Automatisierte Fertigung

Die Stärken des Scaras

Der Scara (Selective Compliance Assembly Robot Arm) ist in der industriellen Automatisierung weit verbreitet. Ein genauer Blick auf die neuen Generationen dieser Roboter zeigt, wie sich die Maschinen ständig weiterentwickeln, um den Anforderungen moderner Fertigungen gerecht zu werden.

Scara-Roboter von Yamaha, ausgestattet mit einer Kamera für das Bildverarbeitungssystem RCXiVY2+. (Bild: Yamaha Motor Europe N.V)

Auf den ersten Blick unterscheiden sich die heutigen Scara-Roboter kaum von den Maschinen früherer Generationen. Wie bei ihren Vorgängern ist das Hauptmerkmal ein kaskadierter Zweigelenkarm, der in einer Ebene arbeitet. Der Scara hat sich trotz seiner nicht humanoiden Form als geeignetes Mittel erwiesen, um den menschlichen Arm zu imitieren: Er kann sich gleichzeitig und unabhängig von der Schulter und dem Ellenbogen aus- und einfahren und um die Achse drehen. Dabei kann er sich innerhalb des durch die maximale Ausdehnung der beiden Glieder definierten Bereichs an beliebig viele Positionen bewegen und auch in das Innere von Gehäusen hineinreichen. Aufgrund dieser Flexibilität können Scara-Roboter eine Vielzahl von Aufgaben übernehmen, wie z.B. das Bewegen von Objekten von einem Ort zum anderen, das Aufnehmen und Platzieren oder Positionieren von Bauteilen in Baugruppen sowie das Ausführen von Prozessen wie Schrauben, Dosieren und Gravieren.

Yamahas Scara-Familie YK-XE, die Nutzlasten im Bereich von 4 bis 10kg bewältigt, umfasst Modelle mit einer spezifizierten Wiederholgenauigkeit von ±0,01mm in den X-, Y- und Z-Achsen sowie ±0,01° in der Drehachse. Der Typ YK710XE ist hierbei eine Ausnahme. Mit der größten Armlänge innerhalb der Familie, die 710mm erreicht, hat er eine Wiederholgenauigkeit von ±0,02mm in den X- und Y-Achsen. Die Genauigkeit und Präzision dieser Roboter ermöglicht den Einsatz bei Aufgaben wie der Positionierung kleiner mechanischer Teile, wie Federn oder Unterlegscheiben, oder der Aufnahme und Platzierung oberflächenmontierter elektronischer Bauteile. Aufgrund ihrer Tragfähigkeit können sie auch für den Transfer oder die Montage schwererer Werkstücke, wie z.B. Automobilteile, eingesetzt werden.

Robot-Vision erweitert Einsatzmöglichkeiten

Die Integration eines Bildverarbeitungssystems erweitert die Anwendungsmöglichkeiten von Scara-Robotern, indem es Funktionen wie Förderbandverfolgung, Positionserkennung und Positionskompensation ermöglicht, um die Genauigkeit von Prozessen wie dem Auftragen von Kleb- oder Dichtstoff auf die Kanten einer Baugruppe oder dem Aufbringen von Etiketten auf Komponenten, die unregelmäßig auf einem Substrat positioniert sein können, zu verbessern. Das Bildverarbeitungssystem RCXiVY2+ von Yamaha besteht aus einem Bildverarbeitungsboard, einem Beleuchtungsboard und einem Tracking-Board, die in der mehrachsigen Robotersteuerung der RCX3-Serie integriert sind. Dadurch werden Robotersteuerung, Bildverarbeitung, Beleuchtungssteuerung und Datenverarbeitung, die für die Verfolgung des Förderbandes erforderlich ist, im Roboterprogramm zusammengefasst, was die Einrichtungszeit reduziert. Das System verfügt über eine Blob-Erkennung, die Werkstücke zwei- bis zehnmal schneller erkennen kann als die bisher verwendete Kantendetektion. Das ermöglicht es den Robotern, mehrere Gegenstände mit unbestimmter Form und Größe, wie Lebensmittel oder Kleidung, zu erkennen, zu entnehmen und mit hoher Geschwindigkeit zu zählen.