دعونا نلقي نظرة على تصنيف الروبوتات بالتفصيل:

1) الروبوت الكارتيزي:
تُعرف أيضاً باسم: الروبوتات الخطية / روبوتات XYZ / روبوتات الجسر

يمكن تعريف الروبوت الكارتيزي بأنه روبوت صناعي تكون محاور التحكم الرئيسية الثلاثة فيه خطية ومتعامدة مع بعضها البعض.

بفضل هيكلها الصلب، تستطيع هذه الروبوتات حمل أوزان ثقيلة. كما يمكنها أداء وظائف متعددة مثل الالتقاط والوضع، والتحميل والتفريغ، ومناولة المواد، وغيرها. تُعرف الروبوتات الكارتيزية أيضاً باسم روبوتات الجسر، حيث يدعم عضوها الأفقي كلا الطرفين.

تُعرف الروبوتات الكارتيزية أيضًا باسم الروبوتات الخطية أو روبوتات XYZ لأنها مزودة بثلاثة مفاصل دوارة لتجميع محاور XYZ.

التطبيقات:
يمكن استخدام الروبوتات الكارتيزية في عمليات التغليف، ومعالجة قوالب البلاستيك، والطباعة ثلاثية الأبعاد، وفي آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC). وتعمل آلات الالتقاط والوضع والراسمات وفق مبدأ الروبوتات الكارتيزية، حيث تتميز بقدرتها على التعامل مع الأحمال الثقيلة بدقة عالية في تحديد المواقع.

المزايا:

• دقة وسرعة عاليتان
• تكلفة أقل
• إجراءات تشغيل بسيطة
• حمولات عالية
• عمل متعدد الاستخدامات للغاية
• يبسط أنظمة التحكم في الروبوتات والأنظمة الرئيسية

العيوب:

إنها تتطلب مساحة كبيرة للتشغيل

2) روبوت سكارا

يشير اختصار SCARA إلى ذراع الروبوت التجميعي المتوافق الانتقائي أو ذراع الروبوت المفصلي المتوافق الانتقائي.

طُوّر الروبوت تحت إشراف هيروشي ماكينو، الأستاذ بجامعة ياماناشي. تتميز أذرع روبوت SCARA بمرونتها على المحورين XY وصلابتها على المحور Z، مما يُمكّنه من التكيف مع الثقوب الموجودة على هذين المحورين.

في الاتجاهين XY، يكون ذراع روبوت SCARA مرنًا وقويًا في الاتجاه Z بفضل تصميم مفاصله ذات المحاور المتوازية. ومن هنا جاء مصطلح "المرونة الانتقائية".

يُستخدم هذا الروبوت في عمليات تجميع متنوعة، فعلى سبيل المثال، يُمكن إدخال دبوس دائري في ثقب دائري دون أي عائق. تتميز هذه الروبوتات بسرعتها وكفاءتها العالية مقارنةً بأنظمة الروبوتات المماثلة، وهي مبنية على بنية تسلسلية، أي أن المحرك الأول يُشغّل جميع المحركات الأخرى.

التطبيقات:
تُستخدم روبوتات SCARA في التجميع والتعبئة والتغليف والتخزين على المنصات وتحميل الآلات.

المزايا:

• قدرات عالية السرعة
• أداء ممتاز في تطبيقات التجميع السريع ذات الشوط القصير وعمليات الالتقاط والوضع
• يحتوي على ظرف عمل على شكل دونات

العيوب

يتطلب روبوت SCARA عادةً وحدة تحكم مخصصة للروبوت بالإضافة إلى وحدة تحكم رئيسية للخط مثل PLC/PC.

3) الروبوت المفصلي

يمكن تعريف الروبوت المفصلي بأنه روبوت ذو مفصل دوار، ويمكن أن تتراوح هذه الروبوتات من هياكل بسيطة ذات مفصلين إلى أنظمة تحتوي على 10 مفاصل متفاعلة أو أكثر.

تستطيع هذه الروبوتات الوصول إلى أي نقطة لأنها تعمل في فضاء ثلاثي الأبعاد. من جهة أخرى، يمكن أن تكون مفاصل الروبوتات المفصلية متوازية أو متعامدة، حيث تكون بعض أزواج المفاصل متوازية والبعض الآخر متعامد. ولأن الروبوتات المفصلية تحتوي على ثلاثة مفاصل دورانية، فإن بنيتها تشبه إلى حد كبير بنية ذراع الإنسان.

التطبيقات:

يمكن استخدام الروبوتات المفصلية في عمليات تعبئة المواد الغذائية على منصات نقالة (المخابز)، وتصنيع الجسور الفولاذية، وقطع الفولاذ، والتعامل مع الزجاج المسطح، والروبوتات الثقيلة ذات حمولة 500 كجم، والأتمتة في صناعة المسابك، والروبوتات المقاومة للحرارة، وصب المعادن، واللحام النقطي.

المزايا

• سرعة عالية
• مساحة عمل كبيرة
• ممتاز في تطبيقات التحكم الفريدة واللحام والطلاء

العيوب:

يتطلب ذلك عادةً وحدة تحكم مخصصة للروبوت بالإضافة إلى وحدة تحكم رئيسية للخط مثل PLC/PC

4) الروبوتات المتوازية

تُعرف الروبوتات المتوازية أيضًا باسم المعالجات المتوازية أو منصات ستيوارت المعممة.

الروبوت المتوازي هو نظام ميكانيكي يستخدم عدة سلاسل متسلسلة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر لدعم منصة واحدة، أو أداة نهائية.

علاوة على ذلك، يمكن تشكيل روبوت متوازٍ من ستة محركات خطية تحافظ على قاعدة متحركة لأجهزة مثل أجهزة محاكاة الطيران. تمنع هذه الروبوتات الحركات الزائدة، ولتنفيذ هذه الآلية، صُممت سلسلتها لتكون قصيرة وبسيطة.

وهي تُعرف باسم:
• آلات طحن عالية السرعة وعالية الدقة
• أجهزة تحكم دقيقة مثبتة على الطرف النهائي لأجهزة تحكم تسلسلية أكبر حجماً ولكنها أبطأ
• أمثلة على الروبوتات المتوازية

التطبيقات

• تُستخدم الروبوتات المتوازية في تطبيقات صناعية متنوعة مثل:
• أجهزة محاكاة الطيران
• أجهزة محاكاة السيارات
• في عمليات العمل
• محاذاة الفوتونيات / الألياف البصرية

تُستخدم هذه الروبوتات بشكل محدود في بيئات العمل. إن تنفيذ عملية معالجة محددة يتطلب حلولاً متعددة. ومن الأمثلة الشائعة على الروبوتات المتوازية منصة ستيوارت وروبوت دلتا.

المزايا

• سرعة عالية جداً
• غلاف عمل على شكل عدسة لاصقة
• يتفوق في تطبيقات الالتقاط والوضع عالية السرعة وخفيفة الوزن (تغليف الحلوى)

العيوب

يتطلب ذلك وحدة تحكم مخصصة للروبوت بالإضافة إلى وحدة تحكم رئيسية للخط مثل PLC/PCs

برمجة الروبوتات لأداء الوضع المطلوب:

يُبرمج البشر الروبوتات لأداء مهام معقدة وضرورية. دعونا نلقي نظرة على كيفية برمجة الروبوتات للقيام بالمهام المطلوبة:

أوامر تحديد المواقع:يمكن للروبوت أن يؤدي الوضع المطلوب باستخدام واجهة مستخدم رسومية أو أوامر نصية يمكن من خلالها تحديد وتعديل موضع XYZ الأساسي.

قلادة تعليمية:باستخدام طريقة وحدة التحكم اليدوية، يمكننا تعليم الروبوت المواضع.

وحدة التحكم اليدوية هي وحدة تحكم وبرمجة محمولة باليد تحتوي على القدرة على إرسال الروبوت يدويًا إلى الموضع المطلوب.

يمكن فصل وحدة التحكم اليدوية بعد اكتمال البرمجة. لكن الروبوت يستمر في تشغيل البرنامج المُثبّت في وحدة التحكم.

يقود من أنفه:أسلوب "القيادة من الأنف" هو تقنية ستعتمدها العديد من شركات تصنيع الروبوتات. في هذه الطريقة، يمسك أحد المستخدمين ذراع الروبوت، بينما يقوم شخص آخر بإدخال أمر يساعد على فصل الطاقة عن الروبوت، مما يجعله في حالة عجز.

بعد ذلك، يمكن للمستخدم تحريك الروبوت إلى الموضع المطلوب (يدويًا) بينما يقوم البرنامج بتسجيل هذه المواضع في الذاكرة. يستخدم العديد من مصنعي الروبوتات هذه التقنية في عمليات رش الطلاء.

محاكي الروبوتات:يُساعد برنامج محاكاة الروبوتات على الاستغناء عن الاعتماد على التشغيل الفعلي لذراع الروبوت. ويُسهم اتباع هذه الطريقة في توفير الوقت في تصميم تطبيقات الروبوتات، كما يُعزز مستوى الأمان. من جهة أخرى، يُمكن اختبار البرامج (المكتوبة بلغات برمجة مختلفة) وتشغيلها وتعليمها وتصحيح أخطائها باستخدام برنامج محاكاة الروبوتات.

مشغل الآلة:يمكن الاستعانة بمشغل آلة لإجراء تعديلات داخل البرنامج. يستخدم هؤلاء المشغلون وحدات شاشة تعمل باللمس كلوحة تحكم للمشغل.