Spis treści
Szybkość działania, duża precyzja i powtarzalność ruchów oraz kompaktowa budowa to podstawowe cechy robotów SCARA, dzięki którym mogą być one idealnym narzędziem do optymalizacji różnych procesów. Dzięki tym cechom roboty te mogą wykonywać żmudne i powtarzalne zadania, związane m.in. z montażem, pakowaniem czy przemieszczaniem różnych detali.
Czym dokładnie są roboty SCARA?
Roboty SCARA, czyli „Selective Compliance Assembly Robot Arm”, to zaawansowane urządzenia, które zdobywają spore uznanie dzięki swojej precyzji, szybkości i elastyczności działania. Ich budowa jest inspirowana układem ramienia ludzkiego, co pozwala na wykonywanie ruchów w płaszczyźnie poziomej z dużą dokładnością i powtarzalnością. W praktyce roboty te wyposażone są w 4 osie ruchu: dwie osie obrotowe sterujące ramionami, jeden ruch liniowy góra–dół narzędzia i dodatkową oś umożliwiającą obrót narzędzia wokół osi pionowej.
Początkowo roboty SCARA były wykorzystywane głównie do automatyzacji prostych procesów montażowych, stąd ich pierwotna nazwa „robot montażowy z selektywną podatnością”. Stopniowo jednak, wraz z ich ewolucją, zastosowanie tych robotów ulegało znacznemu rozszerzeniu. W efekcie dziś termin SCARA tłumaczy się również jako „Selective Compliance Articulated Robot Arm”, podkreślając ich charakter przegubowy. Spośród innych robotów przemysłowych wyróżnia je 4-osiowa konstrukcja, zwłaszcza w porównaniu z bardziej uniwersalnymi robotami 6-osiowymi.
Przeczytaj również: Roboty typu delta w przemyśle – kompaktowe, szybkie i niezawodne
W odróżnieniu od robotów 6-osiowych (dysponujących większą liczbą stopni swobody, które umożliwiają pracę w różnych płaszczyznach i kierunkach) roboty SCARA mają ruchy zoptymalizowane pod kątem konkretnych, powtarzalnych zadań na ograniczonym obszarze roboczym. To czyni je bardziej efektywnymi w zadaniach, które wymagają szybkiego i precyzyjnego działania.
Polecany artykuł:
Budowa i zasada działania robotów SCARA
Roboty SCARA charakteryzują się specyficzną konstrukcją z nieruchomą podstawą, która najczęściej montowana jest do podłoża, a czasami również do ściany czy sufitu. Ponadto roboty te mają dwa ramiona przesuwające się w płaszczyźnie poziomej i śrubę, która porusza się liniowo w osi pionowej i obrotowo w osi poziomej.
Z podstawy robota SCARA wychodzi pierwsze ramię, które wykonuje ruch obrotowy wokół osi pionowej. Drugie ramię porusza się względem pierwszego, co umożliwia wykonywanie precyzyjnych ruchów w poziomie. Tego typu układ pozwala robotowi na operacje w płaszczyźnie XY, dzięki czemu może dotrzeć do różnych punktów w obszarze swojej pracy.
Przeczytaj również: Automatyzacja procesów w erze Przemysłu 4.0 – magazyny i logistyka w przedsiębiorstwie produkcyjnym
Konstrukcja ramienia SCARA opiera się na dwóch połączonych ze sobą członach złożonych z równoległych przegubów, które umożliwiają ruchy w poziomie. Dodatkowo, ramię wyposażone jest w nadgarstek umożliwiający obracanie i precyzyjne ustawianie chwytanych obiektów.
Dzięki swojej sztywnej konstrukcji robot SCARA może generować znaczną siłę w osi pionowej. Jest to szczególnie ważne podczas podnoszenia i manipulacji przedmiotami. Układ kinematyczny robota pozwala przy tym utrzymać niewielką masę całkowitą, jednocześnie osiągając udźwigi sięgające do kilkudziesięciu kilogramów.
Kiedy warto wybrać robota SCARA?
Roboty SCARA sprawdzają się głównie w sytuacjach, w których wymagana jest szybka, powtarzalna i precyzyjna praca na stosunkowo ograniczonym obszarze roboczym. Wykorzystuje się je również tam, gdzie czas cyklu produkcyjnego jest relatywnie krótki, a zachowanie ścisłych tolerancji wymiarowych jest bardzo istotne. Ich konstrukcja z ograniczonym zakresem ruchu sprawia, że są mniej elastyczne przestrzennie niż roboty 6-osiowe. Dlatego wszędzie tam, gdzie potrzebna jest duża swoboda ruchów, lepszym wyborem będą rozwiązania o większej liczbie stopni swobody.
Roboty SCARA są polecane również do zadań, w których liczy się oszczędność miejsca i prostota obsługi. Ich kompaktowa budowa oraz szybka i intuicyjna integracja z systemami produkcyjnymi sprawiają, że chętnie korzystają z nich zarówno duże, jak i małe przedsiębiorstwa.
Polecany artykuł:
Najważniejsze zalety robotów SCARA
Do najistotniejszych zalet robotów SCARA należą, wspomniane już wcześniej, bardzo duża prędkość działania i doskonała powtarzalność. Dzięki temu mogą one precyzyjnie obsługiwać drobne elementy i wykonywać zadania wymagające dużej dokładności. Ich konstrukcja eliminuje drgania, dzięki czemu ruch robota jest stabilny i precyzyjny. Jest to istotne z punktu widzenia wielu różnych procesów związanych np. z montażem czy manipulowaniem detalami.
Kompaktowe rozmiary robotów SCARA pozwalają zaoszczędzić cenną przestrzeń na linii produkcyjnej. Prosta i samonośna konstrukcja z ograniczoną liczbą części ruchomych przekłada się w teorii na niższe koszty eksploatacji i większą niezawodność tego typu robotów. To z kolei oznacza mniejszą awaryjność i niższe wydatki na serwisowanie. Roboty te charakteryzują się też łatwą i intuicyjną programowalnością, często umożliwiającą szybki montaż i uruchomienie w trybie plug-and-play, co znacznie skraca czas wdrożenia do produkcji.
Dzięki modułowej budowie i możliwości dostosowania narzędzi do konkretnych potrzeb (np. chwytaków czy adapterów) roboty SCARA są uniwersalne i można je łatwo zaadaptować do różnych zastosowań. Możliwość integracji z systemami wizyjnymi i zaawansowanym oprogramowaniem dodatkowo rozszerzają zakres ich możliwości, pozwalając na realizację coraz bardziej złożonych zadań montażowych czy kontroli jakości.
Przeczytaj również: Projektowanie infrastruktury przemysłowej pod elastyczny system produkcji – wymagania techniczne i praktyczne rozwiązania
Na korzyść robotów SCARA przemawia również ich koszt, który zwykle jest niższy niż w przypadku bardziej skomplikowanych robotów 6-osiowych. Prostsza budowa i niższe wymagania eksploatacyjne oznaczają znaczne oszczędności zarówno przy zakupie, jak i podczas dalszej eksploatacji. Wszystko to sprawia, że roboty SCARA są atrakcyjnym wyborem dla firm o ograniczonych możliwościach finansowych.
Roboty SCARA mają również swoje wady, które warto brać pod uwagę przy planowaniu ich nabycia ‒ największą jest ograniczony zakres ruchu. Operują one głównie w jednej, płaskiej płaszczyźnie, co sprawia, że nie są tak elastyczne jak roboty 6-osiowe. W praktyce oznacza to, że roboty SCARA nie nadają się do zadań, które wymagają skomplikowanych manipulacji przestrzennych lub podczas pracy z obiektami wymagającymi zaawansowanego obracania i pozycjonowania.
Roboty SCARA – typowe zastosowania
Roboty SCARA znajdują szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Są one szczególnie efektywne tam, gdzie konieczna jest automatyzacja powtarzalnych i wymagających wysokiej dokładności zadań.
Roboty SCARA doskonale sprawdzają się w precyzyjnym montażu małych części i aplikacjach typu pick-and-place, czyli szybkim pobieraniu i umieszczaniu małych elementów z dużą precyzją. Są wykorzystywane do precyzyjnego dozowania cieczy i materiałów, nanoszenia kleju lub past lutowniczych, a także w procesach kontroli jakości i testowania produktów. Ponadto stosuje się je także w procesie pakowania produktów.
Bardzo dobrym przykładem może być przemysł elektroniczny. Roboty SCARA odgrywają np. ważną rolę przy montażu płytek drukowanych, precyzyjnym umieszczaniu elementów, lutowaniu, testowaniu i inspekcji jakości. Dzięki swojej dokładności sprawdzają się w montażu drobnych podzespołów, takich jak układy scalone, przełączniki czy czujniki.
Przeczytaj również: Przenośniki w halach przemysłowych – zwiększenie wydajności i bezpieczeństwa pracy
W branży motoryzacyjnej tego typu roboty stosuje się do składania niewielkich i skomplikowanych części. Głównie są to moduły elektroniczne, wtryskiwacze, a także elementy zawieszenia. Znajdują zastosowanie także w testowaniu i pakowaniu gotowych podzespołów.
Przemysł spożywczy korzysta z robotów SCARA, m.in. do sortowania, pakowania i nanoszenia etykiet na produkty, a także do identyfikacji partii i kontroli jakości. Z kolei w farmacji automatyzują one pakowanie leków, napełnianie fiolek czy przenoszenie probówek i ampułek.
To naturalnie tylko część możliwych zastosowań robotów SCARA. Dzięki swojej uniwersalności są one często indywidualnie dostosowywane do konkretnych i nietypowych zadań
Podsumowanie
Roboty SCARA to ciekawa propozycja dla wielu firm, bez względu na branżę, które pragną zoptymalizować swoje procesy związane np. z montażem, przenoszeniem różnych elementów czy pakowaniem. Ich niewątpliwe zalety związane z parametrami pracy, a dodatkowo niższy koszt zakupu niż większych robotów 6-osiowych sprawiają, że mogą być cennym narzędziem do niektórych zadań produkcyjnych i montażowych
