تتوفر الروبوتات بمجموعة متنوعة من قدرات الأداء والأسعار، وهي تُستخدم على نطاق واسع في جميع أنواع عمليات الإنتاج الصناعي. يُعد فهم قدرات كل نوع من الروبوتات أمرًا أساسيًا لاختيار الأنسب لأعمالك.

على مدى نصف قرن، رسخت صورة الروبوتات المفصلية الكبيرة ذات المحاور الستة التي تلحم هياكل السيارات والشاحنات في أذهان الناس. تُستخدم الروبوتات في قطاعات متنوعة، كالرعاية الصحية، والأغذية والمشروبات، وصناعة الصلب، والتخزين، حيثما توجد مهام متكررة أو صعبة بيئيًا أو هندسيًا، ويمكن إنجازها بشكل أسرع وأكثر موثوقية وفعالية من حيث التكلفة. واليوم، تُجمّع الروبوتات روبوتات جديدة.

تأتي الروبوتات بمحور واحد إلى سبعة محاور، يوفر كل محور درجة من الحرية. عادةً ما يتم رسم جسر ديكارت ثنائي المحور على محوري XY أو YZ. يتمتع الروبوت ثلاثي المحاور بثلاث درجات من الحرية ويؤدي وظائفه من خلال محوري XYZ. هذه الروبوتات الصغيرة صلبة في الشكل، ولا يمكنها الإمالة أو الدوران بنفسها، على الرغم من أنها يمكن أن تحتوي على أدوات متصلة يمكنها الدوران أو الدوران أو التكيف مع شكل حمولة صغيرة. تتمتع الروبوتات ذات الأربعة والخمسة محاور بمرونة إضافية للدوران والإمالة. يتمتع الروبوت المفصلي سداسي المحاور بست درجات من الحرية - وهي المرونة لتحريك الأشياء في أي اتجاه أو تدويرها في أي اتجاه. يتم اختيار هذه الروبوتات ذات الستة محاور بشكل عام عندما يتطلب التطبيق معالجة معقدة لجسم كبير أو ثقيل. تتمتع الروبوتات ذات السبعة محاور بالقدرة على اتجاهات إضافية لمناورة الأدوات في المساحات الضيقة. يمكنها العمل بالقرب من قطعة العمل أكثر من الروبوتات المفصلية الأخرى لتوفير المساحة المحتملة.

الروبوتات المفصلية
تعكس شعبية الروبوتات المفصلية ذات ستة وسبعة محاور المرونة الكبيرة التي توفرها درجات الحرية الست. فهي سهلة البرمجة، وتأتي مع وحدة تحكم خاصة بها، ويمكن برمجة تسلسلات الحركة وتنشيط الإدخال/الإخراج عبر وحدة تعليم سهلة الاستخدام. تتميز بمدى واسع، يتجاوز ثلاثة أمتار في بعض طرزها. هذا التنوع في الأحجام يجعل الروبوتات المفصلية مناسبة للعديد من الصناعات والتطبيقات التي تتضمن تصنيع أو نقل المواد أو المنتجات النهائية.

من حيث التصميم، يشغل الروبوت المفصلي مساحةً وبصمةً لا يمكن استخدامها لأغراض أخرى. كما أن له خصائصَ فريدة، أي مواقعَ واتجاهاتٍ في المساحة المحيطة لا يمكنه الوصول إليها. تتطلب هذه القيود المكانية احتياطات سلامةٍ أكثر تعقيدًا، إذ غالبًا ما يُستخدم الروبوت في المناطق التي يتواجد فيها العمال.

الروبوتات الديكارتية
الروبوت الديكارتي، أو الروبوت الخطي، هو روبوت منخفض التكلفة عادةً، يتكون من مجموعة من المحركات الخطية و/أو المحرك الدوار في نهاية الذراع، وهو مخصص للتطبيقات ثلاثية الأبعاد. تتميز هذه الروبوتات بمرونتها العالية وسهولة تركيبها وصيانتها. يمكن تخصيص ضربات وأحجام كل محور حسب التطبيق. مدى حركته وحمولته مستقلان عن بعضهما البعض، وليسا متشابكين. يتوفر المحور الخطي بتصميمات متعددة تُكيّفه بشكل أكبر مع الوظيفة التي يؤديها.

العيب الرئيسي للروبوت الديكارتي هو عدم مرونته النسبية. فهو يستوعب بسهولة الحركة الخطية على ثلاثة محاور، والدوران حول محور رابع. ومع ذلك، يتطلب الأمر إضافة وحدة تحكم في الحركة لأداء الدوران حول أكثر من محور. نادرًا ما تُستخدم الروبوتات الديكارتية في عمليات الغسيل، لأنها لا توفر حماية كافية من تسرب المياه. كما يتطلب التركيب دقة وإتقانًا، حيث يجب محاذاة كل محور بعناية، وأن تكون استواء السطح مناسبًا، خاصةً في الأنظمة الأكبر حجمًا.

روبوتات سكارا
صُممت روبوتات SCARA للتطبيقات الخفيفة. وهي نسخة مبسطة من الروبوتات المفصلية، وبساطتها وحجمها الصغير يُسهّلان دمجها في خطوط التجميع. وتتمتع روبوتات SCARA بأوقات دورة تشغيلية مذهلة بدقة عالية. كما أنها بارعة في وظائف مثل إدخال المكونات في مساحات ذات تحمّلات دقيقة مع الحفاظ على صلابتها في مثل هذه الحركات، مما يجعلها خيارًا اقتصاديًا للعديد من تطبيقات الالتقاط والوضع، بالإضافة إلى مناولة القطع الصغيرة.

روبوتات دلتا
يشتهر روبوت دلتا بسرعته، حيث تصل معدلات التقاطه إلى 300 قطعة في الدقيقة. ويتميز بتركيبه الذي يجعله فوق منطقة العمل، مما يقلل من فقدان المساحة. وغالبًا ما يُزود بنظام رؤية لالتقاط القطع الموضوعة عشوائيًا في تطبيقات الفرز والتعبئة المعقدة. ومثل الروبوتات المفصلية والروبوتات SCARA، يُزود عادةً بحلقة تعليم لسهولة البرمجة. تُستخدم روبوتات دلتا غالبًا في تطبيقات إنتاج الأغذية، ولكنها، مثل الروبوتات الديكارتية، قد تتطلب حماية إضافية أو عزلًا عن البيئة المحيطة.

الروبوتات التعاونية
الروبوتات التعاونية، أو الروبوتات التعاونية، هي تطور حديث نسبيًا، واعدٌ في تحقيق تفاعل آمن بين الإنسان والآلة. فمن خلال إتاحة التعاون المباشر بين العامل والروبوت، تُضيف هذه الروبوتات بُعدًا جديدًا إلى فهمنا لكيفية دمج الأتمتة في الصناعة. يمكن أن يكون الروبوت التعاوني روبوتًا مفصليًا، أو ديكارتيًا، أو روبوتًا من نوع SCARA، أو روبوتًا دلتا. مع ذلك، تُصنف معظمها حاليًا على أنها روبوتات مفصلية. تأتي هذه الروبوتات بسعة حمولة تتراوح بين 4 و35 كجم، مع إمكانية زيادة الحجم والمدى (وكذلك السعر) وفقًا لذلك. تتوفر نماذج مزودة بما يصل إلى سبعة محاور؛ ويمكن لهذا الأخير أداء مهام تتطلب بيئة عمل مريحة للغاية. كما تُستخدم الروبوتات التعاونية كروبوتات مستقلة لخطوط الإنتاج.

اتخاذ اختيارك
عند التفكير في الاستثمار في الروبوتات، ينبغي مراعاة جميع جوانب التطبيق قبل اتخاذ القرار النهائي. وفيما يلي بعض أهم العوامل التي يجب مراعاتها:

الوصول والحمولة.

يجب أن تكون هذه العوامل هي المعيار الأول في عملية اختيار الروبوت، لأنها قد تُقلل فورًا من قائمة الخيارات المناسبة. على سبيل المثال، قد يُستبعد استخدام تقنيات المناولة خفيفة الوزن بسبب حمولة كبيرة وثقيلة. من ناحية أخرى، إذا كان مدى الوصول طويلًا ووزن الحمولة منخفضًا، فقد يكون الروبوت الديكارتي منخفض التكلفة كافيًا.

المرونة.

في التطبيقات التي تتطلب خمس أو ست درجات حرية، قد يكون الروبوت المفصلي الحل الأمثل. إذا كان كذلك، فقد يكون أحد الخيارات للشركات التي تُراعي التكلفة وتحتاج إلى روبوت واحد أو اثنين هو إعادة استخدام الوحدات (المستعملة). أما بالنسبة للتطبيقات البسيطة، مثل وضع وتحميل القطع الصغيرة، وإدخال القطع الإلكترونية، وتحميل الصناديق والأدوات الآلية - أي تطبيق يكفي فيه محوران أو ثلاثة محاور - فلماذا ندفع ثمن محاور أكثر مما يتطلبه التطبيق؟

سرعة.

هل يتطلب التطبيق معدل التقاط مرتفع، مثل الروبوت دلتا، أم أن معدل التقاط أقل من الروبوت الديكارتي أو روبوت SCARA سيكون كافيا؟

المساحة والبصمة.

تتزايد أهمية بصمة الآلات وخطوط الإنتاج في التخطيط. فالمساحة الأرضية مكلفة، وتسعى الشركات إلى تحسين تصميم أرضياتها. تتميز الروبوتات الديكارتية والروبوتات الدلتا بميزة واضحة على التقنيات الأخرى، حيث لا تضيع سوى المساحة الرأسية، وهي أقل أهمية بشكل عام.

الهندسة وتطوير المشاريع.

ينبغي مراعاة وقت وتكلفة التصميم والتجميع والتركيب والتشغيل عند مقارنة التكاليف، وخاصةً عند دمج الروبوت في آلة أو نظام أكبر. قد يؤدي التأخير في استلام الروبوت وتجميعه إلى تأخير المشروع بأكمله.

إمكانية الصيانة والإصلاح والتوافر.

يُعدّ التوقف غير المُجدول كابوسًا لكل مدير إنتاج. ينبغي أن تكون صيانة وإصلاح الروبوتات سهلة نسبيًا.

التوحيد القياسي.

قد يكون اختيار الروبوت المناسب ضمن شركة أو قطاع معين أمرًا مقبولًا من الناحية العملية، حتى لو لم يكن الروبوت المختار هو الأنسب أو الأرخص، ولكنه قادر على أداء المهمة. في بعض الأحيان، يكون المسار المختار هو الأقل مقاومة (ومخاطرة).

لقد مكّن انتشار تقنيات الروبوتات الشركات، بمختلف أحجامها، من الاستفادة من مزايا الأتمتة. الروبوت الأنسب لك عادةً هو الأنسب لتطبيقك، ليس فقط من حيث زيادة الإنتاجية من الاستثمار وتلبية المتطلبات الفنية للتطبيق، بل أيضًا من حيث الجوانب ذات الصلة، مثل سلامة المصنع، واستغلال المساحة، وبالطبع، تكلفة التشغيل وخدمات ما بعد البيع.