تشهد أنظمة التوجيه الآلي للحركة ذات القدرات العالية على تحمل الأحمال زيادة ملحوظة في الطلب. ويعود أحد أسباب ذلك إلى تركيب روبوتات مرنة متعددة المحاور على مسارات طويلة. يتيح هذا للمهندسين توسيع نطاق العمل بشكل كبير مع الاستفادة الكاملة من المحور السابع لوحدة تحكم الروبوت. في العديد من التطبيقات، يمكن لنظام جسري موجه بحركة خطية إنجاز نفس مهام الروبوت متعدد المحاور بتكلفة أقل. إضافةً إلى ذلك، يمكن تصميم هذه الأنظمة الجسرية وتوريدها للمستخدمين النهائيين من مجموعات فرعية أو مكونات قياسية عالية التحمل، ويمكن تخصيصها لتناسب التطبيق المحدد. فيما يلي نظرة على خمسة أنظمة قابلة للتكوين بدرجة عالية يمكن استخدامها في تكوينات جسرية لأتمتة أرضية المصنع بدلاً من الروبوتات المعقدة. لنبدأ بمراجعة بعض المفاهيم الأساسية للجسر.

دقة منخفضة إلى متوسطة

لا تتطلب أتمتة المصانع دائمًا درجة عالية من الدقة. ففي كثير من الأحيان، تتضمن المهمة منتجات ثقيلة ومواد ذات أشكال غير منتظمة أو غير متوازنة. تتطلب معظم التطبيقات تكرارًا عاليًا، ووقت تشغيل ممتد، ومتانة طويلة الأمد مع الحد الأدنى من الصيانة. غالبًا ما يكون شرط دقة تحديد المواقع منخفضًا. قد تتطلب تطبيقات الالتقاط والوضع دقة منخفضة عند رصّ الصناديق على منصات نقالة أو وضع العنصر التالي في قائمة الإنتاج. قد تتضمن تطبيقات نقل المواد نقل المنتجات باستخدام ذراع روبوتية علوية من منطقة إلى أخرى. يمكن لروبوتات الجسر XYZ (حيث يشير المحور Z إلى الاتجاه الرأسي) تحديد مواقع المواد وإعادة تحديدها في أي مكان ضمن فضاء ثلاثي الأبعاد أو تمكين العمليات على العديد من أوجه قطعة العمل. قد تتطلب أنظمة الرش دقة منخفضة على مسافات طويلة لطلاء عربة سكة حديد أو جناح طائرة.

محور Z شديد التحمل

عند نقل منتج، تكون الخطوة الأولى هي رفعه. ولذلك، يُولى اهتمام بالغ لتصميم مقابض نهاية الذراع المستخدمة في مناولة المنتج. يمكن الإشارة إلى آلة الرفع أو الخفض الرأسية البسيطة بنظام المحور Z. بعد رفع المنتج ودعمه بواسطة النظام، تُولّد الحركة أحمالًا إضافية نتيجة لتسارع الكتلة. وقد تتولد أحمال كبيرة أثناء الحركة عالية السرعة. تُحدد السرعة عادةً بناءً على زمن الدورة على المسافة المطلوبة. تُحسب الأحمال بناءً على تسارع الكتلة (موجبًا وسالبًا). تصل السرعات في الرافعات الجسرية النموذجية إلى 5 أمتار/ثانية. لذلك، قد تكون هناك حاجة إلى قدرة تحمل عالية لاستيعاب الحركة المتوقعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصميم عمر خدمة طويل للتطبيق عندما تكون متطلبات حمل التشغيل نسبة صغيرة من قدرة تحمل نظام الحركة. يمكن دمج مراحل الحركة أحادية المحور مع أجهزة تحديد المواقع الأخرى في تكوينات مختلفة للرافعات الجسرية. يُضيف تركيب أنظمة حركة إضافية مدى ووظائف، ويمكن تنفيذ المهام على مسافات أطول.

روبوت XZ:عند تركيب منصة حركة خطية على المحور Z على محور حركة عرضي إضافي، يُطلق عليها اسم روبوت XZ. يُمكّن هذا التصميم من رفع جسم عموديًا، ونقله إلى موقع آخر في خط مستقيم، ووضعه هناك. يُعد هذا التصميم مفيدًا بشكل خاص لتطبيقات الالتقاط والوضع أو النقل. يمكن لنهاية روبوت XZ تحديد موقع الجسم في أي مكان ضمن مستوى مستطيل. في بعض الحالات، يمكن للوحة التثبيت الرئيسية للمحور X أن تحمل محامل التوجيه الخطي للمحور Z، وأن تدمج جميع مكونات محرك التروس ونظام التشحيم التلقائي اللازمة. يُبسط هذا التصميم بشكل كبير ويقلل من الكتلة المتحركة الإجمالية.

روبوت XYZ ومنصة روبوت X-X'-YZ:يُتيح التكوين الأكثر مرونة لنظام الجسر الروبوتي ثلاثة محاور حركة، مما يسمح بتحديد الموقع في أي مكان ضمن منطقة عمل ثلاثية الأبعاد. يُعدّ تكوين XYZ أقل شيوعًا نظرًا لمحدودية المساحة المتاحة لنقاط تثبيت المحاور. مع ذلك، يُستخدم هذا التكوين على نطاق واسع في اللحام الآلي حيث تكون مسافات الحركة كبيرة دون وجود أحمال كبيرة. أما الحل الأكثر شيوعًا فهو استخدام محور X متوازي، حيث يكون المحور Y مدعومًا من كلا الطرفين. يُطلق على هذا التكوين اسم جسر X-X'-YZ (يُنطق X، X-برايم). يسهل العثور على أمثلة لهذا التكوين في آلات الإنتاج، مثل أجهزة التوجيه CNC.

خيارات تصميم مخصصة غير محدودة: تتوفر العديد من التصاميم الممكنة لأنظمة الحركة الآلية كبيرة الحجم. يمكن تصميم روبوت جسري متعدد المحاور (XYZ) بالكامل حسب الطلب، بدءًا من قضبان التوجيه الخطية والمحامل الخطية، مما يُمكّن المهندسين من اختيار أفضل المنتجات لكل جزء من التصميم. توفر خطوط الإنتاج الحالية مكونات وتجميعات فرعية قياسية، مما يُسرّع عملية التكوين والتطوير باستخدام تخطيطات جسرية شائعة، مع توفير حرية إنشاء تصميم مخصص. هذا غير ممكن مع المعدات المُجهزة مسبقًا أو الجاهزة التي تُقيّد العمل ضمن حدود مُحددة مسبقًا.