EPSON e os Robots SCARA
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A Epson Robotics é uma empresa do grupo Seiko Corporation, nascida, nos anos 80, da necessidade de criar soluções de montagem rápida e precisa para os relógios Seiko. Para responder a esta necessidade, e seguindo o conceito criado pelo Professor Hiroshi Makino, a Epson criou o seu primeiro robot SCARA, que foi usado no processo de produção interno da Seiko Epson. Em 1982 esse mesmo conceito é colocado no mercado com o primeiro robot SCARA produzido em série. Desde então o SCARA tem evoluído para acompanhar as necessidades do mercado de produzir mais rápido e em maior quantidade. O robot SCARA (Selective Complience Assembly Robotic Arm) é constituído por dois ou, mais usualmente, três eixos rotacionais paralelos verticais e um eixo linear vertical. Esta configuração torna-o extremamente resistente a forças exercidas na vertical, o que é ideal para, por exemplo, trabalhos de inserção de componentes. As suas semelhanças a um braço humano em movimentos horizontais faz com que seja extremamente simples desenvolver outras aplicações em planos horizontais, ou até substituir pessoas e processos já existentes, com recurso a este tipo de robot. Relativamente à sua concorrência típica - o robot cartesiano - o SCARA é mais rápido, mais pequeno e mais económico para cargas e áreas de trabalho equivalentes. Com as suas duas gamas de robots SCARA, a Epson pretende desafiar os limites
da performance e da relação qualidade/ preço neste tipo de robots. Na série G podem-se encontrar robots com alcances desde 175 mm até aos 1000 mm e capacidades de carga de 1 kg a 20 kg, sempre com altas prestações que podem chegar aos 0,34 segundos de tempo de ciclo ISO e velocidades de 11,5 m/s. A gama LS (Light Scara) coloca no mercado a qualidade e prestações Epson a um valor altamente competitivo. A gama LS contém robots para 3 kg e 6 kg com alcances de 400 mm ou 600 mm. A gama RS é muito especial já que desafia o próprio conceito do robot SCARA propondo um novo design que permite repensar a forma de utilização e aplicações tradicionais no robot SCARA.
TECNOLOGIA EPSON SPIDER Devido à sua morfologia, a área de trabalho do robot SCARA corresponde a um anel em torno da sua base, cujos diâmetros interiores e exteriores dependem dos comprimentos dos braços. Apesar de apresentarem áreas de trabalho superiores a outros SCARA, os robots Epson estão também limitados pela sua morfologia, mesmo quando se recorre ao chamado braço banana, que pode aumentar a área de trabalho em cerca de 40%, a zona da base continua a ser inacessível.
Esta limitação tem duas implicações principais: em primeiro lugar, as zonas de trabalho típicas são quadradas ou retangulares, logo, não é fácil usar a área total disponível, ficando-se limitado às zonas retangulares que se podem conter dentro do anel de alcance do robot. Em segundo lugar, se o robot necessitar deslocar-se entre dois pontos em zonas opostas da sua base, terá que contornar a mesma, o que implica um maior tempo de deslocamento. Para colmatar as duas limitações descritas, a Epson criou um novo conceito de robot SCARA, o Epson Spider RS Series. Trata-se de um robot SCARA que pressupõe montagem no teto mas que, ao contrário de qualquer outro SCARA, consegue colocar a ferramenta por baixo da sua base, eliminando assim o obstáculo típico - nos robots Epson Spider a área de trabalho corresponde a um círculo centrado no primeiro eixo, o que representa já um significativo aumento da área em relação ao SCARA normal. O primeiro requisito na eliminação de zonas mortas é a montagem de teto para evitar que a base seja um obstáculo. Assim, o robot Epson Spider possui um robusto elemento de fixação ao teto onde roda a junta 1 (J1). Do ponto de rotação da J1 sai um braço horizontal que pode rodar 450º que está ligado ao braço 2 por uma coluna alta, sendo essa coluna - que corresponde ao centro de rotação a J2 e pode rodar 450º - a dar ao Epson Spider a possibilidade de colocar a cabeça diretamente debaixo do braço 1, eliminando, assim, mais uma interferência típica dos SCARA.
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Outra das vantagens, já mencionada, do Epson Spider é a capacidade de fazer trocas de braço em espaços limitados que não permitem aos SCARA convencionais fazê-lo. Como se pode ver nas imagens ao lado, ao não poder fazer a troca de braço, o SCARA convencional perde acesso a cerca de um quarto da sua área de trabalho disponível. Juntando a isto a área que fica inacessível, devido à base do robot, a área de trabalho total do Epson Spider é significativamente maior para o mesmo espaço confinado.
APLICAÇÕES O aparecimento do Epson Spider vem colocar ao alcance dos robots SCARA uma série de aplicações que não o estavam antes e onde eram muitas vezes usados robots de 6-eixos para poderem ser montados de teto e trabalhar debaixo da sua base. Esta solução tornava-se mais dispendiosa, devido aos custos de implantação de um robot de 6-eixos, e mais lenta, logo, menos rentável. Por outro lado, em aplicações que exigem um robot SCARA, a área de implementação necessária para a mesma área de trabalho será muito maior com um SCARA convencional, já que, para obter o mesmo envelope retangular de um Epson Spider, teria que ser usado um robot maior e este ser colocado ao lado da área de trabalho, ocupando assim mais espaço no chão de fábrica. O Epson Spider pode sair e voltar a recolher-se a um volume limitado sem deixar
obstáculos fora da sua área típica - esta caraterística permite realizar, com robots SCARA, um conceito de linha de produção sem transportadores, onde os robots Spider vão recolher e/ou depositar material à célula adjacente, voltando em seguida à sua célula para realizar o seu trabalho e deixando o espaço livre para o robot adjacente executar as suas funções. Este conceito torna as linhas mais flexíveis facilitando a reconversão para novos produtos ou a adição de novas etapas em qualquer ponto da linha.
A GAMA EPSON SPIDER RS Os robots Epson Spider estão disponíveis em dois modelos que diferem em alcance e capacidade de carga. O Epson Spider RS3 tem uma capacidade máxima de carga de 3 kg e um alcance horizontal de 350 mm e vertical de 130 mm. Apesar de ter um tempo de ciclo de referência de 0,34 segundos e atingir velocidades lineares de 6237 mm/s, o RS3 tem uma repetibilidade bastante alta de +/- 0,01 mm. O Epson Spider RS4 tem uma capacidade de carga de 4 kg, um alcance horizontal de 550 mm e o mesmo alcance vertical de 130 mm, a repetibilidade é de +/0,015 mm, o tempo de ciclo de referência de 0,39 segundos e a velocidade linear máxima é de 7400 mm/s. Os robots Epson Spider são compatíveis com os controladores RC180 e RC620, a escolha entre estes dois controladores vai depender da aplicação pretendida.
O controlador Epson RC180 é um controlador programável que dispensa o uso de PLC visto que possui por defeito 24 entradas e 16 saídas digitais, sendo expansível com até 4 placas de 32 entradas e 32 saídas digitais. Caso se pretenda utilizar um PLC, o RC180 pode funcionar como escravo em redes DeviceNet®, PROFIBUS®, CC-Link®, Ethernet/IP® ou PROFINET®. Cada controlador RC180 pode controlar um robot Epson Spider e permite utilizar os sistemas de visão integrados da Epson sendo programado via USB ou Ethernet com recurso ao software Epson RC+ 5.0. O controlador RC620 possui todas as funcionalidades do RC180 e acrescenta um PC integrado que dispensa o uso de PC externo para programação. Utilizando o software Epson RC+ 6.0, acrescenta-se também a possibilidade de controlar dois Epson Spider e ser expandido até 5 robots Epson Spider ou outras combinações de robots Epson, acrescentando ainda a funcionalidade de Conveyor Tracking, entre outros melhoramentos. A gama Epson Spider RS Series vem assim reafirmar a Epson como sinónimo de tecnologia de ponta em robots SCARA, com um conceito inovador, que abre portas a novas aplicações e novas formas de resolver problemas antigos, sem nunca desprezar os valores de performance, fiabilidade e qualidade a que habituou os seus clientes. Para saber como pode tirar partido dos robots Epson para melhorar os seus processos produtivos, contacte a EPL Mecatrónica e Robótica, representante Epson Robots em Portugal, através do info@epl-si.com ou visite-nos em www.epl-si.com