Выбор идеального SCARA-робота: Полное руководство для производителей

Что такое SCARA-робот?

SCARA-роботы сегодня являются неотъемлемой частью многих производственных линий в различных отраслях. Благодаря своей скорости и точности они стали популярным решением для повышения пропускной способности и оптимизации производственных затрат. Однако, чтобы по-настоящему получить выгоду от внедрения SCARA-робота в вашу производственную линию, вам нужно выбрать тот, который подходит вашим потребностям.

По мере роста робототехнической индустрии выросло и количество производителей SCARA-роботов на рынке. Поэтому вы можете обнаружить, что перегружены вариантами при выборе правильного SCARA-робота. Так что, чтобы спасти вас от этой дилеммы, вот подробное руководство, которое поможет вам сделать осознанный выбор.

Что такое SCARA-робот?

SCARA — это акроним для Selective Compliance Assembly Robot (Робот с избирательной податливостью для сборки). Этот акроним представляет 2 важных факта:

• Избирательная податливость — SCARA-робот гибок только в осях X и Y, но жесток в оси Z.
• Робот для сборки — когда SCARA-робот был изобретен в 1978 году, он был исключительно представлен как робот для сборки.

SCARA-робот таким образом можно описать как робота, состоящего из 2-частной роботизированной руки, прикрепленной к жесткому основанию. Роботизированная рука податлива в осях X и Y, что означает, что она может двигаться назад, вперед, влево и вправо. Она также может двигаться вертикально в фиксированной оси Z и способна на вращательное движение в запястье.

На مر лет, по мере развития дизайнов SCARA-роботов и их применения в других направлениях, акроним также изменился. SCARA теперь определяется как Selective Compliance Articulated Robot (Робот с избирательной податливостью и шарнирной структурой).

Преимущества SCARA-роботов

Ограниченная податливость SCARA-роботов делает их идеальными для задач сборки и pick-and-place, таких как манипулирование материалами. Некоторые из многочисленных преимуществ, которые они привносят в производственные процессы, включают:

Компактный габарит

SCARA-роботы имеют компактный дизайн и эффективно выполняют обозначенные задачи в цилиндрической рабочей зоне. Это делает их легко применимыми в ситуациях, где пространство или доступ к детаям pick-and-place ограничены.

В плане монтажа большинство SCARA-роботов часто размещаются на piedestale или подвижной тележке. Это обеспечивает гибкость для перемещения робота в разные зоны всякий раз, когда это необходимо.

Скорость

Скорость роботизированных рук влияет количество шарниров, задействованных в их движении. Чем больше количество шарниров, тем ниже скорость, с которой работает рука робота. Это потому, что:

• Для передачи питания через моторы в множественных шарнирах требуется больше времени.
• Более длинные руки обычно тяжелее и поэтому встречают большее сопротивление во время движения.

Руки SCARA-роботов движутся намного быстрее, потому что они часто являются 4-осевыми руками, у которых меньше шарниров. Вы бы с трудом нашли другой робот, который обеспечивает такие короткие циклы времени, как SCARA-робот. Кроме того, в отличие от человеческого труда, они не страдают усталостью и не скучают от повторяющейся природы своих задач.

Размеры SCARA-роботов также помогают их скоростной производительности. У них низкий центр тяжести, что значительно снижает притяжение гравитации как на роботизированную руку, так и на обрабатываемую деталь. Даже в высоконапряженных промышленных настройках вы можете быть уверены, что темп выпуска SCARA-робота останется эффективным.

Повторяемость и точность

Хотя повторяемость и точность — это 2 разные характеристики, они тесно связаны. Рассмотрим, например, SCARA-робота, который подбирает электронные детали из точки А в точку Б. Повторяемость относится к способности робота перемещаться между точками А и Б с постоянной скоростью однородных движений. С другой стороны, точность — это мера того, достигает ли робот целевой детали в каждом цикле.

SCARA-роботы могут обеспечивать повторяемость до +/- 0,01 мм, что довольно высоко и почти невозможно достичь с другими типами роботов. Это в основном потому, что у них меньше моторов, что уменьшает пространство для ошибки во время движения.

Также возможно установить системы зрения на роботизированной руке SCARA-робота для дальнейшего улучшения его точности. Они позволяют роботу различать разные объекты при подборе, что пригодится для задач вроде сортировки. Альтернативно, где идентификация предметов не проблема, датчики робота могут использоваться для улучшения точности движения.

Синхронизация

SCARA-робот может легко синхронизироваться с другими частями производственного процесса для обеспечения плавных операционных процессов. Синхронизация помогается их надежной точностью и повторяемостью, а также электронными контролями вроде датчиков.

Например, SCARA-роботизированная рука, beauftragанная подбирать детали с конвейерной ленты и класть их в упаковочную коробку. Она будет работать следующим образом:

• SCARA-роботизированная рука оснащена системой зрения и размещена над конвейерной лентой
• Детали загружаются на конвейерную ленту в равномерных интервалах
• Конвейерная лента запускается, и когда деталь достигает роботизированной руки, она обнаруживается системой зрения
• Роботизированная рука тем самым подсказывается подобрать ее и положить в коробку
• После размещения SCARA-роботизированная рука возвращается в свою позицию над конвейерной лентой, и цикл продолжается

Это общее иллюстрация того, как может работать синхронизация. Как вы выберете синхронизировать вашу операцию, будет зависеть от природы задействованных процессов.

Многоцелевое применение

Даже с ограниченными движениями SCARA-роботов, их можно применять более чем одним способом. Когда вы взвешиваете свои варианты, не ограничивайтесь идеей, что SCARA-робот может только подбирать и размещать. В то время как это базовый принцип их операций, он может быть адаптирован множеством способов. Концевые эффекторы также вносят большую разницу в диверсификацию операций робота.

Ограничения SCARA-роботов

Хотя SCARA-роботы высокоэффективны, есть пределы тому, что они могут достичь. Вот некоторые ограничения, стоит иметь в виду при покупке.

Ограниченная рабочая зона

Цилиндрическая рабочая зона, покрываемая SCARA-роботами, идеальна только для ограниченного числа применений. Кроме того, некоторые задачи могут требовать другого направления движения или более широкой досягаемости, чем могут доставить руки SCARA-роботов.

Ограниченная гибкость

Руки SCARA-роботов — это рычаги, и поэтому они работают только в одной плоскости с ограниченным охватом. Кроме того, 4-я ось в запястье может только вращать детали в горизонтальной ориентации, но не может наклонять их.

Если ваше применение требует большего диапазона движения, вам лучше подойдет робот с большей гибкостью. 6-осевой робот, например, предлагает 3D-гибкость и может покрыть гораздо большую рабочую зону.

Малая грузоподъемность

Дизайн SCARA-роботов оптимизирован для доставки скорости и точности в их применении. Однако он ограничивает полезную нагрузку, которую SCARA-роботы могут обрабатывать, при этом оптимальные мощности находятся ниже 10 кг. Хотя разные производители роботизированных рук предлагают разные грузоподъемности, более высокие нагрузки, вероятно, приведут к операционным неэффективностям.

Как SCARA-робот может принести пользу производителю?

Как и со всеми другими видами автоматизации, важно оценить, принесет ли инвестиция в SCARA-робот пользу вашим операциям. Помимо стоимости покупки робота, есть другие расходы, такие как потребление энергии. Поэтому, чтобы сохранить рентабельность, выгоды должны перевешивать затраты.

Давайте рассмотрим некоторые выгоды SCARA-робота для производителя.

Низшая стоимость производства

Когда вы нанимаете человеческий труд для выполнения повторяющихся задач, задействованы вызовы. Во-первых, человеческий ум скучает от таких задач и отключается, что может привести к ошибкам. Плюс, по мере продвижения часов, устанавливается усталость, и темп продуктивности падает. В-третьих, чтобы поддерживать хороший темп продуктивности, вам может потребоваться нанять значительное количество рабочих.

В противовес, один SCARA-робот может взять на себя работу нескольких сотрудников и работать на быстром постоянном темпе. Он бы сильно снизил ваши расходы на зарплаты и, по расширению, ваши производственные затраты.

Более короткие сроки исполнения

Ожидающие заказы или недостаточное снабжение вашими продуктами могли бы стать прошлым, если вы выберете правильный SCARA-робот. Высокий темп операций SCARA-робота мог бы помочь всей производственной системе двигаться быстрее. В результате вы могли бы улучшить свои сроки доставки, что, в свою очередь, улучшило бы удовлетворенность клиентов.

Способность масштабироваться

Большинство производителей с высоким спросом на продукт ограничены производственными сроками. Однако, как только вы внедрите SCARA-робота в свою производственную линию и производственные сроки станут короче, вы сможете масштабироваться. Более того, вы сможете производить больше за меньшие деньги, так как SCARA-роботы не требуют доплаты за более высокие объемы производства. По сути, ваша стоимость труда на единицу почти не будет затронута.

Улучшенная безопасность и удовлетворенность персонала

Повторяющиеся задачи неблагодарны и не предлагают места для карьерного развития. Они также требуют долгих часов стояния и повторяющихся мышечных движений. В отличие от роботизированных суставов, человеческое тело не построено для обработки такого рода повторяющихся движений мышц в течение длительных периодов. Это частично причина, по которой заводские рабочие страдают от хронических болей в пояснице и скелетно-мышечных заболеваний.

Кроме того, промышленные процессы производят побочные продукты, как удушные пары и пар. Аналогично, обработка некоторых продуктов между процессами опасна. Это может быть из-за опасностей, представленных нахождением рядом с обрабатывающей машиной, или самого продукта, рискованного для обработки.

Когда SCARA-роботы берут на себя эти некомфортные и опасные задачи манипулирования материалами, это улучшает безопасность персонала. Это также позволяет сотрудникам взять на себя другие рабочие обязанности, которые могли бы оптимально использовать их таланты. В результате удовлетворенность работой также улучшается.

Меньше ошибок

В производственной линии ошибки могут быть тонкими или откровенными.

Тонкие ошибки — это несоответствия. Например, если сотрудник паяет два разных детали, маловероятно, что они будут идентичными. Хотя это может казаться незначительной деталью, тонкие ошибки подрывают стандартизацию качества продукта. В некоторых случаях продукт может иметь такое плохое качество, что он отбраковывается как бракованная единица.

С другой стороны, есть более откровенные ошибки, такие как поломка обрабатываемых деталей или неверное размещение.

Использование SCARA-роботов значительно снижает шансы ошибок в вашей производственной операции. Их повторяемость дает им прецизионность, выходящую за пределы человеческих возможностей, и таким образом стоит инвестиций.

Как выбрать правильного SCARA-робота

Со всеми особенностями SCARA-роботов в виду, вы наконец будете مواجهة выбором подходящего для вашего использования. Вот некоторые ключевые факторы для рассмотрения при выборе.

Бюджет

Сумма денег, которую вы планируете потратить, определит тип SCARA-робота, который вы можете получить. К счастью, есть широкий спектр вариантов для выбора с ценами от $6000 до более $25 000. Что вызывает эту огромную разницу в цене? Множественные факторы играют роль в этом. Они включают:

• Грузоподъемность
• Скорость
• Бренд
• Детали кастомизации

Старайтесь нацелиться на бренд, который может предложить вам ценность за деньги так, чтобы качество SCARA-робота соответствовало цене. Обратите внимание на добавления ценности, такие как гарантия, послепродажная поддержка или помощь с отгрузкой или доставкой.

Кроме того, желательно быть вquisitive о затратах, таких как обслуживание и доступность частей. Части, которые трудно найти, tendent to быть дорогими и затратными по времени для замены. Вы бы лучше подошли бренду, который может обеспечить части для вас или уже продает их.

Все сказано и сделано, помните, что SCARA-робот — это долгосрочная инвестиция. Лучше инвестировать в качественный робот, который предложит вам долгосрочные возврат.

Точность

SCARA-робот эффективен только насколько точен. Когда вы сравниваете бренды, это одна из деталей, на которых вы должны быть внимательны. Желательно выбрать бренд, предлагающий высокую точность производительности своего SCARA-робота.

Большинство брендов указывают детали точности своих SCARA-роботов в своих характеристиках продукта. Вы также можете найти это, указанное как точность повторяемости, и некоторые бренды могут цитировать это в «микронах» или «мм». Робот, предлагающий вам 10 микронов или +/-0,01 мм, был бы хорошим выбором.

Совместимость концевого эффектора

Концевой эффектор — это устройство, размещенное на запястье руки робота, используемое для обработки объектов во время задач. Примеры включают захваты, паяльник, вакуумное устройство и многие другие.

Концевой эффектор, который вы будете использовать, зависит от задачи, которую вы нуждаетесь, чтобы рука робота выполнила. Поэтому важно, чтобы выбранный вами SCARA-робот мог размещать концевые эффекторы для ваших предполагаемых применений.

Кроме того, и, возможно, более важно, изучите, как использование концевого эффектора повлияет на циклические времена робота. Идеально, SCARA-робот должен уметь обрабатывать концевой эффектор и нагрузку, сохраняя эффективность.

Циклическое время

Типы моторов и редукторов, используемых в изготовлении руки SCARA-робота, влияют на его циклические времена и общую скоростную производительность. Учитывая уникальное размещение шарниров руки SCARA-робота, им требуются качественные моторы для питания их движений и поддержания высокоскоростных движений.

Когда вы оцениваете бренды, лучше выбрать тот, который использует компоненты высшего качества, доставляющие высокие циклические времена.

Варианты кастомизации

Некоторые производственные линии имеют уникальные потребности. Факторы, такие как пространство или обрабатываемые товары, могут потребовать некоторых корректировок кастомного дизайна. Если это так для вашей производственной линии, вам сначала нужно найти производителя промышленных роботов, который предлагает кастомизацию.

Среди кастомных вариантов вы можете исследовать:

• Брендирование ваших SCARA-роботов
• Специальное инструментирование конца руки
• Альтернативные варианты установки, как потолковый монтаж
• Установку систем зрения

Грузоподъемность

Ваш идеальный SCARA-робот должен иметь грузоподъемность, которая размещает не только предмет, но и концевой эффектор. Например, если робот будет использоваться для обработки предметов весом до 3 кг, лучше нацелиться на грузоподъемность 4 кг или 6 кг. Если вес обрабатываемой детали в сочетании с весом концевого эффектора не должен превышать грузоподъемность. Это уменьшило бы производительность руки SCARA-робота.

Тем не менее, оставайтесь в разумном диапазоне грузоподъемности. Роботы с более высокой грузоподъемностью стоят дороже и являются производственной неэффективностью, если вам не нужна дополнительная способность.

Программирование и управление

Существует разные способы программирования SCARA-роботов. Они включают:

• Автономный режим (Offline mode) — в этом режиме разные движения могут быть смоделированы, протестированы и установлены в систему робота без прерывания производства.
• Обучение (Teaching) — этот метод используется для SCARA-роботов с датчиками. Рука движется в серии движений, которые датчики «учатся» и записывают как данные. Записанные данные будут использованы в будущем для выполнения той же задачи.
• Программное обеспечение для программирования — программное обеспечение для программирования часто предустановлено. Контроллеру просто нужно выбрать задачу из списка, и робот будет следовать توجيه командам в программном обеспечении.

Чем легче метод программирования, тем лучше. Это сэкономит время вашего персонала и позволит производственным процессам работать плавно. Более того, SCARA-робот, который сложно программировать, потребует от вас найма выделенного программиста, так как неквалифицированный персонал не сможет ориентироваться в его контролах.

Кроме того, рассмотрите пользовательский интерфейс панели управления или устройства. Желательно выбрать бренд SCARA-робота, у которого есть удобный пользовательский интерфейс контроля, чтобы избежать ошибок и технических проблем. Сложные системы могут также стать опасностью для безопасности.

Воздействие тепла

На заводах, где происходят высокотемпературные процессы, вам может понадобиться SCARA-робот, который может справляться с такими условиями. Сварочные искры, например, могут легко зацепиться за кабели робота и вызвать пожар. Рассмотрите варианты, такие как взрывозащищенный SCARA-робот для безопасности.

IP-рейтинг

Отрасли, обрабатывающие фармацевтические продукты, а также пищу и напитки, часто требуют высоких стандартов гигиены. Загрязнители, такие как пыль, нужно избегать любой ценой. Это также необходимо смягчить против проливов жидкостей, которые могут быть опасны, если кабели робота экспонированы.

SCARA-робот с IP-рейтингом мог бы помочь вам преодолеть такие вызовы. Такие роботы имеют свои кабели закрепленными и имеют водонепроницаемые роботизированные руки для легкой очистки в соответствии с гигиеническими стандартами. Они также могут иметь специальную защиту от пыли и ржавчины.

Некоторые производители роботов могут предлагать SCARA-роботов с IP-рейтингом как стандартную поставку, в то время как другие предлагают их как кастомные варианты. В любом случае, если вам требуются такие положения, лучше связаться с вашим поставщиком роботов.

Применение

Конечным решающим фактором того, какой вид SCARA-робота вам нужен, является цель, для которой вы намереваетесь его использовать. Что поднимает вопрос, для чего можно использовать SCARA-робота?

• Перемещение процесс-к-процессу — это включает движение детали от одной стадии производства к другой. Например, SCARA-робот может собирать наполненные бутылки лосьона с стеллажа и помещать их на маркировочную машину.
• Перемещение процесс-к-процессу, требующее обратной обработки — обратная обработка относится к ситуации, когда обрабатываемая деталь лучше поднимать снизу, а не сверху. Например: перенос стеклянных слайдов с одного этапа производства на другой быстрее и безопаснее, если они поднимаются снизу. В SCARA-роботах это достигается с использованием концевого эффектора, прикрепленного к винту на оси Z.
• Сборка электронных микродеталей — электронные устройства сделаны из печатных плат, имеющих сотни компонентов микродеталей. Это почти невозможная задача собрать их вручную, поэтому важность SCARA-роботов. Благодаря их точным движениям они могут легко и быстро вставлять микродетали без вмешательства в другие хрупкие детали устройства.
• Пайка — после вставки микродеталей их нужно закрепить пайкой. Точность руки SCARA-робота может быть использована для выполнения этой задачи путем оснащения ее паяльным концевым эффектором.
• Лазерная гравировка — используя лазерный гравирующий концевой эффектор, SCARA-робот может производить отличный стандарт читаемости. И снова это атрибутируется его жестким контролируемым движениям.
• Контроль качества — SCARA-роботы могут использоваться для тестирования продуктов, таких как планшеты, клавиатуры и телефоны. Концевой эффектор работает как набирающий палец, пока инспектор мониторит отзывчивость устройства на ввод.

Список применений трудно исчерпать. Существует так много возможностей, которые могут быть достигнуты с использованием различных инструментов конца руки и кастомизированных модификаций. Однако для каждого применения имейте в виду диапазон движения и возможности грузоподъемности SCARA-робота, чтобы определить, подойдет ли он к задаче.

Заключение

Со стороны, концепция робототехники в целом может казаться очень сложной. Это один из факторов, сдерживающих производителей от инвестиций в полезные активы вроде SCARA-роботов. Тем не менее, когда сложности разъясняются, становится ясно, что роботы действительно будущее производства.

Всегда верхняя рука — опередить конкурентов. Теперь, когда у вас есть окончательное руководство, все, что осталось — найти правильного SCARA-робота для продажи.