لمحة عامة عن الروبوتات الصناعية

يتجه الاتجاه في التطبيقات الخطية والدورانية التقليدية بعيدًا عن الروبوتات نحو الأنظمة الموفرة للطاقة والمحسّنة من حيث التكلفة، حيث أن الشركات المصنعة غالبًا لا تحتاج إلى جميع الوظائف والأحجام الكبيرة ودرجات الحرية التي توفرها الروبوتات.

على الرغم من تصنيفها كروبوتات صناعية وفقًا لمعايير DIN، إلا أن أنظمة المناولة الكارتيزية توفر عمليات أبسط وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من معظم الروبوتات المفصلية ذات 4 إلى 6 محاور. ينص معيار DIN EN ISO 8373 على أن "الروبوت الصناعي هو جهاز تحكم آلي، قابل لإعادة البرمجة، [...] متعدد الأغراض، قابل للبرمجة في ثلاثة محاور أو أكثر، ويمكن تثبيته في مكانه أو تحريكه لاستخدامه في تطبيقات الأتمتة الصناعية". ومع ذلك، يختلف تصنيف هذه الأنظمة تبعًا لوظيفتها ومرونتها واستجابتها الديناميكية.

تتشابه أنظمة المناولة الكارتيزية والروبوتات التقليدية ذات 4 إلى 6 محاور بشكل كبير من حيث المرونة والاستجابة الديناميكية، لكنها تختلف في أنظمتها الميكانيكية. وبحسب التطبيق، تُتحكم أنظمة المناولة الكارتيزية إما بواسطة وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) بسيطة (قد يمتلكها المستخدم بالفعل) للحركات من نقطة إلى أخرى، أو بواسطة نظام تحكم معقد مزود بوظائف روبوتية، مثل التحكم في مسار الحركة. أما الروبوتات ذات 4 إلى 6 محاور، فتتطلب دائمًا نظام تحكم معقد.

علاوة على ذلك، تتطلب أنظمة المناولة الكارتيزية مساحة أقل للحركة، وتتميز بسهولة أكبر في التخصيص والتعديل المعياري وفقًا لظروف التطبيق. ويمكن تعديل مساحة العمل بسهولة عن طريق تغيير أطوال المحاور.

وبالتالي، تُهيأ الحركة لتناسب متطلبات التطبيق، على عكس الروبوتات التقليدية حيث يجب تكييف ملحقات التطبيق لتتوافق مع النظام الميكانيكي والحركي للروبوت. لذا، يُعد النظام الميكانيكي لنظام المناولة الكارتيزي جزءًا من الحل الكلي، ويجب دمجه في النظام بأكمله.

التخصيص والتنوع: فوائد واضحة

على عكس الحلول القياسية التي تستخدم روبوتات ذات 4 إلى 6 محاور من الكتالوج، يمكن تخصيص أنظمة المناولة الكارتيزية بشكل معياري لتناسب التطبيق (انظر الشكل 3). لا تتطلب هذه الأنظمة عمليًا أيًا من التنازلات التي غالبًا ما توجد في الروبوتات التقليدية. ففي حالة الروبوت التقليدي، يجب تكييف أجزاء من التطبيق مع متطلبات الروبوت وقدراته. كما أن التوجه نحو التوحيد القياسي واستخدام المكونات المنتجة بكميات كبيرة يقلل من تكلفة الحلول الكارتيزية مقارنةً بالروبوتات التقليدية.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج تقنيات قيادة مختلفة مع أنظمة المناولة الكارتيزية. ويتم اختيار المحركات الهوائية، والمحركات الهوائية المؤازرة، والمحركات الكهربائية المناسبة لكل محور لتحقيق الحركة المثلى من حيث الكفاءة والاستجابة الديناميكية والوظيفة.

تتميز أنظمة المناولة الكارتيزية، باعتبارها أنظمة حركية متسلسلة، بمحاور رئيسية للحركة الخطية ومحاور مساعدة للدوران. يعمل النظام في آن واحد كدليل ودعم ومحرك، ويجب دمجه في النظام الكامل للتطبيق بغض النظر عن بنية نظام المناولة.