Применение роботов SCARA по типам процессов (2026)

По Редакционная группа EVST · Последнее обновление: 24 июля 2026 г.

Области применения роботов SCARA сосредоточены вокруг четырех типов процессов: завинчивание и закрепление винтов, захват и перемещение мелких деталей, дозирование, а также тестирование или загрузка-выгрузка деталей из станка. SCARA выигрывает в этих задачах, когда движение в основном плоское, деталь легкая, а время цикла важнее, чем дальность действия, что как раз и является причиной его уступок 6-осевому манипулятору или дельта-роботу.

Если вам сначала нужно основное определение, то наш Руководство по роботу SCARA В этом разделе рассматривается структура и принцип работы шарнира RRP. Если вы уже знаете, что вам нужен SCARA, и вам нужно подобрать подходящий размер, наша таблица размеров В этой статье подробно рассматриваются полезная нагрузка, дальность действия и время цикла. Эта статья находится между двумя другими: в ней использование SCARA рассматривается по типам процессов, а не по отраслям.

Как геометрия SCARA определяет её местоположение

Механизм SCARA имеет три вращательных шарнира в горизонтальной плоскости плюс один вертикальный ход в запястье, поэтому он быстро перемещается по осям XY и сравнительно мало по оси Z. Такая геометрия обеспечивает жесткость при боковых нагрузках и мягкость при необходимости обхода, обхода или обхода приспособления. Каждый из описанных ниже типов процессов наследует тот же компромисс.

Практический фильтр прост, еще до того, как начнут применяться технические характеристики: если деталь входит и выходит из станции примерно из одной горизонтальной плоскости, с небольшим вертикальным наклоном для ее захвата или освобождения, то SCARA — подходящий вариант. Если же инструмент должен наклоняться, вращаться вокруг нескольких осей или проникать в экранированную или наклонную полость, то для этого обычно используется 6-осевой манипулятор.

Завинчивание и закрепление винтов

Завинчивание — это тот тип процесса, для которого, пожалуй, и были созданы SCARA-роботы. Вертикальное введение сверла прямо вниз, повторяющееся в заданном порядке расположения отверстий, близко к идеальному движению для четырехкоординатного манипулятора: быстрые перемещения в плоскости между отверстиями, короткое Z-погружение для зацепления и обратный ход. Согласно отраслевым данным, хорошо настроенные ячейки для завинчивания SCARA обычно достигают времени цикла в диапазоне 0.8–1.5 секунды на один крепежный элемент для стандартных винтов M2–M4 для электроники, включая захват сверла, посадку и проверку крутящего момента.

Работа по интеграции заключается в инструменте, а не в манипуляторе. Для завинчивающегося концевого захвата необходима обратная связь по крутящему моменту и глубине завинчивания, встроенная в контроллер, чтобы сорванная резьба или пропущенный захват останавливали цикл, а не пропускали неисправную деталь дальше по цепочке. Кроме того, большинство ячеек оснащены небольшим магазином для смены бит, поэтому один манипулятор может обслуживать два или три размера крепежных элементов без ручной смены инструмента.

Когда этот процесс не подходит для SCARA: Крепления, расположенные под углом, крепежные элементы на нескольких гранях детали или глухие винты, для преодоления препятствий которыми необходимо наклонять отвертку, — все это приближает задачу к использованию 6-осевого манипулятора, поскольку вращение запястья SCARA-манипулятора не может компенсировать ничего, кроме прямого вертикального подхода.

Установка и перемещение мелких деталей.

Перемещение легкой детали с лотка, конвейера или подающей чаши в зажимное устройство или держатель является наиболее распространенным применением SCARA-роботов по количеству единиц продукции, и именно этот тип процесса чаще всего оспаривается роботами Delta. Оба типа роботов отлично справляются с короткими, легкими, повторяющимися перемещениями; разница заключается в компоновке и разнообразии деталей.

Обычно SCARA-манипулятор обрабатывает детали весом от 0.1 до 5 кг, а время цикла, как правило, составляет от 0.5 до 1.2 секунды для стандартной последовательности захват-перемещение-установка на расстоянии 200-400 мм, с учетом визуального подтверждения и срабатывания захвата, а не только движения робота. Для плоских или изогнутых деталей преобладают вакуумные концевые захваты; двухпальцевые захваты используются, когда деталь нуждается в надежном механическом захвате для последующего прессования или зажима.

Когда побеждает Дельта: Если вес детали составляет примерно 0.5 кг, расстояние перемещения короткое и постоянное, а производительность выше одной детали в секунду важнее гибкости, то параллельная геометрия манипулятора Delta обычно превосходит SCARA по общему времени цикла. SCARA снова обретает преимущество, когда схема захвата меняется от станции к станции или расстояние перемещения превышает возможности меньшей рабочей зоны Delta.

Дозирование и нанесение клея или герметика.

Нанесение капли клея, паяльной пасты или герметика по заданной траектории требует плавного, непрерывного плоскостного движения с контролируемой скоростью, что является сильной стороной SCARA в интерполяции по осям XY. Прямые линии, простые дуги и прямоугольные полосы по периметру плоской или почти плоской поверхности — это обычная работа SCARA; сложные трехмерные траектории вокруг контурного корпуса — нет.

Для этого типа процесса важна скорость перемещения, а не время цикла от точки к точке, поскольку манипулятор формирует непрерывный валик, а не перемещается между фиксированными точками. Дозирующий клапан обычно работает с постоянной скоростью перемещения, определяемой шириной валика и вязкостью материала, обычно в диапазоне 50-150 мм в секунду для стандартных герметиков и клеев, и задача робота — поддерживать эту скорость на постоянном уровне при прохождении поворотов, не допуская истончения или образования лужиц валика.

На практике дозирующие ячейки используют систему SCARA в сочетании с системой машинного зрения, которая определяет фактический край детали до начала нанесения шва, поскольку допуски на поступающие детали накапливаются быстрее на пути дозирования, чем при простом перемещении, а смещенный шов — это дефект, который легко пропустить визуально, но который обходится дорого, когда достигает следующей станции. Контроль высоты иглы и калибровка давления-времени-расстояния на дозирующем клапане здесь так же важны, как и точность траектории движения робота.

Когда этот процесс не подходит для SCARA: Для нанесения покрытия на деталь со сложной кривизной или на траекторию движения сопла, требующую изменения угла наклона сопла относительно поверхности, необходим контроль ориентации запястья, который может обеспечить только 6-осевой манипулятор.

Испытания, проверка и погрузка-разгрузка оборудования.

Загрузка детали в испытательный стенд, патрон станка с ЧПУ или станцию ​​оптического контроля и последующая ее выгрузка — это более медленный, но высокоточный аналог операции "захват и перемещение". Здесь важна повторяемость и чистая передача данных, а не общее время цикла, поскольку время простоя станции (цикл тестирования, время обработки, захват изображения) обычно составляет большую часть общего цикла станции независимо от скорости движения робота.

Поскольку темп работы задается этапом тестирования или обработки, покупатели иногда завышают размеры робота, полагая, что более быстрая манипуляторная рука ускорит работу всей станции, что редко оправдывается. Более целесообразной целью проектирования является минимизация времени передачи и исключение ошибок при загрузке, поскольку одна ошибка при загрузке, вызывающая срабатывание неисправности и останавливающая испытательную станцию ​​для ручного сброса, обходится дороже, чем немного более медленное, но более стабильное перемещение.

Согласно Международная федерация робототехникиВ сфере электроники и высокоточной промышленности для выполнения подобных задач, требующих постоянного контроля и перемещения, по-прежнему широко используются роботизированные манипуляторы с повторяющимися плоскими движениями, предназначенные именно для таких работ. Задача робота – обеспечить стабильность, а не скорость. Повторяемость SCARA-роботов в классе полезной нагрузки 0.1-5 кг обычно указывается в диапазоне ±0.01-0.03 мм. стандартами качества ISO 9283 Условия испытаний достаточно жесткие для большинства работ по тестированию электроники и несложных операций по загрузке и разгрузке при механической обработке.

Когда этот процесс не подходит для SCARA: Если зажим или патрон установлены под углом, или деталь необходимо перевернуть или изменить ориентацию между загрузкой и разгрузкой, дополнительные оси запястья 6-осевого манипулятора выполняют эту переориентацию за одно движение, вместо того чтобы требовать дополнительной станции для переворота.

Матрица принятия решений на уровне процесса: SCARA против 6-осевого метода против дельта-метода

В таблице ниже процесс принятия решения организован по типу процесса, а не по семейству роботов, что является более удобным порядком для покупателя, который уже знает, что должна делать станция, и пытается решить, какой манипулятор должен это делать.

*Типичные значения взяты из отраслевой практики для оружия с полезной нагрузкой от 3 до 20 кг и предлагаются в качестве диапазонов планирования, а не гарантированных характеристик конкретного изделия; необходимо сверить с техническим паспортом и, если время цикла является договорным, с приемочными испытаниями.

Контрольный список интеграции для каждого процесса

Робот редко является тем фактором, который определяет, достигнет ли ячейка SCARA целевого времени цикла. Эти пять факторов имеют решающее значение и применимы ко всем четырем типам процессов, описанным выше, независимо от того, закручивает ли станция шнеки, перемещает детали, наносит ли валик или загружает испытательный стенд. Пропуск любого из этих этапов, как правило, сначала проявляется как периодическая неисправность, а не как четкий отказ, что затрудняет выявление первопричины после того, как ячейка уже запущена в производство.

• Концевой инструмент манипулятора, подобранный под деталь: вакуумные присоски, размеры которых соответствуют площади поверхности и пористости, геометрия захватных губок, соответствующая особенностям захвата детали, или магазин для смены бит, размеры которого соответствуют типу крепежных элементов.
• Визуальное наведение в тех случаях, когда положение поступающей детали не может быть точно определено с помощью зажимного устройства, поскольку преимущество SCARA в скорости исчезает, если манипулятору приходится искать деталь на каждом цикле.
• Фиксация с использованием повторяемой базовой точки необходима, поскольку SCARA-манипулятор наследует любую позиционную неопределенность, которую ему предоставляет фиксатор, независимо от собственных спецификаций повторяемости манипулятора.
• Защитные ограждения, размеры которых соответствуют фактической площади сотовой связи и точкам доступа, задокументированы в соответствии с применимыми стандартами. ISO-10218 1 Требования к безопасности промышленных роботов перед запуском производственной ячейки.
• Ввод/вывод контроллера для обратной связи по крутящему моменту, силе или визуальному подтверждению, чтобы в случае неисправного цикла линия останавливалась, а дефект не передавался дальше по цепочке.

Показатели времени цикла и точности в этих приложениях.

Это помогает разграничить вклад робота и вклад станции, поскольку покупатели часто путают эти два понятия, сравнивая предложение SCARA с предложением 6-осевого или дельта-станка. Время перемещения робота — это лишь один из компонентов общего цикла работы станции; подача детали, привод инструмента и любые задержки при визуальном или измерительном контроле — это другие компоненты, и они не уменьшаются только потому, что робот работает быстро.

Согласно отраслевым данным, компактный SCARA-манипулятор с грузоподъемностью 3-20 кг обычно выполняет перемещение из точки в точку на 300 мм примерно за 0.3-0.5 секунды чистого движения робота. Именно поэтому время циклов завинчивания, перемещения и загрузки-разгрузки, как правило, увеличивается с учетом инструментов и размещения деталей. Повторяемость, проверенная в соответствии с ISO 9283, является более важным показателем для проведения испытаний и контроля; SCARA-манипулятор класса ±0.01-0.03 мм обеспечивает достаточно высокую точность для большинства электронных испытательных стендов и патронов для легкой обработки без необходимости абсолютной точности калиброванного 6-осевого манипулятора.

Распространенные ошибки при подборе SCARA для конкретного процесса.

Три ошибки являются причиной того, что большинство SCARA-ячеек не оправдывают заявленные характеристики. Первая — это расчет размеров манипулятора только по весу детали без учета веса оснастки, что незаметно снижает запас полезной нагрузки и может привести к выходу за пределы допустимых значений времени цикла. Вторая — это предположение, что система визуального наведения является необязательной, поскольку первые несколько образцов деталей поступили в фиксированном положении; серийные детали редко остаются в таком же положении после смены поставщика или партии.

Третья ошибка, и та, которую покупатели замечают чаще всего, заключается в том, что четыре описанных выше типа процесса рассматриваются как взаимозаменяемые, поскольку на брошюре они все выглядят как «приложения SCARA». Ячейка, предназначенная для завинчивания с помощью привода с обратной связью по крутящему моменту, не обеспечивает автоматического качественного дозирования клея, а ячейка для переноса, настроенная на скорость, не обеспечивает автоматически достаточной точности для испытаний на загрузку-разгрузку. Указание типа процесса, а не просто «SCARA», перед заказом позволяет избежать цикла доработки после первого производственного цикла.

В каких условиях оказывается интегратор?

Выбор технологии SCARA для конкретной станции — это решение, зависящее от технологического процесса, а не от отраслевой специфики. На одной и той же линии электроники можно использовать SCARA для завинчивания и перемещения винтов, Delta — для более легкого и высокоскоростного этапа захвата, а 6-осевой манипулятор — для станции загрузки-выгрузки, которая должна работать в наклонном испытательном приспособлении, и ни один из этих вариантов не является компромиссом; речь идет о согласовании геометрических требований каждой станции с соответствующим манипулятором.

Компания EVST (EVS TECH CO., LTD), производитель и интегратор робототехники из Чэнду, основанная в конце 2018 года, реализует проекты автоматизации в более чем 100 странах, предоставляя комплексную поддержку интеграции от глобальной сети инженеров-проектировщиков и производственные линии, сертифицированные по стандарту IATF16949 для автомобильной промышленности, в основе своей линейки SCARA. Команды, занимающиеся конкретным типом процесса и желающие получить второе мнение относительно инструментов или предположений о времени цикла, могут связаться с нашей командой через [ссылка на источник]. evsrobot.com.

Часто задаваемые вопросы

Какие наиболее распространенные области применения SCARA-роботов?

Завинчивание и закрепление винтов, перемещение и установка мелких деталей, дозирование или нанесение герметика, а также загрузка и разгрузка испытательных/контрольных машин составляют большинство задач, выполняемых с помощью SCARA. Все четыре задачи имеют преимущественно плоскую траекторию движения, что соответствует геометрии, для которой SCARA предназначена для быстрого перемещения.

В каких случаях для решения конкретной задачи следует предпочесть 6-осевой робот вместо SCARA-робота?

Выбирайте 6-осевой режим, когда процесс требует переориентации инструмента, например, при работе с угловыми крепежными элементами, нанесении покрытия на изогнутую поверхность, работе в наклонном приспособлении или переворачивании детали между загрузкой и выгрузкой. Запястье SCARA имеет только одну ось вращения и не может заменить настоящий многоосевой доступ.

Какой робот лучше подходит для операций захвата и перемещения: SCARA или Delta?

Дельта-роботы, как правило, выигрывают при перемещении очень легких деталей (менее 0.5 кг), преодолевая короткое постоянное расстояние с очень высокой скоростью. Роботы SCARA имеют преимущество, когда деталь тяжелее, расстояние перемещения больше или схема захвата меняется от станции к станции, а не повторяется одинаково.

Какое время цикла следует ожидать от ячейки для завинчивания винтов SCARA?

В среднем, время затяжки одного крепежного элемента для стандартных винтов для электроники составляет 0.8–1.5 секунды, включая время захвата биты, посадки и проверки крутящего момента, хотя это значение сильно зависит от инструмента. Любое заявленное производителем время цикла следует рассматривать как цифру из технической документации, пока оно не будет подтверждено фактическими параметрами крепежного элемента, крутящего момента и допуска детали в ходе приемочных испытаний.

Насколько точен SCARA-робот по сравнению с 6-осевым манипулятором?

Повторяемость для SCARA-манипуляторов класса 0.1-5 кг обычно указывается в диапазоне ±0.01-0.03 мм в условиях испытаний ISO 9283, что сопоставимо или даже точнее, чем у многих 6-осевых манипуляторов того же класса полезной нагрузки при выполнении повторяющихся точечных работ. Преимущество 6-осевых манипуляторов, как правило, заключается в абсолютной точности на большой, нерегулярной рабочей области, а не в повторяемости от точки к точке в стационарной ячейке.

Основные выводы

• Области применения SCARA подразделяются на четыре типа процессов: завинчивание, перемещение мелких деталей, дозирование и загрузка-выгрузка при тестировании/контроле, для всех которых характерна преимущественно плоская схема движения.
• Система SCARA уступает 6-осевым системам в тех случаях, когда инструменту требуется переориентация: при работе с крепежными элементами под углом, на изогнутых поверхностях дозирования, при наклоне зажимных приспособлений или при переворачивании деталей.
• В задачах, требующих наименьшего веса, максимальной скорости и длительной повторяемости операций по перемещению объектов, система SCARA уступает системе Delta, но восстанавливает свои позиции, когда вес деталей увеличивается или изменяется схема перемещения.
• Инструментарий, система визуального контроля, оснастка и защитные ограждения определяют реальное время цикла гораздо сильнее, чем технические характеристики самого робота.
• Перед заказом укажите тип процесса, а не просто «SCARA»: для ячейки завинчивания и ячейки дозирования требуется разная оснастка, даже если она установлена ​​на одном и том же манипуляторе.

Об авторе: Редакция EVST пишет о промышленной автоматизации для инженерных команд, помогая им выбрать подходящий тип робота для конкретного процесса. EVST — производитель и интегратор робототехники со штаб-квартирой в Чэнду, реализующий проекты автоматизации более чем в 100 странах мира. Компания имеет сертификаты IATF16949 автомобильного класса, а также сертификаты CE/SGS/TUV от сторонних организаций по всей своей продукции.

Автор: Редакционная группа EVST
Рассмотрено: Редакционная группа EVST
Последнее обновление: Июль 24, 2026
Метод: EVST Process-Type Fit Screen — это инструмент планирования со стороны покупателя, позволяющий подобрать тип робота для конкретного процесса перед заказом, но он не заменяет собой тестовый запуск, проводимый поставщиком для конкретного применения.
Редакционная политика · Политика исправления · Условия Пользования