رباتیک

ربات SCARA

Posted on می 25, 2024می 25, 2024 by Mr.JiliBili

25
مه

ربات SCARA چیست

SCARA مخفف Selective Compliance Articulated Robot Arm است، به این معنی که در محور X-Y سازگار است و در محور Z سفت است. پیکربندی SCARA منحصر به فرد است و برای انجام انواع عملیات حمل و نقل مواد طراحی شده است.

ساختار SCARA از دو بازو به هم پیوسته در پایه و محل تقاطع بازوهای یک و دو تشکیل شده است. دو موتور مستقل از سینماتیک معکوس و درون یابی در اتصالات J1 و J2 برای کنترل حرکت X-Y SCARA استفاده می کنند. مکان نهایی X-Y در انتهای بازوی دو ضریب زاویه J1، زاویه J2، طول بازوی یک و طول بازوی دو است.

این ربات ها می توانند به سرعت حرکت کنند و در عین حال دقت و صحت را همیشه حفظ کنند. بنابراین، آنها برای کارهای مونتاژ دقیق عالی هستند.

برنامه ریزی آنها آسان است زیرا سینماتیک معکوس بسیار ساده تر از بازوهای رباتیک صنعتی 6 درجه آزادی است. موقعیت ثابت مفاصل آنها نیز آنها را بسیار قابل پیش بینی می کند، زیرا موقعیت ها در فضای کاری ربات تنها از یک جهت قابل دسترسی هستند.

چه کسی ربات SCARA را اختراع کرد

ربات های SCARA سابقه ای طولانی و همکاری دارند. در سال ۱۹۷۷، پروفسور هیروشی ماکینو از دانشگاه یاماناشی در سمپوزیوم بین المللی روبات های صنعتی در توکیو، ژاپن شرکت کرد. در این رویداد، او شاهد یک اختراع انقلابی بود: ربات مونتاژ سیگما.

با الهام از این اولین ربات مونتاژ، ماکینو کنسرسیوم ربات SCARA را تشکیل داد که شامل 13 شرکت ژاپنی بود. هدف این گروه بهبود ربات های مونتاژ شده از طریق تحقیقات اختصاصی بود.

کنسرسیوم به سرعت کار کرد و اولین نمونه اولیه خود را از یک ربات SCARA یک سال بعد در سال 1978 ساخت. آنها آن را در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی آزمایش کردند، طراحی را حتی بیشتر بهبود بخشیدند و دو سال بعد نسخه دوم را منتشر کردند.

هنگامی که اولین ربات تجاری SCARA در سال ۱۹۸۱ منتشر شد، به عنوان یک طراحی رباتیک پیشگامانه مورد ستایش قرار گرفت. نسبت قیمت و عملکرد بسیار مطلوبی داشت و فرآیندهای تولید صنعتی را در سراسر جهان تغییر داد.

مفصل بندی

SCARA ها ربات های چهار محور هستند، با حرکت در X-Y-Z و حرکت چرخشی در محور Z .

یک ربات SCARA فاقد حرکت گام و انحراف ربات‌های شش محوره است، بنابراین در برنامه‌هایی که به گام و انحراف نیاز است، کارایی چندانی ندارند. البته مکانیسم‌هایی وجود دارد که می‌توان برای دستیابی به حرکت محور اضافی تا زمانی که SCARA بتواند نیازهای بار را برآورده کند، اضافه کرد.

اکثر برنامه‌های انتخاب و مکان و مونتاژ کوچک که شامل جابه‌جایی بخشی از نقطه A به نقطه B می‌شوند، برای روبات‌های SCARA عالی هستند، زیرا این کار معمولاً شامل جابجایی قطعه در X-Y-Z با مقداری چرخش در محور Z است. کاربردهای پیچ‌گردانی برای روبات‌های SCARA نیز عالی هستند، جایی که محور چرخش می‌تواند به راحتی پیچ‌ها را بچرخاند.

علاوه بر این، برای کاربردهای توزیع، یک SCARA می‌تواند قطعات را انتخاب کرده و به دستگاه توزیع‌کننده ارائه کند، یا ابزار توزیع را می‌توان به شفت ربات متصل کرد.

فضای کار

پاکت کار یا فضایی که یک ربات می تواند از نظر فیزیکی به آن برسد، یک ملاحظات مهم است. ربات‌های SCARA، Delta یا شش محوره، طول پیوندهای مختلف و محدودیت‌های حرکت مشترک فاکتورهای مهمی برای بررسی هستند.

به طور معمول، ربات‌های SCARA دارای یک فضای کاری استوانه‌ای شکل با تغییر در قطر و عمق سیلندر هستند. طول کل بازوهای یک و دو قطر دایره را مشخص می کند، در حالی که حرکت Z عمق استوانه را مشخص می کند.

در اکثر برنامه ها، فضای کار SCARA در جلو و کنار قرار دارد. اگر کابل‌ها و شیلنگ‌های پنوماتیک از عقب خارج شوند، ممکن است قسمت پشتی قابل استفاده نباشد – برخی از SCARA‌ها خروجی‌های اختیاری از پایین را ارائه می‌کنند – کار کردن در پشت ربات را ممکن می‌سازد.

بار مفید

در اکثر برنامه ها، ربات ها عملیات مونتاژ یا انتخاب و قرار دادن را انجام می دهند که به یک افکتور نهایی نیاز دارند. این می تواند یک گیره ساده یا یک ابزار چند منظوره با دستگاه های توزیع کننده یا پیچ گوشتی باشد.

وزن و بی تحرکی افکتور به اضافه قطعه، حداکثر بار مفید را تعیین می کند که باید در محدوده ی عملکردی ربات باشد. اکثر تولید کنندگان ربات حداقل دو نوع SCARA برای پذیرش بار مفید و بی ثباتی های مختلف دارند. درک الزامات بار مفید مهم است – اگر یک ربات کوچک بتواند کار را انجام دهد، نیازی به استفاده از فضای با ارزش زیاد با یک مدل بزرگتر نیست.

سرعت

سرعت یک عامل مهم در هنگام انتخاب یک ربات است، و SCARA ها معمولاً یکی از سریعترین ربات های موجود در بازار هستند. با چهار محور، آنها مفاصل متحرک کمتری دارند و به گونه ای تنظیم شده اند که J1 و J2 حرکت X-Y را کنترل می کنند و J3 و J4 حرکت Z و چرخش را کنترل می کنند. این امر محاسبات سینماتیک معکوس را ساده می کند و به زمان محاسباتی کمتری نیاز دارد. هنگامی که زمان چرخه حیاتی است، یک راه حل SCARA بهترین است.

ردپای

ردپای فضایی است که روبات اسکارا سوارش می شود. به طور معمول، SCARA ها جای پای کوچکتری نسبت به روبات های کارتیزیایی یا دلتا با همان دامنه دارند. ربات های SCARA با محیط کار بزرگتر دارای ردپای بزرگتر به دلیل افزایش اندازه موتور و پایه مورد نیاز برای ثبات هستند.

تکرارپذیری

ربات‌های SCARA معمولاً بهترین عملکرد تکرارپذیری را در بین انواع ربات‌ها دارند. خطاهایی که در موقعیت X-Y رخ می دهد به دلیل داشتن دو موتور در J1 و J2 است. انواع دیگر ربات ها دارای سه یا چند موتور هستند که در موقعیت X-Y نقش دارند. هر چه تعداد موتور بیشتر باشد، احتمال بروز خطا بیشتر می شود. تکرارپذیری عالی در برنامه های مونتاژ کوچک که در آن تلورانس ها باید در چند میکرون باشد بسیار مهم است. به عنوان مثال می توان به قرار دادن کانکتورها در بردهای مدار یا انتقال یک سوزن در یک شیار کوچک برای توزیع اشاره کرد.

مزایای ربات SCARA

ربات‌های SCARA مزایای زیادی دارند، به ویژه برای کاربردهای تولید در مقیاس بزرگ.

طراحی ساده آن‌ها به ارائه زمان‌های چرخه سریع‌تر، دقت موقعیت‌یابی چشمگیر و تکرارپذیری بالا در مقایسه با انواع ربات‌ها کمک می‌کند. آنها در محیط های کوچکتر که دقت بالاتری نیاز است، بسیار خوب کار می کنند.

مناطقی که این ربات‌ها در آن‌ها برتری بیشتری دارند در عملیات انتخاب و مکان‌یابی هستند که به دقت، سرعت و حرکت صاف نیاز دارند. به همین دلیل، آنها برای کاربردهایی مانند مونتاژ الکترونیک و تولید مواد غذایی بسیار محبوب هستند و برنامه نویسی آنها نیز بسیار آسان است.

برخی معایب روبات SCARA

در حالی که آنها سرعت بالایی را ارائه می دهند، تمایل دارند در بار خود محدود باشند. بالاترین بار ربات‌های SCARA می‌توانند حدود 30 تا 50 کیلوگرم را تحمل کنند، در حالی که بازوهای روبات‌های صنعتی 6 محوری می‌توانند تا 2000 کیلوگرم را تحمل کنند.

یکی دیگر از نقاط ضعف احتمالی ربات های SCARA این است که فضای کاری محدودی دارند. این بدان معنی است که شما در اندازه عملیاتی که آنها می توانند انجام دهند و انعطاف پذیری از نظر جهت گیری هایی که می توانند به یک کار نزدیک شوند محدود هستید.

با وجود این ایرادات، این ربات ها بدون شک برای طیف وسیعی از وظایف کاربرد دارند.

Mr.JiliBili

One thought on “ربات SCARA”

Pingback: رباتیک قالب سازی - Pentuse

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ