Szerel, válogat, beültet… avagy mit adtak nekünk a japánok?

Klasszikus robotkonstrukcióhoz nyúlt vissza a FANUC a portfólióbővítésekor

2018. május 03., csütörtök, 06:00

Címkék: automatizálás Fanuc ipari robot összeszerelés robot robotika SCARA manipulátor

Már a régi görögök is… a közhelyszerű megállapítás bizonyos mértékben a robotokra is igaz, hiszen már az ókori görögök és rómaiak is készítettek robotszerű mechanizmusokat és vízzel hajtott szerkezeteket. A robot azonban mégis tipikusan XX. századi találmány, és hogy mennyire időtálló, azt jól jelzi, hogy a FANUC a kollaboratív robotok térhódítása közepette is bátran nyúlhatott hozzá egy bevált koncepcióhoz.

Az első SCARA robotot 1978-ban forradalmi prototípusként hozták létre Hiroshi Makino professzor laboratóriumában a Yamanashi Egyetemen. A 4 tengelyes SCARA egyetlen korábban látott robotkarra sem hasonlított. Egyszerűsége lenyűgözte a nagyközönséget: kevesebb mozgással több feladat elvégzésére volt képes nagy sebesség és pontosság mellett. A SCARA robotokat 1981-ben vezették be a kereskedelmi forgalomba, és a mai napig a legjobb ár/érték arányt nyújtják a nagy sebességű összeszerelés területén.

A SCARA robotok kinematikai felépítése alapvetően különbözik a többi ipari robotétól. Kettő, vagy három párhuzamos rotációs tengellyel rendelkeznek és mozgáskinematikájuk az emberi kart utánozza, „ízületeik” tehát lehetővé teszik, hogy függőleges és vízszintes irányban is mozogjanak. Az első és a második, billentő ízület a kart vízszintes síkban forgatja, a harmadik, transzlációs (egyenes vonalú, lineáris) ízület a megfogót emeli, illetve süllyeszti, és az így elérhető gyorsaság különösen előnyös az összeszerelési vagy beültetési feladatok során. A kar merev a Z tengelyen, de könnyen irányítható az XY síkban, ami rendkívül előnyös az összeszerelési műveletekben.

Az ilyen típusú robotok alkalmazásának legfőbb okai a rövid ciklusidők, a rugalmas terhelhetőség, a könnyű kezelhetőség és a relatív nagy munkaterület. Gyorsaságuk, merev szerkezetük és stabil működésük miatt a SCARA típusok általában – alkalmazástól függően – a gyártók első választásai között szerepelnek. Az ipar azonban az elmúlt években a SCARA robotok helyettesítőjeként fogadta el a csuklós, jellemzően hattengelyes robotkarokat. Ez az elmozdulás leginkább az autóiparban ment végbe. A robotkarok térhódítását segíti elő az ipar 4.0 koncepcióból eredően a mesterséges intelligencia robotkarokba integrálása is.

De mit adtak nekünk a SCARA robotok?

Vízvezetéket, utakat, oktatást… rendben van, ezeket talán nem. De a Japánból induló rugalmas összeszerelő rendszerek valóságos forradalmat okoztak a kis méretű elektronikai árucikkek gyártásában, olyan termékeket hozva létre, amelyek mindörökre megváltoztatták a világot. Dr. Matthew T. Mason, a Carnegie Mellon Egyetem Robotikai Intézetének igazgatója szerint a „SCARA robotok az automatizált gyártás letéteményesei, ami olyan olcsó, modern elektronikus termékek létrehozását tették lehetővé, amelyeket most maguktól értetődőnek tartunk”.

A SCARA-konstrukció tehát nem hiányozhat a világ legnagyobb automatizálási gyártó cégének kínálatából sem. Az összeszerelési, tesztelési, minőség-ellenőrzési és csomagolási alkalmazásokra a FANUC korábban a DELTA robotokat ajánlotta, de azok függőleges mozgástartománya és karkinyúlása nem mindig bizonyult elégségesnek. 2017 novemberében tehát bemutatták az SR sorozatba tartozó SR-3iA modellt, amelyet 3 kg teherbírás, 400 mm hatótáv és 200 mm kinyúlás jellemez.

Az SR széria a SCARA robotok hagyományos alkalmazási területeinek megfelelően elsősorban az elektronikai ipart célozza, így Ázsiából mutatkozik rá a legnagyobb kereslet, de Magyarországon is több nagyvállalat használja – elsősorban idehaza is az elektronikai gyártásban, de hasonlóan kiváló teljesítményt nyújt a hazánkban kimondottan erős gyógyszeripari alkalmazásokban is.

Kicsi a robot, de erős

Az új SR-3iA robot a FANUC következő dimenzióját képviseli sebességben és precizitásban az összeszerelés és az anyagmozgató alkalmazások terén. Munkaterét tekintve a korábbi modelleknél nagyobb kinyúlással rendelkezik, függőleges mozgástartománya pedig szintén túlszárnyalja a hasonló robotokét. A levegőbemenetek, a 24 V DC áramfelvétel, az I/O jelkábelek és a mágnesszelepek a konstrukció belsejében találhatók meg, így nincs szükség a kar mentén rögzített vezetékekre, és a karcsú profil a periferikus eszközökkel történő interferenciát is minimalizálja. Az így elérhető sebesség (720, 780 és 3 000 °/mp az első, második és negyedik tengelyeken, illetve 1 800 mm/mp Z irányban) alacsony ciklusidőket eredményez.

Szerelni csak pontosan, szépen…

Automatikus szerelés során elengedhetetlen a nagy fokú precizitás, így a szerelési feladatokra kifejlesztett robotnak nagy helyzetpontosságot kell garantálnia a mozgás során, és megfelelő engedékenységgel kell rendelkeznie az egyes tengelyirányokban. A fenti kívánalmaknak a SCARA robottípus tesz leginkább eleget, és az SR-3iA modell a típuson belül is kiemelkedő paraméterekkel bír. Mozgástartománya 284, 290 és 720° az első, második és negyedik tengelyeken, valamint 200 mm a Z tengelyen, ismétlési pontossága pedig ±0,01 mm, illetve ±0,004 mm ugyanitt.

Az új R-30iB Compact Plus vezérlővel az új SCARA robot ugyanazt a kifinomultságot és megbízhatóságot kínálja, amit az összes FANUC robot, beleértve az integrált iRVision-t, iRPickTool-t, erőérzékelést, szállítószalag-követést, terepibusz-kapcsolatot, integrált biztonságot és sok más egyéb szoftveropciót. Az új SCARA iRProgrammer szoftver könnyen kezelhető felületének segítségével gyerekjáték elvégezni a robot teljes beállítását és felprogramozását, akár tablet vagy PC segítségével, melyet akár egy webböngészővel is megtehetünk (például Safari vagy Chrome).

A SCARA jövője

Az elmúlt években minden robottípusban felgyorsultak a fejlesztések. A SCARA robotok kapcsán ezek a fejlesztések a következő területeken mutatkoznak meg:

  • Meghatározott sebességre és mozgásspecifikációra készen kaphatók, így szállítás után azonnal jobb teljesítményt nyújtanak;
  • Bonyolult feladatok végrehajtására is képesek, de a komplex mozgásminták több programozást is igényelhetnek;
  • Kisebb helyet foglalnak el és könnyebb szerkezetűek;
  • Tartalmazhatnak egy kevésbé merev karhosszabbítót is, mivel eredetileg olyan könnyűre építik őket, amilyenre csak lehet;
  • Előregyártott változatban készülnek a definiált teljesítményértékekhez.

A hattengelyes robotok autóipari dominanciájától függetlenül a SCARA robotok alkalmazása jelenleg növekvő tendenciát mutat, részarányuk az ipari robotokon belül globálisan 12–15%-ra tehető. A legnagyobb robotpiacnak számító Kínában öt év alatt, 2012 és 2017 között 4,8%-ról 10,8%-ra ugrott a SCARA típus részaránya. A FANUC tehát erős piaci igényre reagált a típus kifejlesztésével. Az SR-3iA modell iránti hatalmas ázsiai kereslet mellett egyre élénkül az európai érdeklődés is. A FANUC tehát jó lóra tett a fejlesztési projekt elindításakor, hiszen ha a jövőben nyílik egy Hírességek Csarnoka az ipari robotok számára is, a most reneszánszukat élő SCARA robotok minden bizonnyal kirobbanthatatlanok lesznek belőle.

Molnár László

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek