المصدر: بينتيريست
كل ما الذراع الروبوتية الصناعية يحتوي على بعض الأجزاء التي تعمل معًا لجعل الهيكل بأكمله قابلاً للاستخدام. وهي تشمل وحدات التحكم، والمؤثرات النهائية، ومحركات الأقراص، وأجهزة الاستشعار، ومناولات الروبوت. يلعب كل جزء من هذه الأجزاء دورًا فريدًا في دعم بعضها البعض. من بين كل هذه العناصر، يمكن أن تكون المناورات الروبوتية أحد أهم مكونات الهيكل الآلي. سننظر بالتفصيل في ماهية المناورات الآلية، والأدوار التي تخدمها ونقارنها بالأذرع الآلية التقليدية لنرى كيف تتعارض مع بعضها البعض.
ما هو مناور الروبوت؟
المناول الآلي هو جهاز يستخدم لمعالجة المواد دون أي اتصال جسدي مباشر من قبل الفرد الذي يتولى تشغيلها. لقد تم اختراعها لتسهيل تعامل الروبوتات مع المواد المشعة والمواد الخطرة بيولوجيًا التي تتطلب من الناس البقاء على مسافة جيدة لتجنب التعرض لها. ولكن مع مرور الوقت، تم نقل هذا المبدأ إلى الأذرع الآلية الحديثة لجعل التحكم أسهل بكثير وأكثر مرونة.
بعض الأدوار الحديثة التي تم استخدامها تشمل اللحام والجراحة الروبوتية و محطات فضاءإن جهاز التحكم نفسه على شكل ذراع ويأتي مزودًا بأجزاء تسمى الشرائح المتقاطعة والتي يمكن أن تنزلق فوق بعضها البعض أثناء إمساكها بالأشياء بشكل آمن. وهذا يمنحها حرية إضافية في الحركة، وهو شيء تفتقر إليه معظم الأذرع الروبوتية العادية.
على جبهة التصنيع واسعة النطاق، يتم استخدام المناول الآلي في مهام مكثفة مثل رفع الأوزان الثقيلة التي من شأنها أن تثبت الكثير من العمل الذي لا يمكن للعمال البشريين التعامل معه. كما أنها ملائمة لوضع الأحمال في كومة منظمة يمكن أن يصل طولها إلى طول مستودع كامل، وذلك بفضل الأذرع الرومانسية القابلة للتمديد. إن مرونتها تجعلها الأداة المثالية للضغط عبر المساحات الضيقة، وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل العديد من الروبوتات المستخدمة في المجال الطبي تستفيد من المناورات الآلية في جميع مهامها لأنها أكثر دقة ودقة مع أدنى حد. فرصة تدمير أعضاء الجسم الأخرى.
أنواع المتلاعبين الروبوتية
هناك أنواع مختلفة من المناورات الروبوتية التي يتم استخدامها بنشاط في جميع أشكال التصنيع، وخاصة مصانع التجميع. تأتي هذه المناورات بأحجام مختلفة، ولكنها جميعها تعمل باستخدام نفس المبدأ. وتجدر الإشارة إلى المفاصل التي تشكل هذه المتلاعبين. وهي الأجزاء التي تجعل الحركة أكثر مرونة، وهي تأتي في نوعين يتضمنان ما يلي.
المفصل الدوار: وهي عبارة عن مفاصل آلية متحركة تتمتع بدرجة واحدة من الحرية مع حركات يمكن وصفها بأنها دورانية. ويتكون تكوينها من قيمة واحدة تمثل عدد الدورات عندما تكون جاهزة للتشغيل.
المفصل المنشوري: هذه هي المفاصل التي يمكن وصفها بأنها مفصلات انتقالية، وذلك لأنها تمثل الحركة التي تظهرها عند التحرك بين الأشياء. ويتم تمثيلها بدرجة واحدة من الانتقال على طول محورها عندما تكون في وضع التشغيل.
بعد مسح المفاصل الشائعة في المناورات الصناعية، فيما يلي بعض الروبوتات البارزة من نوع المناول التي تستخدم في عملية التصنيع بقدرات مختلفة.
روبوت الإحداثيات الديكارتية
المصدر: بينتيريست
هذا روبوت صناعي يستخدم معالج مفصلي منشوري ويستخدم بشكل أفضل لمهام مثل توزيع المواد اللاصقة في صناعات صناعة السيارات. يتمتع هذا الروبوت بالقدرة على التحرك في اتجاهات خطية، وهذه واحدة من أكبر مزاياه لأنه سريع ودقيق ويوفر للمعالجين خط عمل مستقيم يضمن أن العمل الذي يقومون به موحد من المنتج الأول إلى الأخير. كما أنها من بين أسهل الروبوتات من نوع المعالجات في البرمجة حيث أن تحركاتها أكثر تحديدًا على طول خط مسار واحد. العيب الوحيد هو أنها تشغل مساحة كبيرة جدًا ولكنها نادرًا ما تستخدم معظمها. وهذا يجعل من الصعب عليها العمل جنبًا إلى جنب مع الروبوتات الأخرى من نوع المعالجات والعمال البشريين.
روبوت سكارا
تعد SCARA Robots واحدة من أكثر الروبوتات الصناعية شيوعًا التي تستخدم المتلاعبين الآليين في إعدادها. وهو اختصار لـ Selective Compliance Assembly Robot Arm، ويظهرون حركات تشبه إلى حد كبير حركات اليد البشرية. تأتي كاملة مع كتف ومفصل مرفق ومعصم يمكنه القيام بحركات عمودية. إنهم أيضًا يستخدمون المفصل المنشوري لحركاتهم المرنة وهم سريعون جدًا مقارنة بأنواع الأذرع الآلية الأخرى.
كما أن روبوتات SCARA متينة وصلبة جدًا؛ وهذا يسمح لهم بالتعامل مع أكثر أنواع الوظائف تعقيدًا والتي تتطلب مزيجًا من السرعة العالية والدقة. كما أنها مثالية جدًا للمهام المتكررة، ولهذا السبب يتم استخدامها مهام المنصاتوتحميل الآلة وتجميعها. العيب الوحيد في المناورات المستخدمة في روبوتات SCARA هو أنها ليست مرنة، وأن حركاتها محدودة.
روبوت أسطواني
المصدر: www.industrial-electronics.com
هذا مناور آلي صناعي يتحرك حول عمود على شكل أسطوانة. لها ثلاثة محاور للحركة؛ واحدة دائرية واثنتين خطيتين مما يمنح الذراع حركات أفقية ورأسية مرنة. على عكس معظم الأذرع الآلية الأخرى من النوع المناول، يحتوي الروبوت الأسطواني على ثلاثة مفاصل؛ مفصل دائر، ومفصل موشوري، ومفصل أسطواني. هذه الروبوتات تكاد تكون بنفس سرعة الأسلحة الروبوتية SCARAولهذا السبب، يتم استخدامها في بيئات سريعة الخطى مثل الانتقاء والوضع والإمساك والإمساك، من بين العديد من المهام الصعبة الأخرى. إن المزايا التي يتمتع بها مقارنة بالروبوت الديكارتي هي أنه يستطيع التحرك بشكل أسرع وفي اتجاهات أكثر، ويمكنه الاستفادة من المساحة المحيطة به بفعالية، وهو أفضل مما يمكن أن يفعله روبوت SCARA.
روبوتات بوما
المصدر:grabcad.com
آلة عالمية قابلة للبرمجة للتجميع (PUMA) هي واحدة من أكثر الروبوتات الصناعية استخدامًا والتي يمكن العثور عليها في عمليات التجميع واللحام التي تتطلب أسلوبًا عمليًا. يمتلك الروبوت تصميمًا مشابهًا للذراع البشرية، ومن السهل الخلط بينه وبين الذراع البشرية روبوت سكارا نظرًا لأن المناور يبدو متماثلًا تقريبًا. والفرق الوحيد الذي يميز الاثنين هو أن PUMA أكثر مرونة ولكنها تفتقر إلى الدقة الموجودة في روبوتات SCARA. ومع ذلك، لا تزال هذه الروبوتات تُستخدم في المهام سريعة الوتيرة التي تتطلب ملاحظة السرعة والدقة. تحتوي على ثلاثة مفاصل دائرية مما يجعل PUMA متوافقًا مع جميع المحاور الثلاثة. العيب الوحيد لهذا النوع من الروبوتات هو أنه يفتقر إلى الدقة للتعامل مع المهام الحرجة ولكنه لا يزال مفيدًا للمهام الأخرى التي لا تتطلب الكثير من الجهد.
الروبوتات القطبية
المصدر: blog.technavio.com
النوع الأخير من الأذرع الآلية من النوع المناول هو الروبوت القطبي، المعروف أيضًا باسم الروبوتات الكروية؛ وهي أنواع ثابتة من الآلات لها أذرع مدعمة بأظرف عمل كروية. إن بنائها أكثر تعقيدًا من معظم الروبوتات الأخرى في هذه القائمة؛ لديهم زوج من المفاصل الملتوية التي تعمل جنبًا إلى جنب مع المفصل المنشوري. تُستخدم الروبوتات القطبية للتعامل مع عمليات مثل الانتقاء والوضع والتفريغ، من بين المهام المتكررة الأخرى.
استخدامات المتلاعبين الروبوتية
المصدر: بينتيريست
تخدم إضافة معالج آلي إلى ذراع آلية عددًا من الوظائف. وكما ذكرنا سابقًا، فهي مرنة، وأسرع، ويمكنها المرور عبر المساحات الضيقة، وهي فعالة جدًا للمهام المتكررة التي تتطلب دقة عالية. فيما يلي بعض الاستخدامات التي تناسبها بشكل أفضل.
تجميع السيارات: تتطلب الأجزاء الثقيلة المستخدمة في تصنيع السيارات أذرعًا آلية ذات قوة كبيرة وقبضة جيدة، وهو أمر يستطيع المتلاعبون توفيره. كما أن حركاتها المرنة في جميع الاتجاهات تجعل مهام مثل الطلاء بالرش أسهل بكثير حيث يمكن تدوير هيكل السيارة بالكامل بسرعة لتغطية جميع الأجزاء.
العمليات الجراحية: تعد الجراحة الآلية إجراءً دقيقًا للغاية ويتطلب أعلى أشكال الدقة نظرًا لأن حياة الإنسان هي التي على المحك. عادة ما تكون الروبوتات الطبية صغيرة الحجم، ولكن لإجراء عملية أكثر دقة، فإنها تتطلب مناولات أصغر حجمًا وسريعة مع القدرة على الضغط عبر أي شق صغير بسرعة دون تفاقم الأمور.
مناورات اللحام: ينتج اللحام الصناعي الكثير من الحرارة، وقد يكون هذا كثيرًا جدًا بالنسبة لعملية قريبة للعامل البشري. هذا هو المكان الروبوتية مناور اللحام يكون مفيدًا حيث يمكن تشغيله من مسافة بعيدة دون المساس بالدقة والسرعة والكفاءة.
انتق و ضع:يعتبر تحميل وتفريغ المواد الثقيلة جزءًا من عملية التصنيع، وامتلاك الروبوتات المناسبة هو كل ما تحتاجه لضمان عدم كسر السلسلة بأي شكل من الأشكال. تتمتع الروبوتات بأقصى قدر من المرونة في النهاية وتدعمها أذرع روبوتية قوية قادرة على الإمساك بالأحمال الثقيلة ووضعها بطريقة منظمة.
روبوت الرسم: الطلاء الآلي هو عملية أخرى تعتمد على الدقة للتأكد من أن كل طبقة يتم تطبيقها تكون موحدة على السطح بأكمله. الطريقة الوحيدة للقيام بذلك بشكل صحيح هي من خلال استخدام المتلاعبين الآليين، والتي يسهل التحكم فيها وبرمجتها.
خاتمة
تكتسب الروبوتات المتلاعبة طريقها بشكل متزايد إلى مجال التصنيع بسبب موثوقيتها. وهي تمثل المستوى التالي من التطور للروبوتات الصناعية، ويجب على أي شخص يتطلع إلى أتمتة عملياته أن يتبنى هذه الروبوتات أو يتخلف عن الركب. لمزيد من المعلومات حول الأذرع الروبوتية والمتلاعبات، تحقق من موقعنا في أقرب وقت ممكن، واطلع على جميع الموارد التي ستكون متاحة لاستخدامك.