مقدمة للروبوتات الصناعية! (نسخة مبسطة)

الروبوتات الصناعيةوتستخدم على نطاق واسع في التصنيع الصناعي، مثل صناعة السيارات، والأجهزة الكهربائية، والمواد الغذائية. يمكن أن تحل محل أعمال المعالجة المتكررة على غرار الآلة وهي نوع من الآلات التي تعتمد على قدراتها الخاصة وقدرات التحكم لتحقيق وظائف مختلفة. يمكنه قبول الأوامر البشرية ويمكنه أيضًا العمل وفقًا لبرامج مرتبة مسبقًا. الآن دعونا نتحدث عن المكونات الأساسية للروبوتات الصناعية.
1.الجسم الرئيسي

الجسم الرئيسي هو قاعدة الماكينة والمشغل، بما في ذلك الذراع العلوي والجزء السفلي من الذراع والمعصم واليد، مما يشكل نظامًا ميكانيكيًا متعدد درجات الحرية. تمتلك بعض الروبوتات أيضًا آليات للمشي. تتمتع الروبوتات الصناعية بـ 6 درجات من الحرية أو أكثر، ويتمتع المعصم بشكل عام بـ 1 إلى 3 درجات من الحرية.

2. نظام القيادة

ينقسم نظام القيادة للروبوتات الصناعية إلى ثلاث فئات وفقًا لمصدر الطاقة: الهيدروليكي والهوائي والكهربائي. وفقًا للاحتياجات، يمكن أيضًا دمج هذه الأنواع الثلاثة من أنظمة القيادة وتركيبها. أو يمكن تشغيلها بشكل غير مباشر بواسطة آليات النقل الميكانيكية مثل الأحزمة المتزامنة وقطارات التروس والتروس. يحتوي نظام القيادة على جهاز طاقة وآلية نقل لجعل المشغل ينتج الإجراءات المقابلة. أنظمة القيادة الأساسية الثلاثة هذه لها خصائصها الخاصة. السائد هو نظام القيادة الكهربائية.

نظرًا للقبول الواسع النطاق للقصور الذاتي المنخفض، والمحركات المؤازرة AC وDC ذات عزم الدوران العالي ومحركات المؤازرة الداعمة لها (عاكسات التيار المتردد، ومعدلات عرض نبض التيار المستمر). ولا يتطلب هذا النوع من الأنظمة تحويل الطاقة، كما أنه سهل الاستخدام وحساس للتحكم. تحتاج معظم المحركات إلى تركيب آلية نقل دقيقة خلفها: المخفض. تستخدم أسنانها محول السرعة الخاص بالتروس لتقليل عدد الدورات العكسية للمحرك إلى العدد المطلوب من الدورات العكسية، والحصول على جهاز عزم دوران أكبر، وبالتالي تقليل السرعة وزيادة عزم الدوران. عندما يكون الحمل كبيرًا، فليس من المجدي من حيث التكلفة زيادة قوة محرك سيرفو بشكل أعمى. يمكن تحسين عزم الدوران الناتج عن طريق المخفض ضمن نطاق السرعة المناسب. يكون المحرك المؤازر عرضة للحرارة والاهتزاز منخفض التردد عند التشغيل منخفض التردد. العمل طويل الأمد والمتكرر لا يساعد على ضمان التشغيل الدقيق والموثوق. إن وجود محرك تخفيض الدقة يمكّن المحرك المؤازر من العمل بسرعة مناسبة، وتعزيز صلابة جسم الآلة، وإخراج عزم دوران أكبر. يوجد الآن مخفضان رئيسيان: المخفض التوافقي ومخفض RV

3. نظام التحكم

نظام التحكم في الروبوت هو عقل الروبوت والعامل الرئيسي الذي يحدد وظيفة وأداء الروبوت. يرسل نظام التحكم إشارات الأوامر إلى نظام القيادة والمشغل وفقًا لبرنامج الإدخال ويتحكم فيه. تتمثل المهمة الرئيسية لتكنولوجيا التحكم في الروبوتات الصناعية في التحكم في نطاق الأنشطة والمواقف والمسارات ووقت تصرفات الروبوتات الصناعية في مساحة العمل. إنه يتميز بخصائص البرمجة البسيطة وتشغيل قائمة البرامج وواجهة التفاعل الودية بين الإنسان والحاسوب ومطالبات التشغيل عبر الإنترنت والاستخدام المريح.

ونظام التحكم هو جوهر الروبوت، والشركات الأجنبية قريبة بشكل وثيق من التجارب الصينية. في السنوات الأخيرة، ومع تطور تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة، أصبح أداء المعالجات الدقيقة أعلى فأعلى، بينما أصبح السعر أرخص فأرخص. يوجد الآن معالجات دقيقة 32 بت بسعر 1-2 دولار أمريكي في السوق. أتاحت المعالجات الدقيقة الفعالة من حيث التكلفة فرصًا جديدة لتطوير وحدات التحكم الروبوتية، مما جعل من الممكن تطوير وحدات تحكم روبوتية منخفضة التكلفة وعالية الأداء. من أجل جعل النظام يتمتع بقدرات حوسبة وتخزين كافية، تتكون وحدات التحكم الروبوتية الآن في الغالب من سلسلة ARM القوية وسلسلة DSP وسلسلة POWERPC وسلسلة Intel وشرائح أخرى.

نظرًا لأن وظائف وميزات شريحة الأغراض العامة الحالية لا يمكنها تلبية متطلبات بعض أنظمة الروبوت بشكل كامل من حيث السعر والوظيفة والتكامل والواجهة، فإن نظام الروبوت يحتاج إلى تقنية SoC (النظام على الشريحة). يمكن أن يؤدي دمج معالج معين مع الواجهة المطلوبة إلى تبسيط تصميم الدوائر الطرفية للنظام وتقليل حجم النظام وتقليل التكاليف. على سبيل المثال، تقوم شركة Actel بدمج نواة معالج NEOS أو ARM7 في منتجات FPGA الخاصة بها لتشكيل نظام SoC كامل. وفيما يتعلق بوحدات التحكم في تكنولوجيا الروبوتات، تتركز أبحاثها بشكل رئيسي في الولايات المتحدة واليابان، وهناك منتجات ناضجة، مثل DELTATAU في الولايات المتحدة وTOMORI Co., Ltd. في اليابان. تعتمد وحدة التحكم في الحركة الخاصة بها على تقنية DSP وتعتمد بنية مفتوحة تعتمد على الكمبيوتر.

4. المستجيب النهائي

المستجيب النهائي هو مكون متصل بالمفصل الأخير للمعالج. يتم استخدامه بشكل عام لفهم الأشياء والتواصل مع الآليات الأخرى وتنفيذ المهام المطلوبة. بشكل عام، لا يقوم مصنعو الروبوتات بتصميم أو بيع المؤثرات النهائية. في معظم الحالات، فإنها توفر فقط قابضًا بسيطًا. عادةً ما يتم تثبيت المستجيب النهائي على حافة محاور الروبوت الستة لإكمال المهام في بيئة معينة، مثل اللحام والطلاء واللصق وتحميل وتفريغ الأجزاء، وهي مهام تتطلب من الروبوتات إكمالها.