Cómo saber cuándo un robot SCARA es la opción adecuada para su aplicación
Los robots SCARA son una opción popular para aplicaciones de ensamblaje robótico a pequeña escala. SCARA es el acrónimo de «Selective Compliance Articulated Robot Arm» (brazo robótico articulado de cumplimiento selectivo), lo que significa que es flexible en los ejes X e Y, y rígido en el eje Z. La configuración del SCARA es única y está diseñada para realizar una variedad de operaciones de manejo de materiales.
La estructura del SCARA consta de dos brazos unidos en la base y en la intersección de los brazos uno y dos. Dos motores independientes utilizan cinemática inversa e interpolación en las articulaciones J1 y J2 para controlar el movimiento X-Y del SCARA. La posición final en los ejes X-Y en el extremo del brazo dos depende del ángulo de J1, el ángulo de J2, la longitud del brazo uno y la longitud del brazo dos. (Consulte la infografía de FANUC sobre SCARA)
Hay varios factores que debes considerar al seleccionar el robot adecuado para tu aplicación. Seguir esta guía te facilitará la elección.
Robot SCARA - Articulación
La articulación se refiere al tipo de movimiento y a los grados de libertad que requiere la aplicación. En el caso de un robot, el número de articulaciones, su ubicación y el eje que controla cada una de ellas determinan su grado de libertad. Los SCARA son robots de cuatro ejes, con movimiento en los ejes X, Y y Z, y un movimiento rotacional alrededor del eje Z.
Un robot SCARA carece de los movimientos de cabeceo y guiñada de los robots de seis ejes; por lo tanto, en aplicaciones donde se requieran estos movimientos, existen mecanismos que se pueden agregar para lograr el movimiento de los ejes adicionales, siempre y cuando el SCARA pueda cumplir con los requisitos de carga útil.
La mayoría de las aplicaciones de recogida y colocación, así como de ensamblaje de piezas pequeñas que implican mover una pieza del punto A al punto B, son ideales para los robots SCARA, ya que esto suele implicar reubicar la pieza en los ejes X, Y y Z con cierta rotación en el eje Z. Las aplicaciones de atornillado también son ideales para los robots SCARA, ya que el eje de rotación puede atornillar fácilmente. Además, para aplicaciones de dispensación robótica, un SCARA puede tomar piezas y presentarlas a un dispensador, o bien la herramienta de dispensación puede acoplarse al eje del robot.
Robot SCARA: área de trabajo
El espacio de trabajo, o el área a la que un robot puede llegar físicamente, es un factor crítico a considerar. Ya se trate de robots SCARA, Delta o de seis ejes, las longitudes de los distintos brazos y las limitaciones del movimiento de las articulaciones son factores importantes que deben analizarse.
Por lo general, los robots SCARA tienen un área de trabajo de forma cilíndrica con variaciones en el diámetro y la profundidad del cilindro. Las longitudes totales de los brazos uno y dos definen el diámetro del círculo, mientras que la carrera en el eje Z define la profundidad del cilindro. (Ver Área de trabajo del robot SCARA de FANUC)
Área de trabajo del robot SCARA de la serie SR de FANUC
En la mayoría de las aplicaciones, el área de trabajo de un SCARA se limita a la parte frontal y lateral. Es posible que la zona trasera no sea utilizable si los cables y las mangueras neumáticas salen por la parte trasera —algunos SCARA ofrecen salidas inferiores opcionales—, lo que permite trabajar detrás del robot.
Robot SCARA: carga útil
En la mayoría de las aplicaciones, los robots realizan operaciones de ensamblaje o de toma y colocación, lo cual requiere un efector final. Puede tratarse de una simple pinza o de una herramienta multifuncional en el extremo del brazo con dispensadores o destornilladores.
El peso y la inercia del efector final, sumados a los de la pieza, determinan los requisitos máximos de carga útil e inercia, los cuales deben estar dentro de las especificaciones operativas del robot.
La mayoría de los fabricantes de robots cuentan con al menos dos variantes de SCARA para adaptarse a diferentes cargas útiles e inercias. Es importante comprender los requisitos de carga útil: si un robot pequeño puede realizar el trabajo, no hay necesidad de ocupar un valioso espacio en el piso con un modelo más grande.
Robot SCARA: velocidad
La velocidad es un factor importante a la hora de elegir un robot, y los SCARA suelen ser de los más rápidos del mercado. Con cuatro ejes, tienen menos articulaciones móviles y están configurados de manera que J1 y J2 controlan el movimiento X-Y, y J3 y J4 controlan el movimiento Z y de rotación. Esto simplifica los cálculos de cinemática inversa, lo que requiere menos tiempo de cálculo. Cuando el tiempo de ciclo es crítico, considere una solución SCARA.
Robot SCARA - Espacio de instalación
El espacio de instalación es el área donde se monta el robot SCARA. Por lo general, los robots SCARA ocupan menos espacio que los robots cartesianos o Delta con el mismo alcance. Los robots SCARA con áreas de trabajo más amplias ocupan más espacio debido al mayor tamaño de los motores y la base que se requiere para garantizar la estabilidad.
Robot SCARA - Repetibilidad
Los robots SCARA suelen ofrecer el mejor rendimiento en repetibilidad de entre todos los tipos de robots. Los errores que se producen en la posición X-Y se deben a que cuentan con dos motores en J1 y J2. Otros tipos de robots tienen tres o más motores que contribuyen a la posición X-Y. Cuantos más motores haya, mayor es la probabilidad de que se produzcan errores.
Una excelente repetibilidad es crucial en aplicaciones de ensamblaje de pequeña escala, donde se requiere que las tolerancias estén dentro de un margen de varias micras. Algunos ejemplos incluyen la inserción de conectores en placas de circuito impreso o el movimiento de una aguja hacia una ranura pequeña para la dispensación.
Los robots SCARA han demostrado ser valiosos para una variedad de industrias que fabrican piezas que requieren la mayor precisión y velocidad posibles. Tomarse el tiempo para trabajar con un proveedor de robots de confianza es la clave para una aplicación SCARA exitosa.
