أحدثت الروبوتات ثورة في عملية التصنيع، موفرةً وسيلة فعّالة واقتصادية لتجنيب البشر أداء المهام الخطرة والمتكررة التي قد تُسبب إصابات الإجهاد. تُعدّ تطبيقات الالتقاط والوضع من أكثر المجالات شيوعًا في عملية التجميع التي تُستخدم فيها الأتمتة والروبوتات. ورغم أن هذا يُسهّل على المصانع الحصول على نماذج روبوتات مناسبة للالتقاط والوضع، إلا أن اختيار النموذج الأمثل لتطبيق مُحدد يتطلب بعض البحث والتقصّي.

في أي مجال تُستخدم روبوتات الالتقاط والوضع؟

ما يُميّز معظم روبوتات الالتقاط والوضع الحديثة عن غيرها هو حدّة بصرها المُحسّنة، بالإضافة إلى الذكاء الاصطناعي القادر على التعلّم. تُمكّن هذه القدرة على التعلّم الآلي روبوتات الالتقاط والوضع من التكيّف بسهولة أكبر مع تغيّرات البيئة لحساب الزاوية المُثلى للإمساك بالأشياء. يتحرك الروبوت باستمرار ليتعرّف على الأشياء بشكل أفضل، ويُصنّف أفضل طريقة للإمساك بالأشياء الجديدة، ويُخزّن هذه المعرفة لتحسين أدائه بشكل مُستمر من خلال التجربة والخطأ.

قبل البحث عن نوع الروبوت المناسب للشراء، من الأفضل أولاً تحديد الوظائف التي سيُستخدم فيها. قد يكون الروبوت مطلوبًا لأداء مهمة محددة، أو قد يحتاج المصنّع إلى روبوت متعدد الاستخدامات يُمكن تخصيصه بسهولة لأغراض متعددة. تتعدد استخدامات هذه الروبوتات وتتنوع، وتشمل انتقاء المنتجات من الصناديق، وفحصها، وحتى تغليفها.

فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة لروبوتات الانتقاء والتعبئة:

1. التجميع:عند استخدامها في تطبيقات التجميع، يمكن لروبوتات الالتقاط والوضع التقاط المكونات الواردة، وربطها بأجزاء أخرى من قطعة العمل قبل نقلها إلى نقطة التجميع التالية.
2. انتقاء الأشياء من الصناديق:غالباً ما تتضمن خطوط التجميع انتقاء المكونات من الصناديق ووضعها في مواقع أخرى للتجميع أو التعبئة. وتستطيع روبوتات الانتقاء والتعبئة المصممة خصيصاً، والمزودة بمستشعرات بصرية متطورة وبرامج ذكاء اصطناعي، تحديد الألوان والأحجام والأشكال.
3. عمليات التفتيش:من أجل فحص العيوب، تتطلب روبوتات الالتقاط والوضع ذكاءً اصطناعياً متقدماً مزوداً بأنظمة رؤية للتعرف على العيوب وإزالة المكونات أو المنتجات دون المستوى المطلوب، والتقاطها ووضعها جانباً في صناديق أو مناطق محددة.
4. التغليف:تتضمن الأتمتة في تطبيقات التعبئة والتغليف قيام الروبوت إما بوضع المنتج النهائي في عبوته أو، باستخدام روبوتات مصممة خصيصًا للانتقاء والتعبئة، وضع العناصر المعبأة في صناديق على منصات نقالة للشحن.

أنواع روبوتات الالتقاط والوضع

تُثبّت روبوتات الالتقاط والوضع عادةً على قواعد ثابتة وتُوضع بحيث تصل إلى مناطق عمل محددة، وتستخدم أنظمة رؤية وأدوات متطورة مُصممة لتطبيقات مختلفة. غالباً ما تُدعم هذه الروبوتات ببرامج ذكاء اصطناعي تستخدم خوارزميات التعلم الآلي لتمكينها من "التعلم" لأداء مهام متنوعة.

ذراع روبوتية

أكثر أنواع روبوتات الالتقاط والوضع شيوعًا هي الأذرع الروبوتية خماسية المحاور، والتي تُستخدم في التطبيقات القياسية، مثل نقل الأشياء على مستوى واحد. أما الذراع سداسي المحاور الأكثر تطورًا، فيُستخدم عادةً في المهام الأكثر تعقيدًا، مثل الحاجة إلى تدوير جسم ما أو إعادة توجيهه قبل الانتقال إلى نقطة التجميع التالية.

الروبوت الكارتيزي

على غرار الذراع الروبوتية سداسية المحاور، تستطيع الروبوتات الكارتيزية العمل على مستويات متعددة. سُميت هذه الروبوتات نسبةً إلى رينيه ديكارت، عالم الرياضيات الفرنسي الذي وُلد في أواخر القرن السادس عشر، وهي روبوتات التقاط ووضع تتحرك عبر مستوى ديكارتي باستخدام المحورين الأفقي X والرأسي Y، مع استخدام المحور Z في نظام الإحداثيات الديكارتية الذي استُخدم في القرن التاسع عشر لوصف الفضاء ثلاثي الأبعاد. تستخدم هذه الروبوتات محركات خطية وأنواعًا مختلفة من آليات الحركة. وعادةً ما توفر دقة تحديد مواقع أفضل من الأذرع الروبوتية سداسية المحاور.

الروبوت دلتا (أو المتوازي)

تُستخدم روبوتات دلتا غالبًا في معالجة الأغذية عالية السرعة، حيث تعتمد على تقنية بصرية متطورة لتمييز الألوان والأشكال والأحجام. تأتي هذه الروبوتات، التي تعمل في مجال انتقاء وتعبئة المنتجات، مزودة بمحركات قوية مثبتة على هياكل، وتأتي بتكوينات متعددة، إلا أن معظمها يعمل على أربعة محاور. ولتسهيل حركتها، تستخدم ثلاثة أذرع خفيفة الوزن متصلة بقضبان تربط المفاصل في نهايتي كل ذراع.

روبوت سريع لالتقاط ووضع الأشياء

تُعدّ هذه الروبوتات السريعة في التقاط المنتجات ووضعها مثاليةً للبيئات التي تتطلب معدلات إنتاج متوسطة إلى عالية، حيث تُنشئ عملية التقاط مؤتمتة بالكامل، مما يُتيح للعمال التركيز على أنشطة أخرى ضمن عملية التصنيع. وبفضل قدرتها على العمل بسرعة تصل إلى 150 دورة في الدقيقة، تُستخدم هذه الروبوتات في أقسام خطوط التعبئة والتغليف حيث تُوضع الطلبات الترويجية أو الإضافية في العبوات، مثل إضافة البطاريات أو المواد الترويجية.

الروبوت التعاوني (Cobot)

تُعرف هذه الروبوتات باسم الروبوتات التعاونية لقدرتها على العمل جنبًا إلى جنب مع العمال البشريين في مهام منفصلة ولكنها متوافقة، حيث تُعزز الروبوتات التعاونية العمل البشري من خلال توجيه العمال لاختيار مواقعهم وإرشادهم خلال مهام محددة. كما تُساعد في تحسين الوقت اللازم لإنجاز كل مهمة، مما يُساهم في خلق عملية تصنيع أكثر إنتاجية.

روبوتات التعبئة على المنصات

إحدى العمليات المحددة التي يمكن لروبوتات الانتقاء والوضع العمل فيها هي رصّ المنتجات المعبأة على منصات نقالة لتجهيزها للشحن. أحيانًا، يتباطأ إنتاج المصنع بسبب الوقت المستغرق في وضع المنتجات الجاهزة والمعبأة على المنصات. مع أن هناك أنواعًا أخرى من أنظمة الأتمتة متاحة لرصّ المنتجات على المنصات، إلا أنها تشغل مساحة كبيرة ولا تتكيف بسهولة مع مهام الرصّ المتنوعة. على الرغم من أن رصّ المنتجات على المنصات ليس عملية انتقاء ووضع بحد ذاتها، إلا أنه امتداد لها، ويمكن لروبوتات الانتقاء والتعبئة المصممة خصيصًا القيام بهذه العمليات بسهولة.