Robot SCARA – budowa, zasada działania i zastosowania

Robot SCARA to czteroosiowy robot przemysłowy, którego dwa ramiona obracają się w poziomie, a pionowy wałek na końcu opuszcza, podnosi i obraca narzędzie. Najlepiej radzi sobie z montażem drobnych części i przekładaniem detali z góry, bo jest szybki, zajmuje mało miejsca i wraca do zapisanego punktu z powtarzalnością rzędu setnych części milimetra. Modele z tego przeglądu podnoszą od 2 do 60 kg, a Epson T3 ze sterownikiem kosztuje w sklepie producenta 36 189,55 zł netto.

Co to jest robot SCARA?

Robot SCARA to robot przemysłowy o czterech osiach: dwie pierwsze to przeguby obrotowe, które przesuwają ramię nad stołem, a dwie ostatnie są zespolone w jednym wałku i dają ruch w pionie oraz obrót narzędzia. Tak opisuje swoją serię KR SCARA firma KUKA. Z góry robot typu SCARA przypomina rękę zgiętą w łokciu, która sunie nad blatem.

Nazwa to skrót od angielskiego selective compliance assembly robot arm, czyli ramienia montażowego o wybiórczej podatności. W poziomie ramię minimalnie ustępuje, w pionie jest sztywne. Kiedy robot wciska okrągły kołek w okrągły otwór i trafi o włos obok, ramię lekko się przesunie, zamiast zakleszczyć detal.

Pierwszy prototyp powstał w 1978 roku na Uniwersytecie Yamanashi, w zespole prof. Hiroshiego Makino. Pracowało nad nim konsorcjum uczelni i 13 japońskich firm, działające od kwietnia 1978 do marca 1981 roku. Drugi prototyp był gotowy w 1980 roku, a w 1981 roku Sankyo Seiki, Pentel i NEC pokazały SCARA jako zupełnie nowy rodzaj robota montażowego. W 2006 roku konstrukcja trafiła do Robot Hall of Fame jako drugi robot przemysłowy i trzeci japoński robot w tym gronie.

Budowa robota SCARA – cztery osie i przestrzeń robocza

Robot SCARA składa się z podstawy, dwóch poziomych ramion i pionowego wałka, na którym mocujesz chwytak, przyssawkę albo wkrętarkę. Każda z czterech osi odpowiada za jeden ruch:

  1. Oś 1, „bark”: obraca pierwsze ramię wokół podstawy.
  2. Oś 2, „łokieć”: obraca drugie ramię względem pierwszego. Osie 1 i 2 razem ustawiają narzędzie w dowolnym punkcie płaszczyzny poziomej (X, Y).
  3. Oś 3: przesuwa wałek w górę i w dół (oś Z).
  4. Oś 4: obraca wałek, a z nim chwytak, wokół pionu.

Osie obrotu 1, 2 i 4 są pionowe i równoległe. Z tego układu bierze się zarówno wybiórcza podatność, jak i główne ograniczenie: narzędzie zawsze patrzy w dół. SCARA nie przechyli detalu i nie wkręci śruby z boku obudowy.

Przestrzeń robocza, widziana z góry, ma kształt pierścienia albo jego wycinka, zależnie od zakresu obrotu pierwszej osi. Zewnętrzną granicę wyznacza suma długości obu ramion (w Epson T3: 225 + 175 mm, czyli 400 mm zasięgu), a przy samej podstawie zostaje strefa, do której chwytak nie sięgnie. Wysokość tej przestrzeni to skok osi Z. W katalogach wygląda to tak: Epson LS4 ma zasięg 400 mm i skok 150 mm, Epson LS10 do 800 mm i 200 mm, a KUKA KR SCARA sięga od 500 do 1200 mm.

Nie każdy SCARA stoi na podłodze. FANUC SR-3iA/U wisi pod sufitem, a sufitowa seria Epson RS potrafi przełożyć drugie ramię pod pierwszym. Robot zawieszony nad stanowiskiem zostawia cały stół na tacki i podajniki.

Ruchem steruje sterownik, który przelicza współrzędne punktu na kąty osi (to tak zwana kinematyka odwrotna). Przy ruchu po prostej robi to na bieżąco, bo z dwóch obrotów linia prosta wychodzi tylko przy ciągłej korekcie. KUKA łączy KR SCARA ze sterownikiem KR C5 micro i panelem smartPAD, Mitsubishi Electric dostarcza RH-3FRH z kontrolerem CR800-D, a Epson T3 ma sterownik wbudowany w robota.

Gdzie sprawdza się robot SCARA?

Robot SCARA sprawdza się tam, gdzie detal trzeba szybko wziąć z góry i odłożyć albo wcisnąć w to samo miejsce: przy montażu elektroniki, przekładaniu detali (pick and place), pakowaniu i kontroli jakości. Producenci wymieniają niemal tę samą listę zadań.

  • Montaż drobnych części: wciskanie kołków i zatrzasków, wkładanie podzespołów w obudowy. KUKA pisze wprost o manipulowaniu małymi przedmiotami, takimi jak smartfony.
  • Pick and place: przekładanie z tacek, z taśmy do pudełka, z podajnika do gniazda maszyny. Dla serii RH-CRH Mitsubishi wymienia też etykietowanie i śledzenie przenośnika, czyli pobieranie detali z jadącej taśmy.
  • Elektronika: wersje ESD chronią wrażliwe podzespoły przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Mają je w ofercie m.in. KUKA i Epson.
  • Pomieszczenia czyste i wyroby medyczne: FANUC i KUKA oferują SCARA z certyfikatem ISO 5, Epson wersje do pomieszczeń klasy ISO 3. KUKA poleca serię CR do elementów z tworzyw używanych w medycynie.
  • Żywność: FANUC SR w wersji Food/Clean ma białą powłokę epoksydową, smar spożywczy NSF-H1, odporne na korozję śruby i stopień ochrony IP54.
  • Akumulatory: KUKA wskazuje 12-kilogramowy model m.in. do układania w stosy ciężkich akumulatorów.
  • Dozowanie i wkręcanie: z dozownikiem zamiast chwytaka robot prowadzi klej po płaskim torze, z wkrętarką dokręca śruby wkładane od góry.

Gorzej wypada, gdy narzędzie trzeba pochylić, detal leży z boku maszyny albo waży więcej niż udźwig największych modeli. Wtedy wybierasz ramię 6-osiowe.

SCARA, delta czy ramię 6-osiowe?

SCARA wybierz do szybkiej pracy z góry, na płaskim stanowisku, przy detalach ważących od kilku do kilkudziesięciu kilogramów. Delta wygrywa przy bardzo szybkim przekładaniu lekkich rzeczy z taśmy, a ramię 6-osiowe tam, gdzie narzędzie musi się pochylić albo detal jest naprawdę ciężki.

Cecha SCARA Delta Ramię 6-osiowe
Liczba osi 4 3 lub 4 (KUKA KR DELTA: 4) 6
Jak prowadzi narzędzie w poziomie, w pionie i z obrotem wokół pionu z góry, nad płaską strefą pod robotem pod dowolnym kątem, także z boku i od dołu
Montaż podłoga, stół, sufit (FANUC SR-3iA/U) nad przenośnikiem, pod sufitem podłoga, sufit, ściana
Udźwig wg producentów 3–20 kg (FANUC SR), 6–60 kg (KUKA KR SCARA) do 15 kg (KUKA KR 15 D1200-2) do 2300 kg (FANUC M-2000iA/2300)
Czas cyklu wg producenta od 0,36 s (KUKA KR SCARA, zasięg 500 mm) poniżej 0,32 s (KUKA KR DELTA) zależy od modelu i toru
Mocna strona wciskanie, montaż pionowy, przekładanie z tacek sortowanie i pakowanie z taśmy spawanie, lakierowanie, obsługa maszyn
Słaba strona narzędzie tylko pionowo, martwa strefa przy podstawie mały udźwig, płytka przestrzeń robocza potrzebuje więcej miejsca wokół siebie

Czasy cyklu producenci mierzą na krótkim, umownym torze, więc traktuj je jako porównanie w obrębie jednej marki, a nie obietnicę dla twojego stanowiska. KUKA twierdzi, że SCARA pracuje znacznie szybciej od robotów 6-osiowych i łatwiej się ją programuje. To zrozumiałe: mniej osi oznacza mniej możliwych ustawień ramienia dla tego samego punktu.

W praktyce decyzję często przesądza jedno pytanie: czy narzędzie kiedykolwiek musi odchylić się od pionu? Jeśli tak, SCARA odpada. Jeśli nie, a detal waży więcej niż kilka kilogramów albo trzeba go precyzyjnie wcisnąć, SCARA zwykle wygrywa z deltą.

Producenci robotów SCARA

Roboty SCARA produkują m.in. Epson, FANUC, KUKA i Mitsubishi Electric. Każdy z nich ma kilka modeli różniących się udźwigiem, zasięgiem i wersją do trudnych warunków.

Producent Kraj Serie SCARA Udźwig i zasięg wg producenta Co je wyróżnia
Epson Japonia T, LS, GX, RS LS4: 4 kg, 400 mm; LS10: 10 kg, do 800 mm; GX20: zasięg 1000 mm seria T ze sterownikiem w robocie, wersje ISO 3 i ESD, sufitowa seria RS
FANUC Japonia SR 3–20 kg, 350–1100 mm wersje sufitowa (SR-3iA/U), stelażowa (SR-9iA/R) i Food/Clean
KUKA Niemcy KR SCARA 6–60 kg, 500–1200 mm KR 60 o stosunku udźwigu do masy 1:2, jeden system z innymi robotami KUKA
Mitsubishi Electric Japonia MELFA RH (m.in. RH-CRH, RH-FRH) RH-CRH: 3, 6, 10 i 20 kg RH-3FRH: 8300 mm/s i powtarzalność ±0,012 mm
igus Niemcy Robot SCARA 4 DOF 2 kg, 560 mm konstrukcja głównie z tworzyw sztucznych, cena w sklepie

Epson produkuje roboty od 1980 roku i ma kilka serii SCARA, od prostej T, pomyślanej jako zamiennik osi liniowych przy przekładaniu detali, po sufitową RS. FANUC SCARA to rodzina SR: sześć modeli standardowych i trzy w wersji Food/Clean z certyfikatem ISO 5.

W materiale z 2024 roku KUKA opisała KR 20 z trzema zasięgami (800, 1000 i 1200 mm) i precyzyjną przekładnią planetarną oraz KR 60 o udźwigu 60 kg. Mitsubishi Electric podaje dla RH-3FRH5515-D zasięg 550 mm, skok 150 mm, czas cyklu 0,51 s i masę 32 kg, a kompaktowy RH-3CRH waży 14 kg.

Przy wyborze marki liczy się też to, co już pracuje w zakładzie. Jeśli masz roboty jednego producenta, ten sam panel i język programowania skracają szkolenie, a serwis zna wasze maszyny.

Ile kosztuje robot SCARA?

Nowy robot SCARA ze sterownikiem kosztuje kilkadziesiąt tysięcy złotych: Epson sprzedaje T3-B401S o udźwigu 3 kg w swoim sklepie za 36 189,55 zł netto, czyli 44 513,15 zł brutto. Tańszy jest SCARA z tworzyw, ale bez sterownika, a używany Epson G10-851C kosztuje 12 000 zł netto.

Co kupujesz Model i parametry Cena
Nowy SCARA z tworzyw, bez sterownika igus Robot SCARA 4 DOF: 2 kg, zasięg 560 mm, skok 500 mm 28 722,04 zł
Nowy SCARA przemysłowy ze sterownikiem Epson T3-B401S: 3 kg, zasięg 400 mm, skok 150 mm, ±0,02 mm 36 189,55 zł netto
Używany SCARA przemysłowy Epson G10-851C: udźwig nominalny 5 kg, maksymalny 10 kg, zasięg 850 mm 12 000 zł netto

Ceny nowych robotów pochodzą ze sklepów internetowych igus i Epsona, a używanego z oferty sprzedawcy robotów z drugiej ręki. Stan na 23 września 2026 roku.

Niższa cena robota z tworzyw oznacza przede wszystkim niższe tempo. igus podaje dla swojego robota 20 podniesień na minutę i trwałość co najmniej 2,5 mln cykli. Epson T3 ma czas cyklu 0,54 s, co w teorii daje około 111 cykli na minutę (60 s ÷ 0,54 s). Oba wskaźniki mierzy się inaczej, ale rząd wielkości jest jasny. Dla robota z tworzyw policz też resurs: 2,5 mln cykli przy 20 na minutę to 125 tys. minut, czyli około 2080 godzin ciągłej pracy. Przy jednej zmianie (8 godzin, 250 dni w roku) wychodzi mniej więcej rok.

FANUC, KUKA i Mitsubishi Electric nie pokazują cen publicznie, wycenę dostajesz na zapytanie. KUKA sprzedaje KR SCARA także jako gotowy zestaw Express Pack z kontrolerem, panelem i oprogramowaniem.

Do ceny robota doliczasz chwytak, osłony, uruchomienie i sposób podawania detali. Wycena stanowiska zależy głównie od tego, jak detale trafiają pod robota: ułożone w tackach, wysypane luzem na podajnik z kamerą czy jadące po taśmie.

FAQ

Co oznacza skrót SCARA?

SCARA to skrót od angielskiego selective compliance assembly robot arm, a w drugiej wersji selective compliance articulated robot arm. Po polsku to ramię montażowe (w drugiej wersji: przegubowe) o wybiórczej, czyli selektywnej, podatności. Chodzi o ramię, które ustępuje w poziomie, a w pionie jest sztywne.

Ile osi ma robot SCARA?

Typowy robot SCARA ma cztery osie, a producenci opisują go wprost jako robota 4-osiowego (KUKA, FANUC) albo z czterema stopniami swobody (igus). Trzy osie ustawiają narzędzie w przestrzeni, czwarta obraca je wokół pionu. Brakuje osi, które pochylałyby narzędzie, dlatego SCARA pracuje wyłącznie z góry.

Czy SCARA jest szybsza od robota delta?

Przy przekładaniu lekkich rzeczy z taśmy zwykle nie. U KUKA delta osiąga czas cyklu poniżej 0,32 s, a SCARA od 0,36 s, co daje około 167 cykli na minutę (60 s ÷ 0,36 s). Niektóre delty wykonują według Wikipedii do 300 pobrań na minutę. SCARA wygrywa za to udźwigiem (u KUKA do 60 kg wobec 15 kg delty) i precyzyjnym wciskaniem detali.

Czym się różni robot SCARA od cobota?

SCARA to rodzaj budowy robota, a cobot to sposób pracy: robot zaprojektowany tak, by po ocenie ryzyka mógł pracować tuż obok człowieka, z ograniczoną siłą i prędkością. Klasyczny SCARA porusza się bardzo szybko, np. Mitsubishi RH-3FRH do 8300 mm/s, więc zwykle stoi za osłoną jak każdy robot przemysłowy. Coboty mają z kolei zwykle budowę ramienia przegubowego.

Z czego jest zrobiony robot SCARA?

Robot SCARA składa się z podstawy, dwóch ramion z silnikami i przekładniami, wałka z osiami 3 i 4 oraz sterownika. KUKA montuje w pierwszej osi KR 20 precyzyjną przekładnię planetarną, która usztywnia ramię. W wersjach spożywczych FANUC pokrywa ramię białą powłoką epoksydową, a igus buduje swój model głównie z tworzyw sztucznych. Mały Epson T3 waży 16 kg.

Zanim zamówisz SCARA: zmierz trzy rzeczy

Zapisz najdalszy punkt, do którego robot ma sięgnąć, głębokość, na jaką musi opuścić narzędzie, i masę detalu razem z chwytakiem. Pierwsza liczba wskaże zasięg, druga skok osi Z, trzecia udźwig, a z tymi trzema wartościami zawęzisz katalog do kilku modeli. Jeśli zadanie wymaga pochylenia narzędzia albo pracy z boku, porównaj SCARA z pięcioma pozostałymi typami w przewodniku roboty przemysłowe: rodzaje i zastosowania.

Zdjęcie główne: Hirata Robotics GmbH, Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 3.0 de

Dodaj komentarz