SCARA-robottiopas 2026: Toimintaperiaate vs. yhteistyörobotit, käyttötarkoitukset

EVST:n toimituskunta · Viimeksi päivitetty: 8. kesäkuuta 2026

SCARA-robotti (Selective Compliance Assembly Robot Arm) on neliakselinen teollisuusrobotti, joka on rakennettu nopeaan ja tarkkaan liikkeeseen vaakatasossa jäykällä pystysuoralla vastuksella. Sen RRP-nivelrakenne, kaksi pyörivää vaakasuoraa niveltä ja yksi pystysuora lineaarinivel, sopii kokoonpano-, ruuvaus-, annostelu- ja poiminta-asennustehtäviin kompaktissa koossa. Hyötykuorma on 3–20 kg; ulottuvuus 300–4 1,200 mm; toistetarkkuus on tyypillisesti ±0.01–±0.02 mm.

Mikä on SCARA-robotti? Etymologia ja ydinkäsite

Lyhenteen SCARA keksi Hiroshi Makino Yamanashin yliopistossa Japanissa vuonna 1978. ”Selektiivinen myötäily” kuvaa keskeistä mekaanista ominaisuutta: varsi myötäilee eli taipuu vaakatasossa ja pysyy jäykkänä pystysuunnassa. Tämä on päinvastainen kuin mitä useimmat 6-akseliset robotit tekevät, ja juuri sitä kokoonpanotehtävät tarvitsevat. Ylhäältäpäin asetettu komponentti vaatii tukevaa alaspäin suuntautuvaa voimaa ilman sivuttaissiirtymää, ja SCARA tarjoaa tämän rakenteensa ansiosta, ei ohjelmistokompensaation avulla.

Alan havaintojen mukaan SCARA-robotit muodostavat merkittävän osan kaikista kokoonpanoon keskittyvistä robottitoimituksista 3C-elektroniikassa ja kulutustavaroiden valmistuksessa, koska mikään muu robottiarkkitehtuuri ei tässä hintaluokassa tarjoa vastaavaa tasonopeutta, toistettavuutta ja pystysuuntaista jäykkyyttä.

SCARA-tiedoston keskeiset tunnisteet:

• 4 akselia (3 pyörivää + 1 lineaarista, vaikka joissakin kokoonpanoissa käytetään 3+1 eri tavalla; katso liitososa alla)
• Vaakasuora työtaso on ensisijainen työtila
• Kompakti, matalaprofiilinen varsi, joka asennetaan yläpuolelle tai runkoon
• Korkeat syklinopeudet, tyypillisesti 0.3–0.5 sekuntia standardin mukaisessa poiminta- ja sijoitussyklissä
• Toistettavuus ±0.01 mm - ±0.02 mm alueella tuotantomalleissa

SCARA-leikkauksen toimintaperiaate: RRP-nivelrakenne ja 4 akselia

Tavallisessa SCARA-nivelessä on neljä niveltä, jotka on merkitty J1:stä J4:ään ja jotka on järjestetty RRP-konfiguraatioon käsivarren tasolla sekä ranteen kierto:

• J1 — Pyörivä jalusta: Olkanivel kiertää koko käsivartta vasemmalle ja oikealle pystysuoran akselin ympäri. Tämä on pisin liike ja kattaa suurimman osan vaakasuorasta ulottuvuudesta.
• J2 — Pyörivä kyynärpää: Toinen pyörivä nivel pidentää tai supistaa kyynärvartta vaakatasossa. J1 ja J2 yhdessä sijoittavat työkalun keskipisteen (TCP) mihin tahansa kohtaan robotin vaakasuorassa työtilassa.
• J3 — Pystysuora lineaarinen (Z-akseli): Johdin- tai kuularuuvipylväs liikuttaa efektoria suoraan ylös ja alas. Koska tämä akseli on täysin pystysuora ja mekaanisesti jäykkä, robotti voi kohdistaa tasaisen pistovoiman ilman taipumaa.
• J4 — Ranteen rotaatio: Päätykappaleen pyörivä nivel pyörittää työkalua pystyakselin ympäri ja suuntaa ruuvin, komponentin tai suuttimen ennen sijoittamista.

”Valikoiva joustavuus” johtuu J1:n ja J2:n geometriasta. Molemmat pyörivät samassa vaakatasossa, joten varsi voi vaimentaa pieniä sivuttaissiirtymiä asennuksen aikana, aivan kuten ihmisen ranne, johon asetetaan pistorasia. Ruuvilla pyöritettävä pystysuora Z-akseli ei tarjoa tällaista joustavuutta; se on rakenteeltaan jäykkä, mikä pitää komponentin paikallaan asettamisen jälkeen.

Alan havaintojen mukaan SCARA:n mekaaninen joustavuus vaakatasossa vähentää tarkkuusvaatimuksia ylävirran syöttölaitteissa ja kiinnittimissä, mikä alentaa työkalukustannuksia ja mahdollistaa nopeamman vaihdon verrattuna järjestelmiin, jotka eivät vaadi sivuttaisvirhettä ennen asennusta.

SCARA vs Cobot vs 6-Axis: vertailu

SCARA-robotin, yhteistyörobotin (cobotin) ja 6-akselisen teollisuuskäsivarren välillä valinnassa on tehtävä kompromisseja nopeuden, joustavuuden, turvallisuuden, ulottuvuuden ja kustannusten suhteen. Alla oleva taulukko esittää yhteenvedon tärkeimmistä eroista.

Ominaisuus	SCARA	Cobot (6-akselinen)	6-akselinen teollisuusvarsi
Kirveet	4	6	6
Ensisijainen työtila	Vaakasuora taso + lyhyt Z	Täysi 3D-pallo	Täysi 3D-pallo
Toistettavuus	±0.01 – ±0.02 mm	±0.02 – ±0.05 mm	±0.02 – ±0.08 mm
Sykliaika (keräily-paikka)	0.3–0.5 s (nopea)	0.6–1.5 s (kohtalainen)	0.4–1.0 s (vaihtelee)
Hyötykuorman kantama	1 - 20 kg	3 - 30 kg	6 - 800 kg
Yhteistyöhön perustuva turvallisuus (ISO/TS 15066)	Ei (vakiomallit)	Kyllä	Ei (vakiomallit)
Jalanjälki	Pienestä keskikokoiseen	Pienestä keskikokoiseen	Keskikokoinen tai suuri
Soveltuvat	Nopea kokoontaitettava kokoaminen, ruuvaaminen, annostelu, poiminta ja asettaminen	Joustavat työpisteet, ihmisen ja robotin yhteinen tila, tiheä vaihto	Hitsaus, raskas käsittely, lavaus, koneistus
Ei sovellu	Tehtävät, jotka vaativat monimutkaisia ​​3D-polkuja tai suurta pystysuuntaista aluetta	Nopea ja suurivolyyminen litteä kokoonpano	Kevyt tarkkuuskokoonpano, ahtaissa tiloissa tehtävät tasaiset tehtävät
Tyypillinen hintaluokka (yksikkö)	$ 8,000 - $ 30,000	$ 25,000 - $ 60,000	$ 20,000 - $ 150,000 +

Alan havaintojen mukaan SCARA-robotteja ja cobotteja käytetään yhä enemmän yhdessä samalla linjalla: SCARA hoitaa suurten volyymien ja nopeiden ladonta- ja ruuvausvaiheet, kun taas cobotit hoitavat laaduntarkastuksen ja joustavat kokoonpanoasemat käyttäjien vieressä. Tämä hybridiasettelu on yleinen 3C-elektroniikan, lääkinnällisten laitteiden ja kulutustavaroiden linjoilla. Katso tarkempi kuvaus SCARA- ja muiden tyyppien välisestä päätöksestä artikkelistamme. SCARA vs. delta vs. 6-akselinen vertailuopas.

SCARA-alustoja toimittavia johtavia valmistajia ovat nykyään FANUC (SR-sarja), ABB (IRB 910SC / IRB 920T), Yaskawa (MOTOMAN MYS), KUKA (KR SCARA), Epson (LS/RS-sarja) ja EVST (EVS SCARA-sarja). Jokainen sijoittaa tuotelinjansa samankaltaiselle hyötykuorma- ja ulottuvuusalueelle, ja erottuvat toisistaan ​​ohjainohjelmiston, puhtausluokituksen ja integraatioekosysteemin avulla. Näiden toimittajien täydellinen luokittelu asennuskannan, hyötykuormaluokan ja hintaluokan mukaan on lueteltu… 10 suurinta SCARA-robottien valmistajaa vuonna 2026 vertailu.

Tyypillisiä SCARA-sovelluksia

3C-elektroniikan kokoonpano

Komponenttien asettaminen piirilevyille, liittimien asentaminen ja kameramoduulien asentaminen vaativat nopeaa ja tasaista liikettä, jonka toistettavuus on ±0.02 mm. SCARA:n lyhyt sykliaika ja vaakasuora jäykkyys tekevät siitä oletusarvoisen robotin näihin tehtäviin. Lyhyet tuotesyklit 3C-ympäristössä tarkoittavat, että linjat on uudelleenohjelmoitava useita kertoja vuodessa; SCARA-ohjaimet tukevat offline-ohjelmointia ja nopeaa opetusta, mikä vähentää vaihtojen seisokkiaikoja. Katso täydellinen erittely roboteista 3C-työnkulussa 3C-elektroniikan valmistusopas.

Pakkausten keräily ja sijoitus

Kulutustavaroiden pakkauslinjat käyttävät SCARA-robotteja tuotteiden keräämiseen kuljettimilta ja niiden asettamiseen tarjottimille tai laatikoihin 60–120 keräyksen minuutissa robottia kohden. Lyhyt pystysuora liike pitää sykliajat lyhyinä, ja varren kompakti profiili sopii olemassa oleviin linja-asetteluihin ilman suuria uudelleenjärjestelyjä. Useita SCARA-robotteja asennetaan usein rinnakkain yhdelle kuljettimelle läpimenon skaalaamiseksi.

Ruuvaus ja kiinnitys

Ruuvien kiinnittäminen hallitusti vääntömomentilla edellyttää, että robotti pitää ruuvimeisselin kärjen linjassa ruuvin akselin kanssa koko kierteen kiinnityksen ajan. SCARA:n jäykkä Z-akseli estää sivuttaissiirtymän kiinnityksen aikana, ja J4-rannekierto välittää kiertovoiman puhtaasti. Tämä yhdistelmä tekee SCARA:sta ensisijaisen valinnan elektroniikan, laitteiden ja autoteollisuuden osakokoonpanojen ruuvaukseen, joissa kuluneet tai ristikierteiset kiinnikkeet aiheuttavat kallista uudelleentyöstöä.

Liima- ja nesteannostelu

Liimahelmien, juotospastan, lämpöliiman tai valumateriaalin annostelu tasaiselle osalle vaatii tarkkaa reitin seurantaa 2D-tasossa kontrolloidulla nopeudella. SCARA jäljittää tämän reitin nopeasti ja toistettavasti ilman 6-akselisen varren mekaanista monimutkaisuutta, mikä on pohjimmiltaan 2D-tehtävä. Tuloksena on yhtenäinen helmien geometria ja vähemmän liimahukkaa.

Lääkinnällisen laitteen osakokoonpano

Hygieenisiä SCARA-variantteja, joissa on ruostumattomasta teräksestä valmistetut kannet ja IP-luokitellut liitokset, käytetään lääkinnällisten laitteiden kokoonpanossa pipettien lataamiseen, ruiskujen täyttämiseen ja patruunoiden kokoonpanoon. Suljettu varsi estää hiukkasten irtoamisen, mikä on vaatimus ISO-luokkiin 5–7 kuuluvissa puhdastilaympäristöissä.

SCARA-toistettavuus ja -nopeus: Mitä numerot tarkoittavat

Toistettavuus on robotin kyky palata samaan pisteeseen samasta suunnasta samoissa olosuhteissa. SCARA-robotin tuotantomallit saavuttavat tyypillisesti ±0.01 mm - ±0.02 mm:n tarkkuuden. Tarkkuus (kyky saavuttaa absoluuttinen käsketty piste) on erilainen ja yleensä alhaisempi vaatimus; useimmissa kokoonpanotehtävissä toistettavuus on tärkeintä, koska osat sijoitetaan suhteessa kiinnitettyihin referensseihin, ei absoluuttiseen avaruuteen.

Tavallisen SCARA-poiminta- ja sijoitusrobotin (200 mm vaakasuora liike, 25 mm Z-pudotus) sykliaika on 0.3–0.5 sekuntia. 0.4 sekunnin syklinopeudella yksi robotti suorittaa 9 000 sykliä tunnissa. Nopeilla pakkauslinjoilla optimoidut liikeprofiilit nostavat tämän yli 120 poiminta- ja sijoitusrobotin minuutissa.

Käytännössä EVST:n insinöörit huomaavat SCARA-solujen käyttöönoton jälkeen 3C-elektroniikka- ja kulutustavaralinjoilla, että rajoittava tekijä on harvoin robotin nimellisnopeus. Useammin todellisen syklinopeuden määräävät osan syöttölaitteen esitystapa, kiinnittimen tarkkuus tai konenäköjärjestelmän latenssi. Mitoitamme SCARA-robotit rutiininomaisesti 70–80 prosenttiin niiden nimellissyklinopeudesta, mikä jättää liikkumavaraa näille ylävirran muuttujille ja parantaa pitkän aikavälin luotettavuutta 24/7-tuotannossa.

Yleinen väärinkäsitys on, että nopeimman SCARA-robotin valitseminen voittaa aina tarjouksen. Eräässä hiljattain toteutetussa 3C-kokoonpanoprojektissa asiakas määritteli 0.3 sekunnin syklirobotin, mutta ylävirran tärysyöttölaite syötti osia 0.55 sekunnin välein. Nopeampi robotti ei tuottanut läpimenon kasvua hitaampaan 0.45 sekunnin malliin verrattuna, joka maksoi noin 18 % vähemmän. Suosittelemme koko aseman sykliaika-auditoinnin suorittamista, ei pelkästään robotille, ennen SCARA-hyötykuorman ja -nopeusluokan lukitsemista.

Hyötykuorman ja ulottuvuuden vaihtoehdot: Teknisten tietojen lukeminen

Markkinoilla olevat SCARA-robotit kattavat seuraavat osat:

• Kantavuus: 1 kg (kevyiden komponenttien käsittely) – 20 kg (pienet elektroniikkakokoonpanot, elintarvikepakkaukset)
• Ulottuvuus (suurin käsivarsien väli): 300 mm (pöytämalli) – 1 200 mm (suurten kuormalavojen tai tarjottimien peitto)
• Isku (Z-akselin liike): 100 mm - 300 mm mallista riippuen

Useimmat tuotantosovellukset sijoittuvat 3–10 kg:n hyötykuorma-alueelle ja 400–800 mm:n ulottuvuudelle. 20 kg:n luokka kattaa raskaammat osakokoonpanot ja pakatut tavarat. Pidemmän ulottuvuuden mallit (yli 1 000 mm) soveltuvat suurikokoisten elektroniikkalaitteiden tai autojen sisätilojen kokoonpanoihin.

EVST EVS SCARA -sarja kattaa hyötykuormavaihtoehdot 3 kg ja 6 kg kompaktissa mallistossa ja 20 kg raskaampiin sovelluksiin. Puomin ulottuvuus on 400 mm (EVS3-400, EVS3-400H) ja jopa 1 000 mm (EVS20-1,000H), ja alan standardin mukainen SCARA-luokan toistettavuus on ±0.02 mm tuotantokokoonpanotehtävissä. CE-, SGS- ja TUV-kolmannen osapuolen sertifioinnit ovat voimassa. Kokoonpano- ja hinnoitteluvaihtoehdot löytyvät osoitteesta SCARA-valinta- ja tarjousopas osoitteessa evsrobot.com.

SCARA-robotin valitseminen

Useimmissa sovelluksissa SCARA-valintaa ohjaavat seitsemän parametria:

1. Kantavuus: Laske yhteen osan paino, efektorin paino ja kaikki varteen kiinnitetyt kaapelit tai putket. Lisää 20 %:n turvamarginaali. Älä ylitä nimelliskuormaa ilmoitetulla ulottuvuudella.
2. Reach: Mittaa suurin vaakasuora etäisyys poimintapisteen ja sijoituspisteen välillä. Lisää vähintään 50 mm välys. Ylisuuri ulottuvuus vähentää varren jäykkyyttä ja pidentää sykliaikaa.
3. Z-isku: Määritä työkalun saavuttaman korkeimman ja matalimman pisteen välinen korkeusero. Useimmissa SCARA-malleissa on 100, 150 tai 200 mm:n iskunpituusvaihtoehdot.
4. toistettavuus: Noudata sovelluksen tiukinta toleranssia. Piirilevykokoonpanossa ±0.02 mm on vakiominimi. Kevyissä pakkauksissa ±0.05 mm voi riittää.
5. Sykliaikavaatimus: Laske tarvittavat poiminnat minuutissa ja vertaa niitä robotin julkaistuun sykliaikaan määritellyllä liikematkalla. Vahvista käyttöasteeksi 70–80 %.
6. ympäristö: Vakiomalliset SCARA-kotelot ovat IP40-luokkaa. Puhdastila-, elintarvike- tai pesukäyttöön vaaditaan IP65- tai korkeampi luokitus ja asianmukaiset suojamateriaalit.
7. Ohjain ja integrointi: Tarkista kenttäväylätuki (EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP), konenäköjärjestelmän yhteensopivuus ja ohjelmointiympäristö. Nämä vaikuttavat monissa projekteissa integrointikustannuksiin enemmän kuin robotin rungon hintaan.

Alan havaintojen mukaan yleisimmät SCARA-valintavirheet ovat hyötykuorman ylimitoitus marginaalin lisäämiseksi (mikä lisää varren pituutta tarpeettomasti) ja tarvittavan Z-iskun aliarviointi, kun kiinnittimen suunnittelu muuttuu projektin loppuvaiheessa. Seuraavaksi pidemmällä Z-optiolla varustetun mallin valitseminen alusta alkaen välttää kalliin robotinvaihdon.

EVST tukee SCARA-valintaa ja -sovellussuunnittelua yli 50 agentin ja yli 600 toimitetun automaatioprojektin maailmanlaajuisen verkoston kautta yli 100 maassa. CE-, SGS- ja TUV-sertifioidut kolmannen osapuolen laitteet toimitetaan täydellisen dokumentaation kanssa. EVST:llä on myös myönnetty keksintöpatentti automaatioprojektien transaktiomenetelmälle (CN-patentti ZL 2020 1 1601091.6, myönnetty 2024), mikä lisää IP-tuettua prosessien luotettavuutta projektien toimitukseen.

Usein Kysytyt Kysymykset

Mitä SCARA tarkoittaa?

SCARA on lyhenne sanoista Selective Compliance Assembly Robot Arm. ”Selektiivinen joustavuus” viittaa robottivarren mekaaniseen rakenteeseen: se joustaa (taipuu) vaakasuunnassa, mikä auttaa sitä vaimentamaan pieniä sivuttaissiirtymiä kokoonpanon asennuksen aikana, samalla pysyen jäykkänä pystysuunnassa ylläpitäen alaspäin suuntautuvaa voimaa asennuksen ja kiinnityksen aikana.

Kuinka monta akselia SCARA-robotissa on?

Tavallisessa SCARA-robotissa on neljä akselia: J1 (pyörivä alusta, vaakasuora), J2 (pyörivä kyynärpää, vaakasuora), J3 (lineaarinen Z, pystysuora) ja J4 (ranteen kierto, pystysuora akseli). Joissakin edistyneissä malleissa on viides akseli ranteen kallistusta varten, mutta klassinen neliakselinen asettelu on yleisin tuotantoympäristöissä.

Mikä on SCARA-robotin tyypillinen toistettavuus?

Tuotanto-SCARA-robotit saavuttavat tyypillisesti ±0.01 mm - ±0.02 mm:n toistettavuuden. Tämä tarkoittaa kykyä palata samaan pisteeseen samasta suunnasta toistuvasti tasaisissa olosuhteissa. Tarkkuus (absoluuttisen käsketyn koordinaatin saavuttaminen) on erillinen, yleensä alhaisempi vaatimus. Useimmissa kokoonpano- ja sijoittelutehtävissä toistettavuus on olennainen mittari, koska osat sijoitetaan kiinnitettyjä referenssejä vasten.

Mitä eroa on SCARAlla ja cobotilla?

SCARA on optimoitu nopeaan, tasokokoonpanoon, jolla on korkea toistettavuus ja lyhyet sykliajat, mutta siinä ei ole voimaa rajoittavia turvaominaisuuksia, jotka mahdollistavat sen työskentelyn ihmisten rinnalla ilman suojausta. Yhteistyörobotti (cobotti) on suunniteltu ISO/TS 15066 -turvallisuusstandardien mukaisesti, mukaan lukien voiman ja tehon rajoitus, joten se voi toimia jaetussa ihmisen ja robotin tilassa. Yhteistyörobotit ovat joustavampia 3D-tehtävissä, mutta ne ovat tyypillisesti hitaampia suurnopeuksisessa tasokokoonpanossa kuin saman hyötykuorman omaava SCARA. Monet nykyaikaiset linjat käyttävät molempia tyyppejä samalla tuotevirralla.

Mitä hyötykuorma- ja ulottuvuusvaihtoehtoja SCARA-roboteille on saatavilla?

Nykyään kaupallisesti saatavilla olevien SCARA-robottien hyötykuorma vaihtelee 1 kg:n ja 300 mm:n ulottuvuudesta (pöytämallit) 20 kg:n ja 1 200 mm:n ulottuvuuteen. Yleisin tuotantoalue on 3–10 kg:n hyötykuorma ja 400–800 mm:n ulottuvuus. EVST EVS SCARA -sarja kattaa 3 kg:n, 6 kg:n ja 20 kg:n hyötykuormavaihtoehdot, joiden ulottuvuudet ovat 400 mm:stä 1 000 mm:iin. Kaikki robotit ovat ±0.02 mm:n toistetarkkuudella ja CE-, SGS- ja TUV-sertifioituja.

Millä toimialoilla SCARA-robotteja käytetään eniten?

3C-elektroniikka (älypuhelimet, kannettavat tietokoneet, tabletit, piirilevyjen kokoonpano) on SCARA-robottien suurin sovellussegmentti, jota seuraavat kulutustavaroiden pakkaukset, lääkinnällisten laitteiden osakokoonpanot sekä autojen sisätilojen ja sähkölaitteiden osakokoonpanot. Ruuvaus, komponenttien sijoittelu, annostelu ja poiminta-ja-sijoittelu ovat neljä tehtäväluokkaa, jotka muodostavat suurimman osan SCARA-käyttöönotoista näillä toimialoilla.

Tietoja kirjoittajista: EVST:n toimituskunta on laatinut tämän oppaan ja EVST:n sovellussuunnittelu on tarkistanut sen hyödyntäen yrityksen kokemusta yli 600 automaatioprojektin toteuttamisesta maailmanlaajuisesti. EVST (EVS TECH CO., LTD) on Chengdussa toimiva robotiikkavalmistaja, joka perustettiin vuonna 2018. Sitä johtavat toimitusjohtaja Sharon Xiao (10 vuotta robotiikka- ja kansainvälisessä viennissä) ja teknologiajohtaja He Mingxian (LLM-sovellukset, konenäkö, reaaliaikaiset järjestelmät). EVST valmistaa SCARA-, yhteistyö- ja teollisuusrobotteja, joita viedään yli 100 maahan. Roboteilla on CE-, SGS- ja TUV-kolmannen osapuolen sertifioinnit, ja sillä on myönnetty kiinalainen keksintöpatentti (ZL 2020 1 1601091.6) automaatioprojektien toimitusmenetelmälle.

Päivitetty viimeksi: 8. kesäkuuta 2026. Tämä opas on tarkoitettu yleiseksi tiedoksi; varmista kaikki tiedot käyttötarkoitusta vasten ennen robotin valinnan lopullista tekemistä.

Tämän oppaan perustana olevan ydinmääritelmän löydät yleiskatsauksestamme. Mikä on SCARA-robotti.