SCARA Roboter: Überblick, Einsatz, Auswahl

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🎓 Scara-Roboter sind 4-achsige Industrieroboter. Scara steht für: Selective Compliance Assembly Robot Arm. Die Form des SCARA-Roboters erinnert an einen Arm, im Vergleich zu anderen Knickarmrobotern funktioniert er jedoch mit lediglich vier Achsen: drei Rotationsachsen und eine Linearachse. SCARA-Roboter sind also Roboter mit einer sehr speziellen Bauform, die einen Bezug zu den menschlichen Gelenken hat, weshalb er auch Horizontal-Knickarm-Roboter genannt wird. Oftmals ist er in der Montage für bestimmte Füge- und Pick-and-Place-Aufgaben zuständig. SCARAS sind sehr robust und platzsparend.
Synonym(e): Horizontal-Knickarm-Roboter, Vier-Achs-Roboterkinematik


Aufbau und Funktionsweise

Pick & Place Demo mit einem Scara-Roboter von Epson

Aufbau des SCARA-Roboters:
Diese Art von Industrieroboter steht auf einem festen Roboterfuß, die erste Achse ist der um den Roboterfuß drehbare Schwenkarm. Die zweite Scara Roboter Achse ist das Gelenk des Schwenkarms über diese zweite Achse sind die Glieder des Roboterarms beweglich. Am Ende des zweiten Arms ist die vertikale und drehbare Z-Achse befestigt, an deren unteren Ende als Endeffektor z. B. ein Greifer montiert werden kann. Diese kann als vierte Achse auch lineare Bewegungen ausführen.

Epson Scara Industrie-Roboter
Scara Roboter Epson

SCARA-Roboter haben meist die Aufgabe ein Werkstück von einer definierten Position zum Ort der Montage zu bringen und es von oben zu fügen. Horizontales Transportieren und vertikales Fügen sind somit die Bewegungsabläufe dieser Industrieroboter. Die Robotersteuerung übernimmt die Bewegungskontrolle im Bahnsektor. SCARA-Roboter besitzen in der Regel nur Haltebremsen an der Z-Hub-Spindel, alle übrigen elektrischen Motoren sind ungebremst. Es gibt sie in unterschiedlichen Bauformen als Bodengerät, Wandgerät sowie Deckengerät.

Einsatzgebiete

SCARA-Roboter werden dort eingesetzt, wo ein Höchstmaß an Präzision benötigt wird. Wegen der hohen Geschwindigkeiten und der genauen und kraftvollen Z-Hub-Bewegungen wird er hauptsächlich in Montage und Fügeaufgaben sowie für schnelle Pick and Place Aufgaben eingesetzt, aber auch positionieren, palettieren, entleeren, befüllen und sortieren sind mögliche Einsatzgebiete. Beispielsweise können sie mit höchster Präzision in einem Zyklus von sechs Sekunden mehrpolige Steckverbinder bestücken. Diese Art von Industrieroboter können sogar beim Herstellen von Solarmodulen helfen. Darüber hinaus sind sie gut für Montagetätigkeiten von Produkten mit kurzen Lebenszyklen einsetzbar. Diese Art von Industrieroboter kommen in den unterschiedlichsten Branchen zum Einsatz - Lebensmittel-, Medizin-, Pharmaziebranche sowie im Bereich Kunststoff und Elektronik - und werden im Traglastbereich bis 20kg und Reichweite bis 1000mm angeboten.

Im Folgenden sind Vor- und Nachteile aufgeführt, um den richtigen Roboter für das Einsatzgebiet zu wählen:

SCARA-Roboter Vorteile

  • geringer Platzaufwand, d. h. geringe Stellfläche
  • stabile Roboterarme und damit sehr steife vertikale Bewegung
  • hohe Einpresskraft
  • robust im Verhältnis zu anderen Knickarmrobotern, damit weniger anfällig für Schäden durch Kollisionen
  • sehr hohe Wiederholungsgenauigkeit
  • unkomplizierte Zugänglichkeit für Reparaturarbeiten
  • lange Standzeiten
  • relativ günstig

SCARA-Roboter Nachteile

  • kleiner Arbeitsbereich
  • nur 4 Freiheitsgrade, daher wenig Flexibilität
  • geringe Traglast