Sachverhalt: A. Die Strafkammer des Obergerichts des Kantons Zürich verurteilte X._ am 10. Mai 2010 wegen bandenmässigen Raubs (Art. 140 Ziff. 1 und Ziff. 3 Abs. 2 StGB) und Diebstahls (Art. 139 Ziff. 1 StGB) zu einer Freiheitsstrafe von 4 Jahren. B. X._ führt Beschwerde in Strafsachen mit dem Antrag, das Urteil vom 10. Mai 2010 aufzuheben und die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung. C. Vernehmlassungen wurden keine eingeholt.