الروبوتات الصناعيةتلعب دورًا حاسمًا في مختلف الصناعات، وتحسين كفاءة الإنتاج، وخفض التكاليف، وتحسين جودة المنتج، وحتى تغيير أساليب الإنتاج للصناعة بأكملها. إذن، ما هي مكونات الروبوت الصناعي الكامل؟ ستوفر هذه المقالة مقدمة تفصيلية لمختلف مكونات ووظائف الروبوتات الصناعية لمساعدتك على فهم هذه التكنولوجيا الأساسية بشكل أفضل.
1. الهيكل الميكانيكي
يشمل الهيكل الأساسي للروبوتات الصناعية الجسم والذراعين والمعصمين والأصابع. تشكل هذه المكونات معًا نظام الحركة للروبوت، مما يتيح تحديد الموقع والحركة بدقة في الفضاء ثلاثي الأبعاد.
الجسم: الجسم هو الجسم الرئيسي للروبوت، وعادةً ما يكون مصنوعًا من الفولاذ عالي القوة، ويستخدم لدعم المكونات الأخرى وتوفير مساحة داخلية لاستيعاب أجهزة الاستشعار المختلفة وأجهزة التحكم وغيرها من الأجهزة.
الذراع: الذراع هو الجزء الرئيسي في تنفيذ مهمة الروبوت، وعادةً ما تكون مدفوعة بالمفاصل لتحقيق درجات متعددة من حرية الحركة. اعتمادا عليسيناريو التطبيقيمكن تصميم الذراع إما بمحور ثابت أو بمحور قابل للسحب.
المعصم: المعصم هو الجزء الذي يتصل فيه المؤثر النهائي للروبوت بقطعة العمل، ويتكون عادةً من سلسلة من المفاصل وقضبان التوصيل، لتحقيق وظائف الإمساك والوضع والتشغيل المرنة.
2. نظام التحكم
ويعتبر نظام التحكم في الروبوتات الصناعية هو الجزء الأساسي منه، وهو المسؤول عن استقبال المعلومات من أجهزة الاستشعار ومعالجة هذه المعلومات وإرسال أوامر التحكم لدفع حركة الروبوت. تشتمل أنظمة التحكم عادةً على المكونات التالية:
وحدة التحكم: وحدة التحكم هي عقل الروبوتات الصناعية، وهي مسؤولة عن معالجة الإشارات من أجهزة الاستشعار المختلفة وتوليد أوامر التحكم المقابلة. تشمل الأنواع الشائعة من وحدات التحكم PLC (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة)، وDCS (نظام التحكم الموزع)، وIPC (نظام التحكم الذكي).
السائق: السائق هو الواجهة بين وحدة التحكم والمحرك، وهو المسؤول عن تحويل أوامر التحكم الصادرة عن وحدة التحكم إلى الحركة الفعلية للمحرك. وفقًا لمتطلبات التطبيقات المختلفة، يمكن تقسيم برامج التشغيل إلى محركات السائر، ومحركات المحركات المؤازرة، ومحركات المحركات الخطية.
واجهة البرمجة: واجهة البرمجة هي أداة يستخدمها المستخدمون للتفاعل مع أنظمة الروبوت، بما في ذلك عادةً برامج الكمبيوتر أو شاشات اللمس أو لوحات التشغيل المتخصصة. من خلال واجهة البرمجة، يمكن للمستخدمين ضبط معلمات الحركة للروبوت، ومراقبة حالة التشغيل، وتشخيص الأخطاء والتعامل معها.
3. أجهزة الاستشعار
تحتاج الروبوتات الصناعية إلى الاعتماد على أجهزة استشعار مختلفة للحصول على معلومات حول البيئة المحيطة من أجل أداء مهام مثل تحديد الموقع الصحيح والملاحة وتجنب العوائق. تشمل الأنواع الشائعة من أجهزة الاستشعار ما يلي:
أجهزة الاستشعار البصرية: تستخدم أجهزة الاستشعار البصرية لالتقاط الصور أو بيانات الفيديو للأشياء المستهدفة، مثل الكاميراتداروما إلى ذلك. ومن خلال تحليل هذه البيانات، يمكن للروبوتات تحقيق وظائف مثل التعرف على الكائنات وتحديد موقعها وتتبعها.
أجهزة استشعار القوة/عزم الدوران: تُستخدم أجهزة استشعار القوة/عزم الدوران لقياس القوى الخارجية وعزم الدوران التي تواجهها الروبوتات، مثل أجهزة استشعار الضغط، وأجهزة استشعار عزم الدوران، وما إلى ذلك. وتعتبر هذه البيانات ضرورية للتحكم في الحركة ومراقبة حمل الروبوتات.
مستشعر القرب/المسافة: تُستخدم مستشعرات القرب/المسافة لقياس المسافة بين الروبوت والأشياء المحيطة به لضمان نطاق آمن للحركة. تشتمل مستشعرات القرب/المسافة الشائعة على أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية، وأجهزة استشعار بالأشعة تحت الحمراء، وما إلى ذلك.
التشفير: جهاز التشفير هو جهاز استشعار يستخدم لقياس زاوية الدوران ومعلومات الموقع، مثل التشفير الكهروضوئي، والتشفير المغناطيسي، وما إلى ذلك. ومن خلال معالجة هذه البيانات، يمكن للروبوتات تحقيق التحكم الدقيق في الموقع وتخطيط المسار.
4. واجهة الاتصال
من أجل تحقيقالعمل التعاونيوتبادل المعلومات مع الأجهزة الأخرى، تحتاج الروبوتات الصناعية عادة إلى قدرات اتصال معينة. يمكن لواجهة الاتصال توصيل الروبوتات بأجهزة أخرى (مثل الروبوتات الأخرى على خط الإنتاج، ومعدات مناولة المواد، وما إلى ذلك) وأنظمة الإدارة ذات المستوى الأعلى (مثل ERP، وMES، وما إلى ذلك)، وتحقيق وظائف مثل تبادل البيانات والتحكم عن بعد يتحكم. تشمل الأنواع الشائعة من واجهات الاتصال ما يلي:
واجهة Ethernet: واجهة Ethernet هي واجهة شبكة عالمية تعتمد على بروتوكول IP، وتستخدم على نطاق واسع في مجال الأتمتة الصناعية. من خلال واجهة Ethernet، يمكن للروبوتات تحقيق نقل بيانات عالي السرعة ومراقبة في الوقت الفعلي مع الأجهزة الأخرى.
واجهة PROFIBUS: PROFIBUS هو بروتوكول ناقل ميداني قياسي دولي يستخدم على نطاق واسع في مجال الأتمتة الصناعية. يمكن لواجهة PROFIBUS تحقيق تبادل سريع وموثوق للبيانات والتحكم التعاوني بين الأجهزة المختلفة.
واجهة USB: واجهة USB هي واجهة اتصال تسلسلية عالمية يمكن استخدامها لتوصيل أجهزة الإدخال مثل لوحات المفاتيح وأجهزة الماوس، بالإضافة إلى أجهزة الإخراج مثل الطابعات وأجهزة التخزين. من خلال واجهة USB، يمكن للروبوتات تحقيق العمليات التفاعلية ونقل المعلومات مع المستخدمين.
باختصار، يتكون الروبوت الصناعي الكامل من أجزاء متعددة مثل الهيكل الميكانيكي ونظام التحكم وأجهزة الاستشعار وواجهة الاتصال. تعمل هذه المكونات معًا لتمكين الروبوتات من إكمال العديد من المهام عالية الدقة والسرعة في بيئات الإنتاج الصناعي المعقدة. ومع التطور المستمر للتكنولوجيا والطلب المتزايد على التطبيقات، ستستمر الروبوتات الصناعية في لعب دور مهم في التصنيع الحديث.
وقت النشر: 12 يناير 2024
