منبع: Pinterest
عملکرد وظایف صنعتی در طول زمان از طریق انتقال بهبود حرکت کرده است. کار صرفاً دستی با ابزارهای خامی که بیشتر در ماشین‌ها پیشرفت کرده بودند، بهبود یافت. با این حال، نوآوری های بیشتر همچنان جایگزین های جدیدی مانند روبات ها را به همراه دارد.
Unimate بود اولین ربات با موفقیت در تولید استفاده شود. در اواخر دهه 50 توسط جورج دیول اختراع شد و اولین بار در کارخانه جنرال موتورز نصب شد. از آن برای ریخته گری استفاده می شد و می توانست تا شعاع 12 فوتی حرکت کند. با مشاهده مزایای استفاده از آن، به زودی، شرکت های بیشتری به دنبال خرید آن بودند.
از آن زمان، کارشناسان به ساخت ربات‌های مختلف و کشف راه‌های جدیدی که می‌توان از آنها در تولید استفاده کرد، ادامه داده است. امروزه بسیاری از تامین کنندگان پیچیده مانند EVS توانایی ارائه نوآورانه و پیشرفته را دارند. بازوهای رباتیک صنعتی برای فروش.
در زیر نگاهی به انواع مختلف ربات ها و ویژگی های آنها خواهیم داشت.
فهرست مندرجات
ربات های اسکارا
ربات‌های SCARA، بر اساس محورهای حرکتی ربات‌ها، در مقایسه با آنها مدرن‌تر هستند ربات های صنعتی را انتخاب و قرار دهید. هر دو ممکن است عملکرد یکسانی داشته باشند، اما ربات‌های SCARA به راحتی از دیگری به طرز طنین‌آمیزی کنار می‌روند.
یک ربات SCARA از یک پایه تشکیل شده است که در یک طرح محوری موازی به بازوی ربات متصل است. اتصالات چرخشی انطباق را در صفحه XY فراهم می کنند. به عبارت دیگر، بازوی ربات SCARA می تواند از چپ به راست و همچنین جلو و عقب حرکت کند. با این حال، در محور Z صلب است به طوری که فقط می تواند بر روی یک محور تتا بچرخد.
طراحی 4 درجه آزادی را فراهم می کند. علاوه بر این، بازو را می توان به عقب یا دراز کرد. این یک ویژگی است که بسته به طول مورد نیاز برای کاری که برای آن استفاده می شود مفید است.
در رابطه با نرم افزار روبات های اسکارا برای خودکارسازی وظایف اما تحت دستور کنترلر طراحی شده اند. رابط کنترلر برای استفاده آسان است و آنها تمایل دارند به دستورات پاسخ دهند.
با توجه به اینکه آنها به عنوان یک راه حل آماده ارائه می شوند، در صورت نیاز به برنامه ریزی اضافی کمی وجود دارد.
مزایا
ربات‌های SCARA با توجه به انعطاف‌پذیری ارائه شده توسط مفاصل چرخشی که بازو را در جای خود نگه می‌دارند، بسیار سریع هستند
در حالی که آنها فضای وسیعی را برای انجام وظایف خود اشغال نمی کنند، بازو در حین کار منطقه بزرگی را پوشش می دهد. آنها می توانند انتخاب کنند و در شعاع قابل توجهی قرار دهند
دقت بالایی دارند
می تواند بار بالایی را تحمل کند
منفی
آنها فقط زمانی می توانند کار کنند که روی یک سطح صاف قرار بگیرند یا به آن متصل شوند و در نتیجه انعطاف پذیری در قرارگیری محدودی را ارائه دهند
نیاز به یک کنترلر اختصاصی
نرم افزار صنعتی
توانایی انتخاب و رها کردن ربات SCARA آن را برای موارد زیر مناسب می کند:
جابجایی
ماشین های بارگیری
توابع مونتاژ
حکاکی لیزری با کمک یک پایانه مناسب
لحیم کاری
ربات های دلتا
منبع: Pinterest
ربات های دلتا توسط ریموند کلاول و تیمی از محققان در کالجی در فرانسه اختراع شدند. آنها همچنین به عنوان ربات های موازی شناخته می شوند.
طراحی ربات دلتا از یک پایه نصب شده در بالای سر تشکیل شده است که دارای 3 موتور است که بازوهای متصل به پایه را به حرکت در می آورد. بازوهای موازی دارای مفاصل منشوری و چرخشی هستند که در بین ربات های دیگر رایج نیست. در نتیجه، می تواند روی محورهای X، Y حرکت کند، اگرچه اکثر کاربران ربات های خود را برای اضافه کردن محورهای اضافی سفارشی می کنند. یک محور چرخش یا گام را می توان با اصلاح به گونه ای به دست آورد که وظایف خاصی را انجام دهد.
با توجه به اینکه ربات های دلتا اغلب برای آن استفاده می شوند اتوماسیون انتخاب و مکان در سیستم های نوار نقاله، برنامه نویسی اثربخشی آنها را تعیین می کند. آنها همچنین مجهز به دوربین هایی هستند که در ارتباط با نرم افزارهای ویژه سیستم بینایی آنها را تشکیل می دهند. هدف سیستم بینایی تشخیص محصولات خوب و بد در هنگام چیدن و مرتب سازی است.
افکت های انتهایی مناسب معمولاً به بازوها متصل می شوند اما به طرح های طراحی خاصی نیاز دارند. هر گونه وزن اضافی روی بازوها باعث کاهش وزن می شود بازوی ربات پرسرعت عملکردی که برای آن مورد علاقه هستند. فنجان های مکنده در بین آنها محبوبیت خاصی دارند.
مزایا
آنها سریعترین هستند و حتی در تست پست گل از SCARA پیشی می گیرند
می تواند روی یک فضای کاری بزرگ کار کند
نرم افزارهای پیشرفته آنها را بسیار دقیق و کارآمد می کند
منفی
فقط می تواند محموله های بسیار سبک را مدیریت کند
حرکات تکراری با سرعت بالا باعث ساییدگی و پارگی قطعات می شود
آنها گران هستند
نرم افزار صنعتی
شبیه سازهای پرواز - این شامل یک نسخه پیشرفته است که از 6 محرک خطی اضافی و یک پایه متحرک استفاده می کند.
صنعت دارویی
ربات های قطبی
منبع: Pinterest
ساختار یک ربات قطبی شامل یک پایه است که یک بازو به آن متصل است. بازو با استفاده از یک مفصل پیچشی چسبانده می شود. آنها همچنین به دلیل شکل فضای کاری مرتبط با آنها به عنوان روبات های کروی شناخته می شوند. آنها با Unimate که کروی هم بود اشتراکات زیادی دارند.
بازوی یک ربات قطبی می تواند کشیده شود، اگرچه فقط به شعاع اطراف دستگاه محدود می شود. دارای سه محور است که سیستم مختصات قطبی نامیده می شود. این بدان معنی است که نقاط در دسترس بازوی ربات با فاصله ای که می تواند از پایه ربات در یک زاویه تنظیم شده کشیده شود، تعیین می شود.
مزایا
بازو می تواند به زیر یا بالای موانع برسد
دارای پوشش 360 درجه هستند
آنها در یک فضای کاری بزرگ کار می کنند
منفی
آنها نیاز به نظارت و کنترل زیادی دارند
دقت ضعیف
با توجه به حرکت آنها، آنها برای کارهای تکراری ایده آل نیستند
نرم افزار صنعتی
قالب ریخته گری
جوش
قالب گیری تزریقی
رسیدگی به محصولات شیشه ای
ربات های استوانه ای
منبع: Pinterest
دو بخش اصلی روی یک ربات استوانه ای وجود دارد، یک محرک دوار و خطی که به پایه استوانه ای متصل است. آنها مسئول حرکات عمودی و افقی هستند که بازوی ربات می تواند انجام دهد. یک محور چرخشی کار ربات را در یک منطقه کار استوانه ای تسهیل می کند.
علاوه بر این، بازو قادر به ازدیاد طول و تا شدن به موقعیت خود است. طراحی ساده آن این امکان را برای آن فراهم می کند که در فضای محدودی کار کند که بازوهای حجیم بیشتری ممکن است در آن جا نشوند. از سوی دیگر، چرخش فقط در امتداد محور عمودی امکان پذیر است.
ربات‌های استوانه‌ای از قبل مونتاژ شده‌اند، بنابراین هیچ مشکلی در نصب وجود ندارد مگر در مواردی که سفارشی‌سازی ضروری تشخیص داده شود.
مزایا
می تواند محموله های سنگین را مدیریت کند
360 درجه به اطراف خود رسیده اند
آنها در مقایسه با شعاع فضای کاری خود فضای زیادی را اشغال نمی کنند
منفی
حرکت چرخشی محدود
دقت پایین
آنها به اندازه سایر گزینه های موجود همه کاره نیستند.
نرم افزار صنعتی
کارهای ریخته گری و آهنگری
کاربرد پوشش
قالب ریخته گری
ماشین آلات بارگیری و تخلیه
کاربردهای آزمایشگاهی و Biomed به دلیل اندازه و موقعیت بازو به آنها علاقه دارد.
ربات های دکارتی
منبع: Pinterest
3 محور یک ربات دکارتی همگی عمود بر یکدیگر هستند. حرکات توسط:
3 اتصال منشوری که در حرکت لغزشی در امتداد محورهای XYZ کار می کنند.
محرک های خطی
موتورها برای تامین برق
یک اتصال مچ دست که در آن چرخش لازم است
آنها معمولاً به صورت قطعات هستند و نیاز به مونتاژ توسط کارشناسان ماشین آلات کارخانه دارند. در حالی که مونتاژ آنها می تواند پیچیده باشد، فرصتی برای سفارشی سازی ها فراهم می کند. در واقع یکی از دلایل محبوبیت آن است. دقت، سرعت و طول ضربه ها بسته به صنعت یا کاربرد قابل تنظیم است.
ربات‌های دکارتی با نام‌های گنتری یا روبات‌های مستطیلی نیز شناخته می‌شوند. آنها از نظر منطقه کاری خود یک اطاقک به خود می گیرند. با این حال، یکی از ویژگی های قابل توجه این است که می توان آنها را در صورت لزوم در مدل های مختلف نصب کرد. آنها با نصب بالای سر و همچنین موقعیت های عمودی و افقی سازگار می شوند.
مزایا
آنها می توانند محموله بزرگی را تحمل کنند
از نظر عملیاتی، آنها کاملاً همه کاره هستند
مقرون به صرفه
می توان با استفاده از حالت آنلاین برنامه ریزی کرد
سطح دقت خوبی دارند
منفی
فقط یک حرکت محور می تواند در یک زمان اتفاق بیفتد
آنها فضای زیادی را اشغال می کنند
فرآیند نصب به طور کلی پیچیده است
نرم افزار صنعتی
جابجایی برای فرآیندهای قالب گیری پلاستیک
وظایف مهر و موم کردن
چاپ 3D
بارگیری و تخلیه
ربات های مفصلی/ 6 محور
مفاصل چرخشی ربات های مفصلی به آنها امکان می دهد دامنه حرکتی مشابه با بازوی انسان داشته باشند. آنها از طریق محورهای X، Y، Z منعطف هستند و همچنین می توانند چرخش، پیچ و تاب و انحراف داشته باشند.
طرح اصلی از یک پایه و یک بازو تشکیل شده است که با استفاده از یک مفصل چرخشی به هم متصل می شوند. تعداد اتصالات چرخشی را می توان تا 10 عدد افزایش داد و می تواند موازی یا متعامد باشد.
با توجه به قابلیت حرکت 6 محوره، این ربات ها می توانند کارهایی را انجام دهند که اکثر آنها نمی توانند. بازو بسیار پاسخگو است و به سرعت به طول کامل کشیده می شود. از نظر کنترل، اگر بخواهند در سطوح بهینه کار کنند، به نرم افزاری با پیکربندی مناسب نیاز دارند. با توجه به آنها طیف وسیعی از حرکت، فرآیند برنامه نویسی می تواند پیچیده باشد. با این حال، برخی از تولید کنندگان بسته های کنترل از پیش تعیین شده سفارشی را ارائه می دهند.
مزایا
آنها می توانند به مناطقی برسند و مانور دهند که دیگر روبات ها نمی توانند
آنها شعاع کاری بزرگی را پوشش می دهند
بازوی ربات با سرعت بالا
در کارهای کنترل کننده منحصر به فرد مانند نقاشی به خوبی انجام دهید
بارهای سنگین را می توان تحمل کرد
منفی
La عملیات سینماتیک می تواند پیچیده باشد
نرم افزار صنعتی
برش فولاد
جابجایی شیشه
ریخته گری فلزات
cobots
منبع: Pinterest
کوبات ها همچنین به عنوان ربات های مشارکتی شناخته می شوند زیرا برای همکاری با انسان ها طراحی شده اند. ربات‌های سنتی چالش‌هایی مانند برخورد با کارگران در فضاهای کارخانه را ارائه کردند. برای جلوگیری از چنین حوادثی، کوبات ها به عنوان جایگزین ایمن تر ساخته شدند.
سه نوع اصلی کوبات وجود دارد:
کوبات های هدایت کننده دست
آنها توسط تکنسین ها با استفاده از یک دستگاه دستی برنامه ریزی می شوند تا بازوهای ربات را بر روی حرکات مورد نظر آموزش دهند.
کوبات های سرعت و اتوماسیون
آنها اساسا ربات های صنعتی سنتی با سیستم های بینایی هستند. آنها یک هشدار و یک منطقه توقف دارند. هنگامی که یک کارگر وارد منطقه هشدار می شود، به طور خودکار عملکرد خود را کاهش می دهد. اگر آنها به منطقه توقف نزدیک تر شوند، کوبات به طور کامل از کار می افتد. زمانی که هر دو ناحیه عاری از موانع باشند، عملیات را از سر می گیرند.
Cobot های محدود کننده قدرت و خانواده
آنها قادر به همکاری با انسان هستند، اما به هیچ سیستم بینایی، اسکنر یا موانع ایمنی مجهز نیستند. در عوض، آنها بدون موتورهای در معرض یا گوشه های تیز طراحی شده اند. علاوه بر این، آنها دارای موتورهای برخوردی هستند که در صورت وجود موانع در اطراف، آنها را متوقف می کنند.
کوبات های توقف نظارت شده ایمنی
در مقایسه با سایر ربات ها، آنها کمتر "انسان دوست" هستند. با این حال، آنها دارای سنسورهای ایمنی هستند که با تشخیص انسداد انسانی، کار را متوقف می کنند و دوباره درگیر می شوند.
عوامل متمایز کننده ربات ها
روبات‌های صنعتی معمولاً ویژگی‌های مشترکی مانند بازوهای ربات دارند. با این حال، آنها از نظر جنبه های طراحی تفاوت اساسی دارند مانند:
محور
منبع: Pinterest
همانطور که در یک نمودار ریاضی، محورهای یک ربات به جهت هایی اشاره دارد که یک بازوی ربات می تواند در آن حرکت کند. محورهای X، Y و Z وجود دارد. آنها به ترتیب جلو / عقب، چپ / راست و بالا / پایین را نشان می دهند.
میزان آزادی
منبع: Pinterest
درجه آزادی یک ربات توصیفی از دامنه حرکاتی است که در یک فضای سه بعدی دارد. علاوه بر سه محور، آزادی شامل جنبه هایی مانند چرخش، انحراف و زمین می شود.
تعداد محورهایی که یک ربات دارد میزان آزادی آن را تعیین می کند.
فضای کاری
منبع: robots.com
به عنوان مثال، در نظر بگیرید که یک ربات برای چیدن پرتقال از یک گاری به گاری دیگر استفاده می شود. فاصله ای که بین دو چرخ دستی طی می کند به عنوان فضای کار آن نامیده می شود. برخی از ربات ها بر اساس ساختارشان می توانند مسافت های وسیع تری را بیش از بقیه طی کنند. علاوه بر این، عواملی مانند آزادی و طول بازو به ربات محدوده کاری بیشتری می‌دهد.
اثر پایانی
منبع:roboticsandautomationnews.com
از نظر طراحی، بازوی ربات در واقع تقلیدی از بازوی انسان است. آنها ممکن است در مهارت و توانایی متفاوت باشند، اما مفهوم اساسی یکسان است.
گفتنی است، یک اثر پایانی اساساً «دست» متصل به انتهای a است بازوی ربات کارخانه. تعداد زیادی وجود دارد انواع اثر پایانی, آنها بر اساس وظایف متفاوت هستند. برخی از نمونه‌ها عبارتند از گیره‌ها، ابزارهای جوشکاری، و فنجان‌های مکنده.
اتصالات
منبع: Pinterest
استفاده از مفاصل باعث می شود بازوی ربات به ساختار متصل بماند و در عین حال حرکات آن را تسهیل کند. نوع مفصلی که یک ربات دارد، نقش زیادی در انعطاف پذیری و دامنه حرکت آن دارد. آنها عبارتند از:
مفاصل موازی - همانطور که از نام آن پیداست، آنها در کنار یکدیگر قرار دارند و معمولا برای حرکات خطی ترجیح داده می شوند.
مفاصل منشوری - آنها همچنین به عنوان لغزنده شناخته می شوند زیرا حرکت لغزشی خطی را بین دو قسمت یک ربات ارائه می دهند.
مفاصل چرخشی- آنها زمانی ایده آل هستند که انعطاف پذیری مانند چرخش چند بعدی در نظر گرفته شده باشد.
مفاصل چرخشی- هر درجه ای از چرخش به یک یا چند مورد از این مفاصل نیاز دارد. اگرچه در مقایسه با مفصل انقلابی از نظر برد محدودتر هستند.
موتورز
منبع: Pinterest
برای اینکه بازوهای ربات حرکت کنند و دستورات را اجرا کنند، به یک منبع انرژی نیاز دارند. موتورها انرژی الکتریکی را به انرژی تبدیل می کنند بازوهای رباتیک.
برنامه نويسي
منبع:visualcomponents.com
این شامل استفاده از نرم افزار برای کنترل نحوه عملکرد یک ربات است. پارامترهای عملکردی مانند سرعت، تکرارپذیری و طول حرکت بازو را می توان با برنامه نویسی مدیریت کرد.
هر روباتی نوع و سطح برنامه نویسی خاص خود را دارد که برخی از آنها پیشرفته تر از بقیه هستند. علاوه بر این، در برخی موارد، ربات ها از قبل برنامه ریزی شده اند در حالی که برخی دیگر قابل تنظیم هستند. همچنین رابط های کنترل کننده فیزیکی وجود دارد که برای ارائه دستورالعمل به روبات ها استفاده می شود.
تاثیر ربات ها بر تولید
منبع: Pinterest
بدون شک، در غیاب ربات‌ها، صنعت تولید در سراسر جهان آنطور که هست، نخواهد بود. آنها تأثیر زیادی در موارد زیر داشته اند:
مقیاس های تولید
منبع: پیکسابای
ربات‌ها به کارخانه‌ها این امکان را داده‌اند که تولید خود را افزایش دهند و همچنان زمان‌های کوتاه‌تری را مدیریت کنند. سرعت های عملیاتی مانند سرعت ربات دلتا امکان پردازش واحدهای بیشتری از محصولات را فراهم می کند.
هزینه تولید
منبع: پیکسابای
با توجه به اینکه ربات ها حجم کار زیادی را بر عهده می گیرند، تعداد کارمندانی را که باید استخدام شوند کاهش می دهند. علاوه بر این، ماهیت مکانیکی خودکار آنها باعث می‌شود تا نسبت به روش‌های دستی کارآمدتر عمل کنند. همین بس که ضایعات را کاهش می دهند.
ایمنی کارکنان
منبع: پیکسابای
از روزهای اولیه Unimate، ربات ها برای انجام کارهای دشوار و خطرناک استفاده می شدند. ریخته گری، جوشکاری و بلند کردن بارهای سنگین در فضاهای پرخطر تنها چند نمونه از فرآیندهای تولید پرخطر هستند. استفاده از ربات هایی مانند جوشکاری رباتیک آلومینیوم کارگران را از خطرات ناشی از آن محافظت می کند.
با این حال، از طرف دیگر، ربات ها برای کارگران اطراف خود نیز خطراتی ایجاد می کنند. به عنوان مثال، زمانی که سرعت آنها خیلی بالا باشد، افکت‌های انتهایی یا بازوها ممکن است دچار مشکل شوند و بار را به طور تصادفی رها کنند.
منابع انسانی
منبع: پیکسابای
یکی از اصلی ترین مناقشات علیه روبات ها و اتوماسیون، به طور کلی، ترس از آن است جایگزین نیروی انسانی شود. در واقع برخی از افراد پس از بیکار شدن توسط چنین فناوری شغل خود را از دست داده اند. با این حال، حتی با وجود هوش مصنوعی، بعید است که ربات‌ها به اندازه انسان‌ها بصری یا خلاق شوند.
از آنجایی که روبات‌ها وظایف تکراری قابل پیش‌بینی را بر عهده می‌گیرند، کارگران احتمالاً می‌توانند با انجام سایر وظایف پیچیده خود را با این اختلال وفق دهند. به عنوان مثال، خلاقیت و طراحی همیشه به تفاوت های ظریف احساسات و افکار انسانی نیاز دارد.
نتیجه
مطمئناً هیچ بازگشتی به روش دستی تولید وجود ندارد، اتوماسیون اینجا باقی مانده است. با تغییر و بهبود نوآوری های بیشتر در انواع ربات های موجود، تولیدکنندگان مجبور خواهند بود به همین روند ادامه دهند. به هر حال، ماشین آلات بهتر منجر به خطوط تولید کارآمدتر و محصولات با کیفیت بالاتر می شود.
اگر به دنبال خودکارسازی کسب و کار خود هستید، اکنون تمام حقایق در مورد انواع ربات ها و عملکرد آنها را دارید. حتما با افراد معتبر کار کنید کارشناسان صنعت برای کشف گزینه های محصول موجود در بازار. از طرفی، هر آنچه را که انتخاب کنید، انتخابی کاملاً آگاهانه انجام خواهید داد.