تُعدّ الروبوتات الكارتيزية تقنية روبوتية شائعة وبسيطة للغاية، وقد استخدمها المصنّعون لعقود. وتجني الشركات في مختلف القطاعات والتطبيقات ثمار هذه التقنية القابلة للتطوير. ولكن ما هي هذه الروبوتات تحديدًا؟ وما هي المهام التي يمكن استخدامها فيها؟ وكيف تعرف ما إذا كانت مناسبة لك؟ ستناقش هذه المقالة هذه المواضيع وغيرها لمساعدتك على فهم ما إذا كان هذا الروبوت مناسبًا لك.

ما هو الروبوت الكارتيزي؟

يتميز الروبوت الكارتيزي بخصائص فريدة من نوعها مقارنةً بأنواع الروبوتات الصناعية الأخرى. فهو لا يحتوي على أذرع متأرجحة طويلة أو حركات واسعة. وبدلاً من ذلك، غالباً ما يشبه الروبوت الكارتيزي رافعة جسرية أو رافعة صغيرة. ويرتبط استخدام تقنية الروبوت الكارتيزي عادةً بالطابعات ثلاثية الأبعاد. وغالباً ما تُبنى هذه الطابعات فوق طاولات أو أنظمة نقل. وعادةً ما تمتلك ثلاثة محاور حركة: للأعلى/للأسفل، وللأمام/للخلف، ولليسار/لليمين. كما أنها مزودة عادةً بأداة طرفية تؤدي المهمة الموكلة إليها. ومن الأمثلة الشائعة على الأدوات الطرفية الكارتيزية:

1. رأس الطابعة
2. شعلة البلازما
3. الكاميرا
4. ماسك ميكانيكي
5. الليزر

ما هي الصناعات التي تستخدم الروبوتات الكارتيزية؟

نظراً لتطبيقاتها المتعددة، تُستخدم الروبوتات الكارتيزية في العديد من الصناعات. ويستفيد المصنّعون في الصناعات التالية بشكل شائع من هذه التقنية:

1. الفضاء الجوي
2. التغليف
3. المعادن
4. مصنّعو لوحات الدوائر المطبوعة
5. المستحضرات الصيدلانية
6. الأطعمة والمشروبات

هذه مجرد أمثلة قليلة من بين العديد من الأمثلة. لطالما كانت تقنية الإحداثيات الكارتيزية موجودة، ولذلك، توجد تطبيقات عديدة مجرّبة وموثوقة لهذه الروبوتات. كما أنها سهلة الفهم والبرمجة للمشغلين، مما يجعلها مناسبة للمبتدئين في مجال الأتمتة. غالبًا ما يمتلك هؤلاء المصنّعون أنواعًا من التطبيقات التي تتفوق فيها الروبوتات الكارتيزية.

التطبيقات الشائعة للروبوتات الكارتيزية

تُعدّ الروبوتات الكارتيزية خيارًا ممتازًا لبعض التطبيقات، وخيارًا غير مناسب لتطبيقات أخرى. ما السبب؟ أحد العوامل الرئيسية هو محدودية حرية حركتها. فالروبوتات سداسية المحاور قادرة على الانحناء والالتواء كالمعجنات. أما الروبوتات الكارتيزية، فهي أكثر صلابة في حركتها. قد يبدو هذا عيبًا في تصميمها، لكن لا شك أن هذه الميزة تحمل في طياتها مزايا تجعلها تتفوق على جميع أنواع الروبوتات الأخرى في تطبيقات معينة. إليك بعض الأمثلة:

1. تطبيقات التحكم الرقمي بالحاسوب
2. الطباعة ثلاثية الأبعاد
3. القطع بالبلازما/الليزر
4. توجيه الخشب
5. تجميع لوحة الدوائر المطبوعة
6. التفتيش
7. التقط وضع

هناك عدة أسباب تجعل الروبوتات الكارتيزية تتفوق في هذه التطبيقات. أولًا، تُنفذ هذه التطبيقات عادةً على مستوى أو بُعد واحد. على سبيل المثال، يُكلف روبوت ليزري كارتيزي بقص شكل من صفيحة معدنية. توضع هذه القطعة بشكل مسطح على سطح القطع، وينفذ الروبوت الحركات المبرمجة لقص الشكل المطلوب. لا تتطلب هذه الحركة من الروبوت الالتفاف بزوايا خاصة أو الدوران حول القطعة، بل تقتصر على الحركة لأعلى/لأسفل، وللأمام/للخلف، ولليمين/لليسار. قد تحتوي بعض الروبوتات الكارتيزية على محور دوران إضافي في أداة القطع. إذا تطلب الأمر مرونة ونطاق حركة واسعين، فقد يكون نوع آخر من الروبوتات هو الأنسب. لا شك أن أتمتة هذه المهام قد حققت للمصنعين عوائد استثمارية ضخمة.

من الأسباب الأخرى التي تجعل الروبوتات الكارتيزية خيارًا ممتازًا هو دقة التطبيق العالية. إذ تتميز هذه الروبوتات بأعلى مستويات الدقة بين جميع أنواع الروبوتات. والسبب في ذلك ببساطة هو أن صلابتها العالية وقلة حرية حركتها، كما ذكرنا سابقًا، تُمكّنها من تحقيق دقة فائقة. وتستطيع المحركات عالية الجودة تحقيق مستويات تكرار تصل إلى الميكرون الواحد أو حتى أقل منه. وهذا يعني أن الروبوتات الكارتيزية قد تكون الخيار الأمثل في بعض الأحيان للتطبيقات التي تتطلب أعلى مستويات الدقة.

أخيرًا، تُعدّ الروبوتات الكارتيزية أكثر منصات الروبوتات قابليةً للتطوير. وتتجلى هذه القابلية في كلٍّ من حجمها المادي المحتمل وقوتها القصوى. تتراوح أحجام الروبوتات الكارتيزية من حجم طابعات ثلاثية الأبعاد صغيرة إلى أحجام كبيرة حسب الطلب. تسمح المحركات ذات نظام التروس المسننة للمصنعين بإنتاج هذه الأنظمة بأحجام هائلة. كما تُعدّ آلياتها الأقوى بين منصات الروبوتات الحديثة. غالبًا ما تكون المحركات المستخدمة في بناء الروبوتات الكارتيزية مدفوعةً بسيور أو براغي كروية أو براغي أسطوانية. هذه الآليات، بالإضافة إلى علب التروس والمحركات الكبيرة التي لا تتطلب هيكلًا نحيفًا للروبوت، تُمكّن الروبوتات الكارتيزية من التعامل مع أكبر المهام وأثقلها بسهولة.

متى يجب عليك استخدام الروبوت الكارتيزي للأتمتة؟

الآن وقد تعرفت قليلاً على الروبوتات الكارتيزية وتطبيقاتها، متى تكون مناسبة لك ولمشروعك؟ لا يمكن الإجابة على هذا السؤال بدقة من خلال هذه المقالة وحدها. مع ذلك، يمكن لبعض الأسئلة والاعتبارات أن تساعدك على البدء في فهم ما إذا كانت الروبوتات الكارتيزية هي الخيار الأمثل لك.

1. هل تبحث عن تخفيضات في التكاليف أم عن زيادة في الإنتاجية؟
2. هل هذا التطبيق صعب بالنسبة للروبوتات الصناعية الأخرى؟
3. هل الدقة هي الشاغل الرئيسي؟

يُعدّ خفض التكاليف وزيادة الإنتاجية من أهمّ الدوافع عند التفكير في الأتمتة. ويمكن لجميع أنواع الروبوتات أن تُسهم في هذا الصدد، بما في ذلك الروبوتات الكارتيزية. إذ تُساعد أتمتة العمليات باستخدام الروبوتات الكارتيزية على إعادة توجيه الموارد البشرية نحو المهام التي يصعب أتمتتها، مما يُؤدي إلى خفض التكاليف وزيادة كفاءة الإنتاج. كما تتميّز الروبوتات باتساقها وقابليتها للتكرار، مما يُقلّل من مشاكل مراقبة الجودة. بالإضافة إلى ذلك، فهي أسرع، وبالتالي يُؤدي دمجها إلى زيادة حجم الإنتاج.

توجد بعض الخصائص في بعض التطبيقات تجعلها أكثر صعوبة بالنسبة لأنواع أخرى من الروبوتات (الروبوتات سداسية المحاور، وروبوتات دلتا، وروبوتات سكارا، وغيرها). ومن أهم هذه الخصائص حمولتها، حيث تعاني معظم هذه الروبوتات من قيود في هذا الجانب. فحتى أضخم الروبوتات سداسية المحاور لا تتجاوز حمولتها 1000-2000 كيلوغرام. وبمجرد وصول تطبيقك إلى هذا النطاق، تصبح خياراتك محدودة للغاية ومكلفة بشكل متزايد. أما الروبوتات الكارتيزية، فيمكن توسيع نطاقها بسهولة في هذا الصدد بفضل آلياتها الأقوى. إضافةً إلى ذلك، تتمتع هذه الروبوتات بإمكانية نمو غير محدودة تقريبًا، حيث يمكن توسيعها إلى أحجام هائلة لا تستطيع أنواع الروبوتات الأخرى الوصول إليها.

في التطبيقات التي تتطلب أعلى مستويات الدقة، لا يُضاهى أداء الروبوتات الكارتيزية. تُستخدم آليات عالية الجودة لضمان أعلى مستوى من التكرار. في بعض تطبيقات التصنيع، يُعد هذا المستوى من الدقة ضروريًا لإنتاج منتج عالي الجودة.

تكلفة الروبوت الكارتيزي

نظرًا لقابلية هذه الروبوتات للتوسع بشكل كبير، فمن المنطقي أن ترتفع تكلفتها أيضًا. ولهذا السبب، يصعب تحديد نطاق سعري لمشروع روبوتات الإحداثيات الكارتيزية. مع ذلك، في حال تساوي جميع العوامل الأخرى، فإن استخدام روبوت إحداثيات كارتيزي في مشروع ما سيكون أقل تكلفة من استخدام روبوت صناعي مماثل آخر لنفس المشروع. ويعود ذلك في الغالب إلى بساطة تصميمها وآلياتها. ومن أهم العوامل التي قد تزيد التكلفة ما يلي:

1. حجم المشروع
2. مدى تعقيد التطبيق
3. مستوى الدقة المطلوب

إذا كنت مستعدًا للبدء، فكل ما عليك فعله هو تقديم تفاصيل عن عملك وتطبيقك. بعد ذلك، يمكنك البدء في تلقي عروض الأسعار من مهندسنا المحترف عبر الإنترنت في الوقت المناسب.