کاربردهای ربات SCARA بر اساس نوع فرآیند (۲۰۲۶)

توسط تیم تحریریه EVST · آخرین به‌روزرسانی: ۲۲ ژوئیه ۲۰۲۶

کاربردهای ربات SCARA حول چهار نوع فرآیند خلاصه می‌شود: پیچاندن و بستن پیچ، برداشتن و گذاشتن و انتقال قطعات کوچک، توزیع و تست یا بارگیری و تخلیه ماشین. SCARA در این کارها زمانی برنده می‌شود که حرکت عمدتاً مسطح باشد، قطعه سبک باشد و زمان چرخه بیش از دسترسی اهمیت داشته باشد، که دقیقاً همان جایی است که در مقابل بازوی 6 محوره یا ربات دلتا شکست می‌خورد.

اگر ابتدا به تعریف اصلی نیاز دارید، ما راهنمای ربات SCARA ساختار اتصال RRP و اصول کار آن را پوشش می‌دهد. اگر از قبل می‌دانید که یک SCARA می‌خواهید و باید سایز آن را مشخص کنید، راهنمای سایزبندی ما گام به گام به بررسی بار مفید، دسترسی و زمان چرخه می‌پردازد. این مقاله بین این دو قرار می‌گیرد: استفاده از SCARA را بر اساس نوع فرآیند و نه بر اساس صنعت، تجزیه و تحلیل می‌کند.

چگونه هندسه‌ی اسکارا تعیین می‌کند که کجا قرار می‌گیرد

یک SCARA دارای سه مفصل لولایی در یک صفحه افقی به علاوه یک حرکت عمودی در مچ است، به همین دلیل است که در محور XY سریع و در محور Z نسبتاً کم حرکت می‌کند. این هندسه در برابر بارهای جانبی سفت و در برابر نیاز به دسترسی به اطراف، بالا یا زیر یک وسیله، نرم است. هر نوع فرآیند زیر همین ویژگی را به ارث می‌برد.

فیلتر کاربردی قبل از اینکه به هرگونه برگه مشخصات فنی بپردازیم، ساده است: اگر قطعه تقریباً از یک صفحه افقی وارد و از آن خارج شود، و یک شیب عمودی کوتاه برای درگیر شدن یا رها شدن داشته باشد، SCARA گزینه مناسبی است. اگر ابزار مجبور به کج شدن، چرخش حول بیش از یک محور یا رسیدن به یک حفره محافظ یا زاویه‌دار باشد، این فرآیند معمولاً به یک بازوی 6 محوره تعلق دارد.

پیچ کردن و بستن

پیچ‌گردانی نوعی فرآیند است که ربات‌های SCARA مسلماً برای آن ساخته شده‌اند. جایگذاری عمودی با یک مته مستقیم رو به پایین، که در یک الگوی ثابت از مکان‌های سوراخ تکرار می‌شود، نزدیک به حرکت ایده‌آل برای یک بازوی چهار محوره است: حرکت سریع مسطح بین سوراخ‌ها، یک فرورفتگی کوتاه Z شکل برای درگیری و یک حرکت برگشتی. طبق داده‌های صنعتی، سلول‌های پیچ‌گردانی SCARA که به خوبی تنظیم شده‌اند، معمولاً به زمان چرخه در محدوده 0.8 تا 1.5 ثانیه برای هر بست برای پیچ‌های الکترونیکی استاندارد M2-M4 می‌رسند، از جمله برداشتن مته، نشستن و تأیید گشتاور.

کار ادغام در ابزار انجام می‌شود، نه در بازو. یک پیچ‌گوشتی انتهایی به گشتاور و بازخورد عمقی سیم‌کشی شده به کنترل‌کننده نیاز دارد، بنابراین یک رزوه کنده شده یا یک پیکاپ از دست رفته، چرخه را متوقف می‌کند، نه اینکه یک قطعه معیوب را به پایین‌دست منتقل کند، و اکثر سلول‌ها دارای یک مخزن تعویض مته کوچک هستند، بنابراین یک بازو می‌تواند دو یا سه سایز بست را بدون تعویض دستی ابزار سرویس کند.

وقتی این فرآیند مناسب برای SCARA نیست: بست‌های زاویه‌دار، بست‌های روی بیش از یک وجه قطعه، یا پیچ‌های کور که برای رفع انسداد به کج کردن مته نیاز دارند، همگی کار را به سمت بازوی ۶ محوره سوق می‌دهند، زیرا چرخش مچ SCARA نمی‌تواند چیزی جز یک رویکرد عمودی مستقیم را جبران کند.

انتخاب و جابجایی قطعات کوچک

جابجایی یک قطعه سبک از سینی، نوار نقاله یا کاسه تغذیه به یک فیکسچر یا حامل، از نظر تعداد واحد، پرحجم‌ترین کاربرد SCARA است و همچنین این نوع فرآیند اغلب مورد بحث ربات‌های دلتا است. هر دو در حرکات کوتاه، سبک و تکراری برتری دارند؛ تفاوت در طرح‌بندی و تنوع قطعات است.

یک سلول انتقال SCARA معمولاً قطعاتی در محدوده 0.1 تا 5 کیلوگرم را با زمان چرخه‌ای که معمولاً در محدوده 0.5 تا 1.2 ثانیه برای یک توالی استاندارد برداشتن-جابجایی-قرار دادن در یک حرکت 200 تا 400 میلی‌متری ذکر می‌شود، جابجا می‌کند، البته زمانی که تأیید بینایی و فعال‌سازی گیره به جای حرکت ربات به تنهایی در نظر گرفته شوند. ابزار انتهای بازوی خلأ برای قطعات با سطح صاف یا منحنی غالب است. گیره‌های دو انگشتی زمانی که قطعه برای زنده ماندن در مرحله پرس یا گیره بعدی به یک گیره مکانیکی مثبت نیاز دارد، جایگزین می‌شوند.

وقتی دلتا برنده می‌شود: اگر قطعه کمتر از تقریباً 0.5 کیلوگرم باشد، مسافت طی شده کوتاه و ثابت باشد و توان عملیاتی بالاتر از یک قطعه در ثانیه بیشتر از انعطاف‌پذیری اهمیت داشته باشد، هندسه بازوهای موازی دلتا معمولاً از نظر زمان چرخه خام از SCARA پیشی می‌گیرد. SCARA زمانی که الگوی برداشت از ایستگاهی به ایستگاه دیگر متفاوت باشد یا مسافت طی شده از محدوده کاری کوچکتر دلتا بیشتر شود، برتری خود را بازیابد.

توزیع و کاربرد چسب یا درزگیر

پخش کردن یک مهره چسب، خمیر لحیم یا درزگیر در امتداد یک مسیر مشخص، نیازمند حرکت مسطح نرم و پیوسته با سرعت کنترل‌شده است که به قدرت درون‌یابی XY در SCARA می‌افزاید. خطوط مستقیم، قوس‌های ساده و مهره‌های محیطی مستطیلی روی یک سطح صاف یا تقریباً صاف، از کارهای معمول SCARA هستند؛ مسیرهای سه‌بعدی پیچیده در اطراف یک محفظه منحنی شکل، اینگونه نیستند.

سرعت مسیر، نه زمان چرخه نقطه به نقطه، عددی است که برای این نوع فرآیند اهمیت دارد، زیرا بازو به جای پرش بین نقاط ثابت، یک مهره پیوسته را می‌کشد. یک شیر توزیع معمولاً با سرعت حرکت ثابتی که توسط عرض مهره و ویسکوزیته ماده تنظیم می‌شود، کار می‌کند، که معمولاً در محدوده ۵۰ تا ۱۵۰ میلی‌متر در ثانیه برای درزگیرها و چسب‌های استاندارد است، و وظیفه ربات این است که این سرعت را در گوشه‌ها ثابت نگه دارد بدون اینکه مهره نازک یا جمع شود.

در عمل، سلول‌های توزیع، SCARA را با یک سیستم بینایی جفت می‌کنند که لبه واقعی قطعه را قبل از شروع حرکت مهره تعیین می‌کند، زیرا تلرانس قطعه ورودی در مسیر توزیع سریع‌تر از یک حرکت ساده برداشتن و گذاشتن روی هم انباشته می‌شود و مهره افست نقصی است که به راحتی از نظر بصری قابل تشخیص نیست اما پس از رسیدن به ایستگاه بعدی گران است. کنترل ارتفاع سوزن و کالیبراسیون فشار-زمان-فاصله روی شیر توزیع به اندازه دقت مسیر ربات در اینجا اهمیت دارد.

وقتی این فرآیند مناسب برای SCARA نیست: تزریق روی قطعه‌ای با انحنای مرکب، یا مسیر مهره‌ای که نیاز به نگه داشتن نازل با زاویه متغیر نسبت به سطح دارد، نیازمند کنترل جهت‌گیری مچ دست است که فقط یک بازوی 6 محوره آن را فراهم می‌کند.

تست، بازرسی و بارگیری و تخلیه ماشین

بارگذاری یک قطعه در یک دستگاه تست، یک سه نظام CNC یا یک ایستگاه بازرسی نوری و تخلیه آن پس از آن، روشی با سرعت کمتر و دقت بالاتر نسبت به روش برداشتن و گذاشتن است. ارزش در اینجا تکرارپذیری و تحویل تمیز است، نه زمان چرخه خام، زیرا زمان توقف خود ایستگاه (چرخه تست، زمان ماشینکاری، ضبط تصویر) معمولاً صرف نظر از سرعت حرکت ربات، بر چرخه کل ایستگاه غالب است.

از آنجا که مرحله تست یا ماشینکاری سرعت را تعیین می‌کند، خریداران گاهی اوقات ربات را با این فرض که بازوی سریع‌تر سرعت کل ایستگاه را افزایش می‌دهد، بزرگتر از حد معمول می‌کنند، که به ندرت چنین است. هدف طراحی مفیدتر، به حداقل رساندن زمان تحویل و حذف خطاهای بارگیری است، زیرا یک خطای بارگیری که باعث ایجاد خطا می‌شود و ایستگاه تست را برای تنظیم مجدد دستی متوقف می‌کند، هزینه بیشتری نسبت به یک حرکت انتقالی کمی کندتر اما سازگارتر دارد.

با توجه به فدراسیون بین المللی رباتیک، استقرار ربات‌های صنعتی در الکترونیک و تولید دقیق همچنان برای دقیقاً همین نوع کارِ «رسیدن و انتقال» به بازوهای متحرکِ صفحه‌ایِ تکرارپذیر متکی است، جایی که وظیفه ربات، به جای سرعت، ثابت بودن است. تکرارپذیری SCARA در کلاس بار مفید 0.1-5 کیلوگرم معمولاً در محدوده ±0.01-0.03 میلی‌متر در زیر مشخص می‌شود. ISO 9283 شرایط آزمایش، که برای اکثر آزمایش‌های الکترونیکی و کارهای بارگیری و تخلیه بار سبک ماشینکاری به اندازه کافی محکم است.

وقتی این فرآیند مناسب برای SCARA نیست: اگر فیکسچر یا سه نظام در یک زاویه قرار گیرد، یا قطعه باید بین بارگذاری و تخلیه بار برگردانده شود یا تغییر جهت دهد، محورهای مچ دست اضافی یک بازوی 6 محوره این تغییر جهت را با یک حرکت انجام می‌دهند، به جای اینکه به یک ایستگاه تلنگر ثانویه نیاز باشد.

ماتریس تصمیم‌گیری در سطح فرآیند: SCARA در مقابل 6 محوره در مقابل دلتا

جدول زیر تصمیم‌گیری را بر اساس نوع فرآیند و نه بر اساس خانواده ربات سازماندهی می‌کند، که این ترتیب برای خریداری که از قبل می‌داند ایستگاه چه کاری باید انجام دهد و سعی دارد تصمیم بگیرد کدام بازو باید آن را انجام دهد، مفیدتر است.

*مقادیر معمول برگرفته از رویه‌های صنعتی برای بازوها در کلاس بار مفید ۳ تا ۲۰ کیلوگرم، که به عنوان محدوده‌های برنامه‌ریزی ارائه می‌شوند و نه عملکرد تضمین‌شده یک محصول خاص؛ با برگه اطلاعات فنی تأیید شوند و در مواردی که زمان چرخه قراردادی است، با آزمون پذیرش مقایسه شوند.

چک لیست ادغام برای هر فرآیند

ربات به ندرت متغیری است که تعیین می‌کند آیا یک سلول SCARA به زمان چرخه هدف خود می‌رسد یا خیر. این پنج مورد هستند و در هر چهار نوع فرآیند فوق اعمال می‌شوند، چه ایستگاه در حال چرخاندن پیچ‌ها، انتقال قطعات، توزیع مهره یا بارگیری یک وسیله آزمایشی باشد. نادیده گرفتن هر یک از آنها معمولاً ابتدا به عنوان یک خطای متناوب به جای یک خرابی کامل ظاهر می‌شود، که ردیابی علت اصلی را پس از شروع تولید سلول دشوارتر می‌کند.

• ابزار انتهای بازو که با قطعه مطابقت دارد: فنجان‌های خلاء که اندازه آنها با مساحت سطح و تخلخل مطابقت دارد، هندسه فک گیره که با ویژگی‌های چسبندگی قطعه مطابقت دارد، یا یک مخزن تعویض مته که اندازه آن با مخلوط بست‌ها مطابقت دارد.
• هدایت بصری در جایی که موقعیت قطعه ورودی قطعی نیست، زیرا اگر بازو مجبور باشد در هر سیکل به دنبال قطعه بگردد، مزیت سرعت SCARA از بین می‌رود.
• فیکسچرینگ با یک مبنای تکرارپذیر، زیرا SCARA صرف نظر از مشخصات تکرارپذیری خود بازو، هرگونه عدم قطعیت موقعیتی را که فیکسچر به آن می‌دهد، به ارث می‌برد.
• حفاظ ایمنی متناسب با اندازه واقعی سلول و نقاط دسترسی، مطابق با الزامات مربوطه مستند شده است ISO-10218 1، الزامات ایمنی ربات‌های صنعتی قبل از شروع تولید در سلول.
• ورودی/خروجی کنترلر برای بازخورد تأیید گشتاور، نیرو یا بینایی، بنابراین یک چرخه معیوب به جای انتقال نقص به پایین‌دست، خط را متوقف می‌کند.

معیارهای زمان چرخه و دقت در این کاربردها

این به تفکیک آنچه ربات ارائه می‌دهد از آنچه ایستگاه ارائه می‌دهد کمک می‌کند، زیرا خریداران معمولاً هنگام مقایسه قیمت SCARA با جایگزین ۶ محوره یا دلتا، این دو را اشتباه می‌گیرند. زمان حرکت ربات تنها یک جزء در چرخه توتال استیشن است. ارائه قطعه، فعال‌سازی ابزار و هرگونه دید یا اندازه‌گیری، سایر موارد هستند و فقط به دلیل سریع بودن ربات، کاهش نمی‌یابند.

طبق داده‌های صنعتی، یک ربات SCARA جمع‌وجور در کلاس ظرفیت ترابری ۳ تا ۲۰ کیلوگرم معمولاً یک حرکت نقطه به نقطه ۳۰۰ میلی‌متری را در حدود ۰.۳ تا ۰.۵ ثانیه از حرکت خالص ربات انجام می‌دهد، به همین دلیل است که زمان‌های چرخه پیچاندن، انتقال و بارگذاری-باربرداری بالاتر، پس از اضافه شدن ابزار و نمایش قطعه، معمولاً بیشتر از این رقم می‌شوند. تکرارپذیری، که طبق استاندارد ISO 9283 آزمایش شده است، عددی است که برای کارهای تست و بازرسی، تصمیم‌گیری را آسان‌تر می‌کند. یک ربات SCARA کلاس ±۰.۰۱ تا ۰.۰۳ میلی‌متر، تلرانس را به اندازه کافی محکم نگه می‌دارد تا برای اکثر وسایل تست الکترونیکی و سه نظام‌های ماشینکاری سبک، بدون نیاز به دقت مطلق یک بازوی کالیبره شده ۶ محوره، مناسب باشد.

اشتباهات رایج هنگام تطبیق SCARA با یک فرآیند

سه اشتباه، دلیل اصلی اکثر سلول‌های SCARA هستند که از قیمت پیشنهادی خود پایین‌تر عمل می‌کنند. اولین مورد، اندازه‌گیری بازو فقط بر اساس وزن قطعه و فراموش کردن وزن ابزار است که بی‌سروصدا به حاشیه بار مفید آسیب می‌رساند و می‌تواند زمان چرخه نهایی را از حد مشخص‌شده فراتر ببرد. مورد دوم، فرض اختیاری بودن هدایت بینایی است زیرا چند قطعه نمونه اول در جهت ثابتی رسیده‌اند؛ قطعات تولیدی به ندرت پس از تغییر تأمین‌کننده یا دسته، ثابت می‌مانند.

سومین مورد، و موردی که خریداران اخیراً متوجه آن شده‌اند، این است که چهار نوع فرآیند فوق را به عنوان قابل تعویض در نظر می‌گیرند، زیرا همه آنها مانند "کاربردهای SCARA" در بروشور به نظر می‌رسند. سلولی که برای پیچاندن پیچ با یک محرک بازخورد گشتاور ساخته شده است، به طور خودکار چسب را به خوبی توزیع نمی‌کند و یک سلول انتقال که برای سرعت تنظیم شده است، به طور خودکار برای آزمایش بارگذاری-باربرداری به اندازه کافی دقیق نیست. مشخص کردن نوع فرآیند، نه فقط "SCARA"، قبل از سفارش، از چرخه دوباره کاری پس از اولین تولید جلوگیری می‌کند.

جایی که این یک یکپارچه‌ساز را باقی می‌گذارد

انتخاب SCARA برای یک ایستگاه مشخص، یک تصمیم فرآیندی است، نه یک تصمیم صنعتی. همان خط تولید الکترونیک می‌تواند SCARA را برای پیچاندن و انتقال، یک Delta را برای یک گام برداشت سبک‌تر و پرسرعت‌تر در بالادست، و یک بازوی ۶ محوره را برای یک ایستگاه بارگیری-باربرداری که نیاز به دسترسی به یک فیکسچر آزمایش زاویه‌دار دارد، اجرا کند و هیچ یک از این ترکیب‌ها یک مصالحه نیست؛ بلکه تطبیق تقاضای هندسه هر ایستگاه با بازوی ساخته شده برای آن است.

شرکت EVST (EVS TECH CO., LTD)، تولیدکننده و یکپارچه‌ساز رباتیک مستقر در چنگدو که در اواخر سال ۲۰۱۸ تأسیس شد، پروژه‌های اتوماسیون را در بیش از ۱۰۰ کشور ارائه می‌دهد و از پشتیبانی یکپارچه‌سازی آماده به کار توسط یک شبکه جهانی مهندسان میدانی و خطوط تولید دارای گواهینامه IATF16949 در سطح خودرو در خط تولید SCARA خود برخوردار است. تیم‌هایی که نوع فرآیند خاصی را بررسی می‌کنند و به دنبال نظر دوم در مورد ابزار یا فرضیات زمان چرخه هستند، می‌توانند از طریق ... با تیم ما تماس بگیرند. evsrobot.com.

پرسش و پاسخهای متداول

رایج‌ترین کاربردهای ربات SCARA چیست؟

بستن و بستن پیچ، برداشتن و گذاشتن و انتقال قطعات کوچک، توزیع یا استفاده از درزگیر، و بارگیری و تخلیه بار در دستگاه تست/بازرسی، بیشترین کاربرد SCARA را تشکیل می‌دهند. هر چهار مورد، الگوی حرکتی عمدتاً مسطحی دارند، که هندسه‌ای است که SCARA برای حرکت سریع در آن ساخته شده است.

چه زمانی باید برای یک کاربرد، به جای SCARA، یک ربات ۶ محوره انتخاب کنم؟

وقتی فرآیند نیاز به تغییر جهت ابزار دارد، مانند اتصال‌دهنده‌های زاویه‌دار، توزیع روی سطح منحنی، دسترسی به یک فیکسچر کج یا چرخاندن یک قطعه بین بارگذاری و تخلیه، از ۶ محور استفاده کنید. مچ SCARA فقط یک محور چرخشی دارد و نمی‌تواند جایگزین یک دسترسی چند محوره واقعی شود.

آیا ربات SCARA یا Delta برای برداشتن و گذاشتن بهتر است؟

ربات‌های دلتا معمولاً برای قطعات بسیار سبک (کمتر از تقریباً 0.5 کیلوگرم) که در مسافت کوتاه و ثابت با سرعت بسیار بالا جابجا می‌شوند، برنده هستند. ربات‌های SCARA زمانی که قطعه سنگین‌تر باشد، مسافت جابجایی طولانی‌تر باشد یا الگوی انتخاب از ایستگاهی به ایستگاه دیگر متفاوت باشد و به طور یکسان تکرار نشود، برتری دارند.

چه زمان چرخه‌ای را باید از یک سلول پیچ‌گوشتی SCARA انتظار داشته باشم؟

محدوده‌های معمول صنعتی برای هر بست، برای پیچ‌های الکترونیکی استاندارد، 0.8 تا 1.5 ثانیه طول می‌کشد، پس از برداشتن مته، نشست و تأیید گشتاور، این زمان لحاظ می‌شود، هرچند این عدد به شدت به ابزار وابسته است. ادعای زمان چرخه هر فروشنده را به عنوان یک رقم در برگه اطلاعات در نظر بگیرید تا زمانی که در یک آزمون پذیرش با بست، مشخصات گشتاور و تلرانس قطعه واقعی شما تأیید شود.

دقت ربات SCARA در مقایسه با یک بازوی ۶ محوره چقدر است؟

تکرارپذیری برای بازوهای SCARA در کلاس 0.1-5 کیلوگرم معمولاً در محدوده ±0.01-0.03 میلی‌متر تحت شرایط آزمایش ISO 9283 مشخص می‌شود، که قابل مقایسه یا دقیق‌تر از بسیاری از بازوهای 6 محوره در همان کلاس بار مفید برای کار با نقاط تکرارشونده است. جایی که بازوهای 6 محوره تمایل به جلو کشیدن دارند، دقت مطلق در یک پوشش کاری بزرگ و نامنظم است، نه تکرارپذیری نقطه به نقطه در یک سلول ثابت.

نکات کلیدی

• کاربردهای SCARA به چهار نوع فرآیند دسته‌بندی می‌شوند: پیچ‌گردانی، برداشتن و گذاشتن قطعات کوچک، توزیع و بارگیری و تخلیه تست/بازرسی، که همگی الگوی حرکتی عمدتاً مسطحی را به اشتراک می‌گذارند.
• هر زمان که ابزار نیاز به تغییر جهت داشته باشد، SCARA به 6 محوره تغییر جهت می‌دهد: بست‌های زاویه‌دار، سطوح توزیع منحنی، فیکسچرهای کج یا چرخاندن قطعه.
• اسکارا در سبک‌ترین، سریع‌ترین و تکراری‌ترین کارهای برداشتن و گذاشتن، از دلتا شکست می‌خورد و وقتی قطعات سنگین‌تر می‌شوند یا الگوهای برداشتن تغییر می‌کنند، دوباره برتری را به دست می‌آورد.
• ابزارآلات، هدایت بینایی، نصب فیکسچرها و حفاظ‌های ایمنی، زمان چرخه واقعی را بسیار بیشتر از برگه مشخصات خود ربات تعیین می‌کنند.
• قبل از سفارش، نوع فرآیند را مشخص کنید، نه فقط «SCARA»، زیرا یک سلول پیچ‌گوشتی و یک سلول توزیع‌کننده حتی روی یک بازوی مشابه به ابزارهای متفاوتی نیاز دارند.

درباره نویسنده: تیم تحریریه EVST در مورد اتوماسیون صنعتی برای تیم‌های مهندسی که نوع ربات مناسب را برای یک فرآیند خاص انتخاب می‌کنند، می‌نویسد. EVST یک تولیدکننده و یکپارچه‌ساز رباتیک است که دفتر مرکزی آن در چنگدو واقع شده و پروژه‌های اتوماسیون را در بیش از ۱۰۰ کشور جهان ارائه می‌دهد و دارای گواهینامه IATF16949 در سطح خودرو و گواهینامه‌های شخص ثالث CE / SGS / TUV در خطوط تولید خود است.

نویسنده: تیم تحریریه EVST
بازبینی شده بوسیله: تیم تحریریه EVST
اخرین به روز رسانی: ژوئیه 24، 2026
مواد و روش ها: صفحه تطبیق نوع فرآیند EVST — یک ابزار کمکی برنامه‌ریزی از طرف خریدار برای تطبیق یک فرآیند با نوع ربات قبل از سفارش، نه جایگزینی برای آزمایش‌های خاص یک کاربرد توسط تأمین‌کننده.
سیاست تحریریه · سیاست اصلاحات · شرایط استفاده