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下一代SCARA 当今的SCARA机器人以经济的价格提供了速度,精度,易用性和简单的连接性,中国机械网,okmao.com
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下一代SCARA 当今的SCARA机器人以经济的价格提供了速度,精度,易用性和简单的连接性
2021年04月08日    阅读量:520    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

在过去的25年左右的时间里,医生变得越来越专业。但是,自1960年代初开始用于制造以来,工业机器人一直是设计专家。

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每种类型的机器人都具有特定的装配位置,制造商已从这种方法中受益匪浅中国机械网okmao.com。例如,最好由六轴机器人执行举升,移动和旋转大型物体的操作。


对于取放应用,制造商依赖于增量,直角坐标或SCARA(选择性合规铰接式机械臂)机器人。后者的吸引力源于其更高的速度以及X,Y,Z和旋转运动。


TM Robotics(Americas)Inc.(TMRA)的技术和应用程序支持经理Ryan Guthrie说:“对于制造商而言,SCARA是一款出色的网关机器人,特别是对于那些需要机器人执行高速取放的制造商而言。” ,是Shibaura(以前是Toshiba)机器机器人的美国和欧洲经销商。这种类型的机器人比六轴模型更易于使用和维护,并且价格继续下降,通常低于10,000美元。难道有些制造商会成百上千购买SCARA?”


TMRA提供了Shibaura Machine SCARA的四个系列,包括THL系列中型机器人。几年前,抓具制造商Grabit Inc.将定制的抓具安装到THL1000机器人上,用于耐克使用的Stackit自动分层机器人系统,从而显着提高了鞋的生产率。


夹持器的特点是带有平坦的电极垫,可产生正电荷和负电荷,从而产生一个电场,该电场粘附在皮革,网状纤维和复合纤维等各种表面上。此功能使SCARA机器人可以在仅50到75秒的时间内,将多达40块材料叠放在鞋帮(位于脚顶部的柔性部件)上,并在八小时内生产300到600双运动鞋。转移。手动排列图层最多可能需要20分钟。


标准THL1000型号提供的最大有效载荷为10千克,而总质量为37千克,循环时间为0.48秒,负载为2千克。但是,对于Stackit机器,Grabit的TM Robotics为机器人提供了自定义齿轮比,以增强其有效负载能力。


自1980年代初以来,精确,快速和平稳的运动就使SCARA成为了广泛应用领域的制造商的最爱。近年来,机器人的易用性,简单的连接性,高可靠性和占地面积小进一步提高了机器人的吸引力。


 行动斧

SCARA通常具有四个运动轴,尽管一些供应商也已开始提供三轴和两轴模型。在标准四轴单元上,前两个轴是水平面中的径向关节。这些使手臂可以围绕其底座旋转,并像折叠屏幕一样自行折叠。第三或Z轴产生垂直运动,而第四或Θ轴产生绕Z轴的旋转运动。


三轴SCARA消除了旋转轴,以提供更大的容许惯性负载力矩。一些亚洲供应商提供的两轴模型设计用于简单的左右和上下臂运动过程,例如装卸零件或安装紧固件。


爱普生美国公司机器人技术部门产品经理斯科特·马西奇(Scott Marsic)指出:“拧紧是三轴SCARA的常见应用。去除J4旋转,并在臂上安装螺丝起子。”


与其他机器人相比,速度和精度是SCARA的两个主要优点。任何小型机器人的标准循环时间都定义为向上移动1英寸,横向移动12英寸,向下移动1英寸并再次返回所需的时间。IAI公司表示,其高速IXA-NSN SCARA机器人可以在0.26秒内完成此标准移动,并具有0.45秒的连续循环时间。六轴机器人无法快速移动,因为它需要协调更多的电机。


至于精度,SCARA擅长以垂直的垂直运动拾取物体,水平传送,然后以垂直的垂直运动将其放回原处,而不会使零件倾斜。制造商越来越多地将SCARA与机器视觉配合使用,从而使机器人能够快速扫描随机放置在移动的输送机上的零件,并准确地识别出有缺陷或方向正确的零件。


大多数SCARA上的工作范围可以描述为心形或肾形的棱镜,中间有一个圆形孔。这允许在水平面中大面积覆盖,但是在垂直平面中相对小覆盖。


相反,由FANUC America Inc.制造的所有SR系列SCARA具有360度的工作范围。FANUC国家客户经理埃德·罗尼(Ed Roney)解释说,机器人的纤巧紧凑设计消除了后面的死区,因此SCARA可以非常接近其底部。


Roney说:“集成商和制造商很高兴看到我们在2017年底推出SR系列,并且自从那时以来,它就越来越受欢迎。” “ SCARA进一步完善了我们的机器人产品线,该机器人可处理的有效载荷范围从0.5千克到2300千克。”


SR系列有6种型号,其中包括有效载荷为3(3iA)或6(6iA)公斤的三轴和四轴型号。12千克SCARA(12iA)和20千克(20iA)SCARA是四轴模型,具有标准和可选的环境版本。它们于2019年推出。


罗尼说,所有机器人的Z轴(或主轴)都很坚固,并且具有空心中心(直径14毫米),以允许空气和电线通过。他指出,环保型漆成白色,防水等级达到IP65,并带有波纹管罩。


另一个标准功能是SCARA iRProgrammer软件界面。Roney说,它使使用平板电脑或PC进行机器人编程变得容易,并可通过Web浏览器进行访问。集成商和最终用户可以通过标准的HTML5浏览器与SCARA通信来对SCARA进行编程。


所有FANUC SR机器人均由紧凑型R-30iB控制器提供动力,该控制器使用高性能硬件和高级网络通信来控制所有运动功能。其中包括集成的iRVision,力感测和输送机跟踪。


制造商需要记住SCARA的一些限制。一种是触及率。由于手臂本质上是杠杆,因此其关节是负载点,需要坚固的轴承和大扭矩电动机才能在手臂伸出时处理负载。


另一个是安装机器人的基座。如果基座在零件移动过程中产生障碍物,则SCARA机器人可能不是该应用程序的最佳选择。


不断增长的市场

“尽管SCARA是一种成熟的技术,但它们在装配中的使用仍在上升,” Marsic指出。“主要原因是零件和产品的小型化,尤其是在医疗设备和消费电子产品中。SCARA非常适合拾取,移动和放置医疗部件,例如药水瓶,以及PCB和微型蓝牙耳机上的部件。”


据Marsic称,汽车和航空航天制造商也经常使用SCARA。该机器人是处理车辆中使用的液压阀等小型部件以及中型至大型注塑件的理想选择。


爱普生的整个LS-B系列产品,包括LS3-B和LS20-B SCARA机器人,均采用Quartz MEMS技术,该硬件和软件系统结合了振动反馈和位置,从而改善了伺服性能并减少了残余振动。机器人还具有带螺丝孔的手臂电气和气动布局,可安装更多设备并增强可用性。


无电池编码器无需用户暂停系统以更换电池。如果几个机器人在装配线上同时工作,这将成为一个很大的优势。


另一个有用的设计功能是用于难以触及的工作单元布局的矮型电缆导管,有助于提高机器人的整体紧凑性。内置摄像头电缆可简化视觉系统的设置。


LS3-B的有效载荷为3公斤,有效范围为400毫米,而LS20-B的有效载荷为20公斤,有效范围为800或1,000毫米。还提供ISO 4洁净室型号。机械手与RC90-B控制器兼容,该控制器可用于PNP和NPN布线配置。


爱普生的T3多合一SCARA具有许多相同的功能,例如无电池编码器和矮型电缆导管。它还在机器人的底座中内置了一个控制器,从而无需单独的控制柜,控制箱或从控制器到机器人的电缆连接。


板载I / O通信端口进一步增强了功能。这提供了到控制器的直接连接,并包括了用于手臂末端工具的电源,从而使将电缆连接到末端执行器并为其供电更加容易。


T3插入标准电源插座,并在110或220伏电压下运行。它还通过RC +开发环境提供易于使用的设置和操作,并且起价低至7,495美元。


格斯里说,芝浦机械公司专门为电子制造商设计了其THE SCARA系列,他们在过去两年中做出了积极的回应。THE400型可处理的最大有效载荷为5千克,在2千克负载下的循环时间仅为0.39秒。该机器人的最大作用距离为400毫米,可与该公司的TSL3000外部控制器配合使用。


THE600型最大负载为12公斤,在2公斤负载下的循环时间仅为0.3秒。它的最大作用距离为600毫米,可与该公司的TS5000外部控制器配合使用。


Guthrie解释说:“ TS5000控制器提供了下一代功能,包括高级同步控制,跟踪精度和支持IIoT的数据通信。” “它还具有与人工智能和振动分析工具配合使用的边缘计算协议,以进行预测性维护,以帮助制造商减少停机时间。”


大型SCARA机器人旨在将7至20公斤的有效载荷移动到750至1,000毫米的距离。几年前,生产线末端包装专家SVZ Maschinenbau GmbH将六台Staubli TS-80 SCARA机器人集成到一个为德国知名食品制造商定制的系统中。


配备有SVZ开发的真空吸盘的机器人可以从纸箱A拾取一种颜色的空塑料容器,然后将其装入具有不同颜色包装的容器的纸箱B中。


顶级性能

根据供应商,最终用户可以采取以下四项措施来优化SCARA机器人的性能。


在工作单元中正确放置机器人。应始终放置SCARA机器人,以便在两个关节而不是一个关节上分担大部分工作量。这样做可以最大程度地缩短机器人的复合速度。正确的机器人位置还可以确保其手臂在每个循环中不会完全伸展,从而延长了使用寿命。

确保SCARA具有适合应用程序的负载能力。有效负载容量必须足够大以能够搬运零件以及臂端工具的重量。拥有一点额外重量余量的有效载荷并不是一件坏事。

仅获取可操作的性能数据。HMI可以跟踪许多类型的数据,但是其中有多少才真正重要呢?缩减接口使用的代码,以节省带宽以进行最重要的计算,并节省数据,以提高生产率和运营效率。

在PLC上执行所有机器人编程,而不是在机器人本身上进行编程。这种方法不仅使机器人仅专注于将零件从A点移动到B点。它还使熟悉PLC的工厂车间人员可以开发和支持机器人应用程序,而无需成为机器人专家。


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