Roboty tej kategorii nie są jeszcze tak dobrze rozpoznawalne jak roboty kartezjańskie, jednakże są zastosowania, w których sprawdzają się zdecydowanie lepiej. Głównym problemem, który rozwiązały opracowane przez japońskich inżynierów roboty SCARA (ang. Selective Compliant Assembly Robot Arm), było uzyskanie maksymalnej szybkości w czynnościach, które wymagają poruszania się w jednej płaszczyźnie.

Inżynierowie procesów na co dzień podejmują próby usprawniania procesów produkcyjnych. Często, stając przed niestandardowym problemem, przyjmuje się założenie, że automatyzacja danej czynności będzie wymagała budowy nowej maszyny, a co za tym idzie dużej inwestycji. Roboty SCARA łamią ten stereotyp dzięki niewielkim wymiarom, elastyczności sterowania oraz bardzo ekonomicznym kosztom uruchomienia. Przykładem niestandardowego zastosowania robota SCARA może być aplikacja do zakręcania nakrętek na opakowaniach w firmie spożywczej lub praca w laboratorium testującym pompy, a także polerowanie elementów stalowych. Przykłady można mnożyć. Ograniczeniem wydaje się być tylko kreatywność inżynierów.

O ile niektóre zastosowania robotów kartezjańskich, przykładowo paletyzacja, wymagają tylko zaprojektowania powtarzalnych trajektorii ruchu, o tyle roboty SCARA integrowane są najczęściej z systemami wizyjnymi i urządzeniami identyfikacji (kody kreskowe itp.). Aplikacje układania elementów na taśmie lub w pudelkach (np. czekoladek), precyzyjnego składania (np. elementy skrzyni biegów), kontroli jakości urządzeń, wymagają współpracy z systemem, który będzie „podpowiadał" robotowi, gdzie znajdzie element oraz wskazywał optymalną trajektorię ruchu i wykonania danej czynności.

Przykład wdrożenia
Dobrym przykładem kreatywnego zastosowania robotów SCARA jest firma WeltBild. W głównym magazynie dostaw w Augsburgu WeltBild konfekcjonuje i przygotowuje do wysyłki dzienne zapotrzebowanie dla ponad dwustu zewnętrznych punktów logistycznych. Artykuły są oznaczane przed posortowaniem zgodnie z miejscem przeznaczenia. Naklejaniem etykiet z kodem kreskowym zarządza sortownik, który przydziela produkty do poszczególnych filii.

Przed zastosowaniem robotyzacji pracownik wykładał produkty na podajnik taśmowy w małych odstępach, następnie były one transportowane do sortownika. Przy tak krótkim czasie cyklu (ok. 4000 produktów na godzinę, ponad 66 na minutę) niemożliwe było ich dokładne wyrównanie. Dodatkowo system etykietowania musiał obsługiwać również artykuły o różnych wymiarach.

Po wdrożeniu robotów SCARA etykietowanie odbywa się w trakcie ruchu taśmociągu, a etykieta musi zostać przyklejona na najwyższym punkcie produktu. Na podstawie otrzymanego profilu 3D (dane ze skanera 3D) system automatycznie oblicza koordynaty optymalnego punktu klejenia, a kontroler robota wyznacza najlepszą trajektorię ruchu.

Konstrukcja
Roboty SCARA charakteryzują się prostą budową wykorzystująca złącza obrotowe z pionową osią obrotu. Dzięki takiej konstrukcji ramię robota jest bardzo sztywne i pozwala na generowanie dużej siły prostopadle do podłoża, czyli tam, gdzie jest najbardziej potrzebna. Taki układ kinematyczny pozwala na uzyskanie małej masy robota przy stosunkowo dużych udźwigach dochodzących do 20 kg.

Urządzenia te są niezwykle szybkie i precyzyjne, świetnie sprawdzające się w zadaniach przekładania i montażu elementów oraz kontroli jakości czy pakowania. Jedynym ograniczeniem w stosunku do robotów 6-osiowych jest brak możliwości swobodnego manipulowania pobranym obiektem. Pobierany jest on bowiem prostopadle do podłoża, przenoszony i odkładamy w ten sam sposób.

 Autorzy artykułu są pracownikami firmy ASTOR; www.astor.com.pl