących części poruszające się na przenośnikach.
Proszę zauważyć, że roboty SCARA nie są często dobrym wyborem do zastosowań obejmujących spawanie i plazmę, ze względu na ich ograniczone stopnie swobody, ani też nie mają sztywności wymaganej do zastosowań związanych z komputerowym sterowaniem numerycznym (CNC) lub obrabiarkami.
Wybór produktów SCARA
Roboty SCARA są dostępne w różnych rozmiarach dla lekkich i średnich ładunków. Podobnie jak w przypadku innych robotów, głównymi parametrami, na które należy zwrócić uwagę, są udźwig i zasięg promieniowy.
W przypadku zastosowań wymagających dociskania należy zwrócić uwagę na siłę osi Z. Proszę również wziąć pod uwagę wymagania dotyczące ochrony przed wnikaniem, temperaturę pracy i oceny dla klasy spożywczej, współpracy lub przeciwwybuchowości.
Po stronie kontrolera należy szukać funkcji śledzenia przenośnika, która pozwala robotowi zsynchronizować się z poruszającym się przenośnikiem w celu pobrania i umieszczenia.
Bezpieczeństwo funkcjonalne jest również cechą kontrolera, dzięki której każda część robota i narzędzia jest wolna od zakłóceń.
Strategie integracji systemów
Roboty SCARA wymagają systemu sterowania. Najczęstszą i najprostszą konfiguracją jest użycie samodzielnego kontrolera robota. Taka jednostka może zawierać wszystkie serwowzmacniacze, logikę programowania i bezpieczeństwo funkcjonalne. Jest programowany za pomocą kasety i może łączyć się ze sterownikiem maszyny wyższego poziomu lub innymi urządzeniami za pomocą cyfrowych i analogowych wejść/wyjść (I/O) lub połączeń sieciowych.
W niektórych przypadkach połączenie sieciowe może pozwolić na pełne programowanie i sterowanie przez kontroler wyższego poziomu. Zamiast programowania za pośrednictwem kasety, taka konfiguracja promuje scentralizowane programowanie różnych robotów, serwomechanizmów, falowników i innych urządzeń w systemie.
Może być też możliwe, aby sterownik maszyny rozwiązał kinematykę robota wewnętrznie i sterował poszczególnymi serwomechanizmami bezpośrednio, bez dedykowanego sterownika robota. Podejście to sprawdza się dobrze w przypadku największej elastyczności w zakresie układu panelu, sterowania i dostosowywania.
Roboty SCARA są wszechstronnym i prostym rozwiązaniem dla różnych zautomatyzowanych aplikacji montażowych, które wymagają szybkiego i precyzyjnego pozycjonowania małych części.
Matt Pelletier jest inżynierem ds. szkoleń produktowych w Yaskawa America Inc.