Robot SCARA là gì? Ứng dụng và lợi ích của SCARA Robot

Tự động hóa là xu thế tất yếu trong nền công nghiệp 4.0. Trong đó, Robot SCARA là một trong những giải pháp tự động hóa đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: Cơ khí chế tạo, điện tử, dược phẩm… Bài viết này sẽ cung cấp những kiến thức cơ bản về Robot SCARA và ứng dụng của giải pháp tự động hóa này trong sản xuất.

Robot SCARA là gì?

Robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm – Cánh tay robot lắp ráp tuân thủ chọn lọc hay cánh tay robot khớp nối tuân thủ chọn lọc) là một loại cánh tay robot công nghiệp có khả năng thực hiện các nhiệm vụ lắp ráp nhanh với độ chính xác cao trên một mặt phẳng, phù hợp để thực hiện các công việc như: Gắp và đặt (pick and place) vật liệu, xử lý và đóng gói sản phẩm, phân loại, lắp ráp linh kiện…

Tìm hiểu thêm: Các loại robot công nghiệp và ứng dụng trong sản xuất

Robot SCARA là một loại cánh tay robot công nghiệp

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Robot SCARA

Cấu tạo của Robot SCARA

Cấu tạo chính của một SCARA Robot bao gồm:

• Cánh tay robot (Arm): Gồm hai khớp quay nối tiếp, tạo thành cấu trúc có độ linh hoạt cao theo phương ngang.
• Trục Z và đầu công cụ (End Effector): Trục Z có thể di chuyển lên xuống theo phương thẳng đứng và thường có gắn đầu gắp, hàn, hoặc các công cụ khác.
• Động cơ Servo: Điều khiển các khớp quay và trục Z, đảm bảo độ chính xác cao khi hoạt động.
• Bộ điều khiển trung tâm (Controller): Xử lý tín hiệu từ cảm biến và điều khiển chuyển động của robot theo chương trình được lập trình sẵn.
• Cảm biến: Có thể bao gồm cảm biến lực, cảm biến vị trí, cảm biến hình ảnh giúp robot nhận diện vật thể và điều chỉnh thao tác chính xác.

Cấu tạo của cánh tay robot khớp nối tuân thủ chọn lọc

Nguyên lý hoạt động của  SCARA Robot Arm

Robot SCARA vận hành dựa trên sự phối hợp nhịp nhàng giữa các khớp quay và trục thẳng đứng để thực hiện thao tác với độ chính xác cao. Hai khớp quay chính điều khiển cánh tay robot di chuyển linh hoạt trong mặt phẳng ngang (trục X và Y) để tiếp cận các vị trí khác nhau một cách linh hoạt. Trục Z di chuyển lên xuống theo phương thẳng đứng, hỗ trợ thực hiện các thao tác như: Gắp, đặt lắp ráp hoặc hàn linh kiện.

Nhờ sự phối hợp nhịp nhàng giữa các động cơ servo và bộ điều khiển trung tâm, Robot SCARA có thể thực hiện các nhiệm vụ với tốc độ cao và độ chính xác vượt trội. Điều này giúp SCARA Robot Arm trở thành giải pháp tối ưu trong các dây chuyền sản xuất tự động hóa.

Phân loại SCARA Robot

Dựa vào số trục được trang bị, Robot Scara được chia thành hai loại chính là:

Robot SCARA có 2 loại chính

• Robot Scara 4 bậc (Robot SCARA 4 trục): Đây là phân loại phổ biến nhất của cánh tay robot lắp ráp tuân thủ chọn lọc. Robot SCARA 4 trục được thiết kế với 2 trục quay cho chuyển động ngang (X-Y), 1 trục thẳng đứng (Z) cho chuyển động lên xuống và 1 trục quay ở cổ tay (có thể xoay 360 độ quanh trục Z). Với thiết kế này, Robot Scara 4 bậc có thể thực hiện các công việc có độ khó cao (ví dụ: Lắp ráp các linh kiện phức tạp trên bảng mạch in, bắn vít, hàn, mài, đóng gói sản phẩm…) 
• Robot Scara 3 bậc (Robot SCARA 3 trục): Thiết kế tương tự Robot SCARA 4 trục nhưng không có trục quay ở cổ tay nên tính linh hoạt không cao bằng. Loại này thường được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản như: Nhặt hàng, di chuyển vật liệu, đóng gói hàng hóa…

Ưu điểm của Robot SCARA so với các loại robot khác

Tốc độ xử lý nhanh

SCARA Robot Arm có khả năng thực hiện các chuyển động nhanh với thời gian chu kỳ (cycle time) ngắn, thường trong khoảng vài giây hoặc thậm chí dưới một giây cho mỗi chu kỳ hoạt động. Nhờ đó, SCARA trở thành thiết bị lý tưởng cho những ứng dụng cần sản xuất với số lượng lớn trong thời gian ngắn.

Độ chính xác cao

Robot SCARA nổi bật với khả năng định vị và lặp lại vị trí cực kỳ chính xác, vượt trội so với nhiều loại cánh tay robot công nghiệp khác. Trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao như lắp ráp linh kiện điện tử, SCARA Robot có thể thực hiện các thao tác với sai số chỉ vài micromet. Độ chính xác lặp lại (repeatability) có thể đạt đến ±0.01mm giúp SCARA đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định, giảm thiểu sai sót và lãng phí trong quá trình sản xuất.

Thiết kế gọn nhẹ

Cánh tay robot lắp ráp tuân thủ chọn lọc thường có thiết kế đơn giản, nhỏ gọn nên không chiếm nhiều không gian làm việc. Đặc điểm này đặc biệt phù hợp với các nhà máy hoặc xưởng sản xuất có diện tích hạn chế, cho phép tích hợp SCARA vào các dây chuyền sản xuất hiện có một cách dễ dàng. 

Chi phí đầu tư thấp

So với nhiều loại cánh tay robot khác, Robot SCARA thường có chi phí đầu tư thấp hơn, các chi phí liên quan đến bảo trì và vận hành cũng ít tốn kém hơn nhờ cấu trúc đơn giản với ít chi tiết chuyển động.

Dễ dàng tích hợp và lập trình

Robot SCARA dễ dàng tích hợp vào các dây chuyền sản xuất hiện có trong nhà máy. Việc lập trình robot cũng tương đối đơn giản, giúp giảm thời gian và chi phí cài đặt.

Các ứng dụng phổ biến của Robot SCARA

Với thiết kế linh hoạt, SCARA Robot Arm đang trở thành một công cụ không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến nhất của loại robot này:

SCARA Robot được ứng dụng trong hoạt động Picking and Placing

• Lắp ráp (Assembly): SCARA Robot được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện tử, cơ khí để lắp ráp các linh kiện có dung sai nhỏ như bảng mạch, chip, cảm biến, chi tiết máy móc… 
• Nhặt lên và đặt xuống (Picking and Placing): Với khả năng nâng tải từ vài gram đến vài kilogram (tùy từng model), Robot SCARA có thể được dùng để nhặt hàng, vận chuyển vật liệu, chi tiết giữa các công đoạn sản xuất.
• Tháo rời (Disassembly): Trong quy trình tái sử dụng và bảo dưỡng thiết bị, robot SCARA có thể thực hiện công việc tháo rời các thành phần một cách nhanh chóng và hiệu quả.
• Xử lý vật liệu (Material Handling): Tại các nhà máy, SCARA Robot có thể dùng để di chuyển và xử lý vật liệu để tạo thành thành phẩm trong quy trình sản xuất.
• Bôi keo và hàn PCB (Dispensing & PCB Soldering): Thiết bị này cũng được sử dụng trong các ứng dụng bôi keo, hàn điểm yêu cầu độ đồng đều và chính xác cao.

Có thể bạn quan tâm: Ứng dụng của Robot AMR trong nhà máy thông minh

Robot SCARA là giải pháp hiệu quả cho nhiều ứng dụng công nghiệp nhờ tốc độ, độ chính xác và tính linh hoạt cao. Với những thông tin được chia sẻ ở trên, hy vọng bạn đã có cái nhìn tổng quan và đầy đủ về Robot SCARA, từ đó có thể đưa ra quyết định đúng đắn khi lựa chọn giải pháp tự động hóa cho doanh nghiệp của mình.