کوبات ها

کوبات ها

آینده رباتیک صنعتی در سال 2024 و پس از آن

کوبات چیست

کوبات ها آخرین تکنولوژی در رباتیک هستند و دنیای اتوماسیون را به طور قابل توجهی تغییر داده اند. نام “کوبات” مشتق از “روبات همکار” است. این روبات ها همکاری می کنند چون می توانند با امنیت با انسان ها کار کنند. آن ها می توانند این کار را انجام دهند زیرا آن ها مجهز به سنسورهای حساس هستند که به ربات “احساس” می دهند. اگر ربات در کارش قطع شود، به حالت ایمنی می رود. روبات های سنتی به سادگی به مسیر خود ادامه می دهند و به طور بالقوه به مردم آسیب می رسانند.

کوبات ها، یک نوع جدید از ربات های صنعتی هستند که برای کار ایمن و کارآمد در کنار کارگران انسانی طراحی شده اند. بر خلاف روبات های صنعتی سنتی، که معمولاً بزرگ، قدرتمند و گران هستند، کوبات ها کوچکتر، سبک تر و مقرون به صرفه تر هستند. برنامه ریزی و استفاده از آنها بسیار آسان تر است و آنها را برای طیف گسترده ای از وظایف تولید و مونتاژ ایده آل می کند.

کوبات ها در حال حاضر تأثیر عمده ای بر بازار رباتیک صنعتی دارند و انتظار می رود محبوبیت آنها در سال های آینده افزایش یابد. کوبات ها برای اولین بار در اوایل دهه ۱۹۹۰ تصور شدند تا روبات ها را برای کار با انسان ها ایمن تر کنند. اولین کوبات ها ساده بودند، اما پیشرفت در سنسورها، هوش مصنوعی و رباتیک آنها را بسیار پیچیده تر و تواناتر کرده است.

در این مقاله، مفهوم کوبات ها، ویژگی های اصلی آنها، کاربردهای آنها و تأثیر احتمالی آنها بر آینده رباتیک صنعتی را بررسی خواهیم کرد.

چه چیزی یک ربات کوبات را می سازد

روبات های صنعتی سنتی در محیط های سنگین، با دقت بالا و تولید انبوه برتری دارند، کوبوت ها برای انجام وظایف مشترک در فضاهای کاری مشترک ایمن، انعطاف پذیر، کاربر پسند و مقرون به صرفه طراحی شده اند. کوبوت ها شامل ویژگی های ایمنی مانند سنسورها، دوربین ها و نرم افزارهای پیشرفته هستند تا در کنار انسان ها بدون نیاز به موانع محافظتی کار کنند. طرح های کوبات تمایل دارند از لبه های تیز و نقاط چسبندگی جلوگیری کنند و نیروی و سرعت را برای کاهش احتمال آسیب کاهش دهند. بر اساس ایزو ۱۰۲۱۸، از سازمان بین المللی استاندارد سازی، چهار مورد برای یک ربات وجود دارد که به عنوان یک کوبات نامیده می شود. اجبار به یکی یا چند مورد از این الزامات، ایمنی ربات را افزایش می دهد و آن را به عنوان یک کوبات قرار می دهد. الزامات عبارتند از:

توقف نظارت شده با درجه ایمنی: کوبات ها از حسگرهایی برای تشخیص حضور انسان استفاده می کنند و زمانی که کارگر وارد یک منطقه از پیش تعریف شده می شود به طور خودکار کار را متوقف می کند. کارگران انسانی می توانند با فشردن یک دکمه کار کوبات را از سر بگیرند. این کوبات‌ها برای کارهای صنعتی که نیاز به کمک با کمترین مشارکت انسانی دارند، ایده‌آل هستند. آن‌ها از حسگرهای ایمنی مختلفی استفاده می‌کنند، علاوه بر اینکه کوبات را هنگامی که بیش از حد به همکار انسانی خود نزدیک می‌شود، متوقف می‌کنند.

هدایت دستی: کوبات ها اپراتورها را قادر می‌سازند تا به صورت فیزیکی آنها را در یک کار هدایت کنند. به عنوان مثال، برنامه نویس می تواند به کوبات نشان دهد که چگونه کارها را با هدایت با دست خود انجام دهد. با این عملکرد، برنامه ریزی مجدد کوبات بدون نیاز به تغییر نرم افزار آسان است. این کوبات های منحنی یادگیری کوتاهی دارند که باعث کاهش زمان از کار افتادگی می شود.

نظارت بر سرعت و جداسازی: کوبات‌ها از حسگرهایی برای حفظ فاصله ایمن از کارگران انسانی استفاده می‌کنند و دارای ویژگی‌های قابل مقایسه با کوبات‌های نظارت‌شده با درجه ایمنی هستند. اما این کوبات ها ویژگی های پیشرفته تری دارند. به عنوان مثال، یک سیستم بینایی ماشین به طور مداوم دو منطقه عملیاتی خود – منطقه هشدار و منطقه توقف را نظارت می کند. هنگامی که متوجه حرکت در نزدیکی منطقه هشدار می شود، سیستم بینایی کوبات آن را به سرعت ایمن کاهش می دهد. هنگامی که شخصی وارد منطقه توقف می شود، کوبات فوراً کار خود را متوقف می کند و پس از اینکه فرد منطقه را ترک کرد، کار را از سر می گیرد.

محدود کننده قدرت و نیرو: کوبات ها برای کاهش خطر ساخته شده اند و از میزان نیرویی که می توانند به محیط خود وارد کنند، مهار می شوند. آنها با گوشه های گرد و بدون لبه های تیز ساخته شده اند، زیرا برای کار در کنار انسان بدون اقدامات ایمنی اضافی مانند موانع، سیستم های بینایی یا اسکنرهای خارجی طراحی شده اند. این ربات‌ها با نداشتن موتورهای خارجی یا نقاطی که فرد یا بخشی از بدنش ممکن است به آن گیر کند، ایمنی انسان را بیشتر بهبود می‌بخشد. به دلیل سنسورهای برخورد هوشمند داخلی، کوبات ها هنگام مواجهه با یک همکار انسانی به‌طور خودکار کار نمی‌کنند. آنها معمولاً انعطاف‌پذیرتر هستند، اما در عین حال کوچک‌تر، کندتر و کمتر از ربات‌های معمولی قدرتمند هستند.

کوبات: فن آوری های فعال

کوبات ها مجهز به سنسورهای کنترل شده توسط نرم افزار هستند که آنها را قادر می سازد تا اشیاء، افراد و تصادفات بالقوه را برای حفظ ایمنی در اولویت قرار دهند و عوامل نهایی مانند چنگال برای دستکاری های رباتیک را حفظ کنند. علاوه بر این، کوبات ها شامل:

برنامه نویسی کوبات ها: برنامه نویسی کوبات ها بسیار آسان تر است زیرا نیازی به دانش تخصصی ندارند و نیاز به یکپارچه سازی روباتیک پر هزینه را از بین می برند. این همچنین هزینه های استقرار کوبات را کاهش می دهد.

حسگرها: نصب حسگر نیرو/گشتاور بر روی بازوی ربات باعث هوشمندتر شدن کوبات می شود. با کمک سنسور در حین جاگذاری سوپاپ، ربات به سمتی حرکت می کند که نیروی کمتری احساس شود. قابلیت استفاده از حس لامسه گزینه های اتوماسیون را گسترش می دهد و به شرکت ها اجازه می دهد کارهای یکنواخت و تکراری را خودکار کنند.

گریپرها: گریپرها دست های کوبات ها هستند و طراحی آنها برای تطبیق پذیری کار بسیار مهم است. کوبات‌ها می‌توانند از گیره‌های مختلفی از جمله گیره‌های خلاء، پنوماتیک و تطبیقی ​​برای کنترل اشیاء مختلف استفاده کنند. گیره های تطبیقی، با توانایی خود در انطباق با اشکال اجسام، به ویژه برای جابجایی اقلام نامنظم مفید هستند. پیشرفت‌های فناوری گریپر به کوبات‌ها امکان می‌دهد اشیا را با دقت در دست بگیرند، دستکاری کنند و رها کنند و آنها را در کاربردهایی مانند مونتاژ و جابجایی مواد متنوع‌تر کند.

سیستم های بینایی: سیستم های بینایی چشم کوبات ها هستند. دوربین‌ها و حسگرهای عمق، داده‌های بصری را ضبط می‌کنند و به کوبات‌ها امکان می‌دهند اشیا را تشخیص دهند، اهداف را تعیین کنند و به‌طور مستقل حرکت کنند. الگوریتم‌های بینایی ماشین تصاویر را تجزیه و تحلیل می‌کنند و از تشخیص دقیق قطعات در ساخت یا کمک به کارهای انتخاب و جابجایی اطمینان می‌دهند. این فناوری سازگاری کوبات ها را با وظایف و محیط های مختلف افزایش می دهد.

با برنامه نویسی کشیدن و رها کردن، کاربران اقدامات خود را به کد ترجمه می کنند و برنامه نویسی کوبات را ساده می کنند. برای تکمیل کارها، فقط اقدامات را به ترتیب درست بکشید و رها کنید. برخی از کوبات ها به کاربران اجازه می دهند طرح بندی برنامه ها را با استفاده از دکمه هایی برای هدایت ربات ترسیم کنند. هر دو روش کاربرپسند هستند و کارگران بیشتری را قادر می‌سازد تا به طور مؤثر با ربات تعامل داشته باشند. برخی از تولیدکنندگان کوبات پا را فراتر گذاشته و جادوگران برنامه نویسی را برای ساده کردن کارهای پیچیده، مانند پیکربندی یک ربات پالت‌سازی پایان خط، و کاهش زمان راه‌اندازی، ارائه می‌کنند. به طور کلی کوبات ها برنامه نویسی کاربرپسند را ارائه می دهند، با وظایف مختلف سازگار می شوند و هزینه های اولیه را در محیط های صنعتی کاهش می دهند.

برنامه های کاربردی / موارد استفاده برای کوبات ها

کوبات ها در کاربردهای متنوع در سراسر صنایع وجود دارند. هوش آنها، همراه با انعطاف پذیری و بهره وری، ویژگی های بسیار مطلوبی برای هر تولید کننده ای است که به دنبال به حداکثر رساندن بازده سرمایه گذاری است. کوبات ها به طور گسترده ای در صنایع مانند مواد غذایی، بسته بندی، تدارکات، ساخت و ساز، نیمه هادی ها، خرده فروشی، تولید، مراقبت های بهداشتی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از حوزه های محبوب با برنامه های کاربردی نهایی برای کوبات ها در زیر توضیح داده شده است:

تولید: کوبات ها به اپراتورها در فرآیندهای تولید مانند جوشکاری، توزیع، مونتاژ یا بازرسی محصول کمک می کنند. آنها کیفیت، کارایی و ایمنی خطوط تولید را بهبود می بخشند، در حالی که هزینه ها و ضایعات را کاهش می دهند. شرکت های نمونه ای که از کوبات ها در تولید استفاده می کنند، BMW، فورد، فولکس واگن و سامسونگ هستند.

تدارکات: کوبات ها به کارگران در کارهای تدارکات کمک می کنند، مانند انتخاب و قرار دادن، بسته بندی یا حمل و نقل از طریق یک مرکز. آنها ذخیره سازی، توزیع و تحویل کالاها را بهینه می کنند، در حالی که سرعت و دقت عملیات را افزایش می دهند. شرکت های نمونه ای که از کوبات ها در تدارکات استفاده می کنند آمازون، فدکس، دی اچ ال و وال مارت هستند.

مراقبت های بهداشتی: کوبات ها از متخصصان مراقبت های بهداشتی در خدمات مختلف مانند جراحی، توانبخشی، تشخیص یا مراقبت از بیمار پشتیبانی می کنند. کوبات ها می توانند کیفیت، دسترسی و مقرون به صرفه بودن ارائه مراقبت های بهداشتی را افزایش دهند، در حالی که خطرات و اشتباهات را کاهش می دهند. شرکت های نمونه ای که از کوبات ها در مراقبت های بهداشتی استفاده می کنند، Intuitive Surgical، Medtronic، Hocoma و Mabu هستند.

آموزش و پرورش: آموزش و پرورش یک برنامه جدید برای کوبات ها است. کوبات ها می توانند با کارگران انسانی در فعالیت های آموزشی مانند آموزش، آموزش خصوصی، مشاوره یا تحقیق همکاری کنند. در دنیایی که کلاس های مجازی محبوبیت بیشتری دارند، ربات های دستی می توانند تجربه یادگیری را با عمل به عنوان یک مدیر و به طور فیزیکی نماینده کاندیدایی که در یک مکان دور نشسته است، غنی کنند. بنابراین، آنها می توانند تجربه ای تعاملی و شخصی برای نامزدها ایجاد کنند. برخی از شرکت هایی که در حوزه آموزش و پرورش با کوبات ها آزمایش می کنند، SoftBank Robotics، Wonder Workshop و RoboTutor هستند.

کوبات ها: تکامل تکنولوژی و روند انطباق

همانطور که در پاراگراف های قبلی بحث شد، ایمنی و کار مشترک، معیارهای اساسی برای هر ربات صنعتی برای عمل به عنوان یک کوبات است. بنابراین، بیشتر تکامل تکنولوژیکی برای کوبات ها فقط بر روی این دو موضوع متمرکز است. توسعه دهندگان و تولید کنندگان کوبات به اضافه کردن قابلیت های جدید در قالب قطعات جدید، سنسورهای بسیار دقیق، جمع آوری داده ها و روش های تجزیه و تحلیل مختلف، مکانیزم های کار بهبود یافته، شامل هوش مصنوعی و یاد گیری ماشینی، انتقال داده ها و ارتباطات برای افزایش همکاری و بهبود ایمنی اپراتور ادامه می دهند. در ادامه برخی از پیشرفت های کلیدی که باید مورد توجه قرار گیرند را ذکر می کنیم:

سنسورهای ادراک:

راه حل های چند سنسور توانایی ادراک یک کوبات را برای همزیستی با انسان فراهم می کند. همگرایی هوش مصنوعی با سنسورهای ادراک ضروری خواهد بود تا کوبات ها بتوانند به طور واقعی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند، پیش بینی کنند و ارتباط برقرار کنند، به ویژه زمانی که آنها نیاز به تحویل برخی وظایف پیچیده به انسان ها دارند.

ادغام هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی:

داشتن سنسورها کافی نیست. تصمیم گیری با قضاوت رفتار یک همکار یک نیاز اساسی برای ایمنی و همکاری است. ربات باید از الگوی کار کاربران مختلف قبل از عمل یاد بگیرد. در دنیایی که کار مشترک مستلزم کار چندین کاربر بر روی یک محصول/کار واحد است، روبات ها همچنین باید رفتار کارگر را درک کنند تا ایمنی هر فردی که در مجاورت کوبات کار می کند را تضمین کنند. هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی به عنوان یک نعمت به اینجا می آیند و تجزیه و تحلیل مناسب محیط را تضمین می کنند. در حالی که ربات های قبلی برای تشخیص الگوی کار کاربران مختلف تلاش می کردند و برای جلوگیری از هر گونه آسیب خاموش می شدند، نسل جدید ربات ها می توانند با کارگران سازگار شوند و بدون از دست دادن کارایی و بهره وری به کار خود ادامه دهند.

محاسبات ابری و اتصال:

عملیات صنعتی انواع زیادی دارد. برای اتوماسیون واقعی و بهره وری بالا، یک ربات باید از نمونه های مشابه در سراسر جهان یاد بگیرد و تنظیمات کاری خود را تطبیق دهد تا اطمینان حاصل شود که می تواند همان خروجی را با کمترین آموزش ارائه دهد. بنابراین، سازمان ها از محاسبات ابری و اتصال استفاده می کنند. هنگامی که وظایف مشابه توسط کوبات ها در مکان های مختلف انجام می شود، مخزن متمرکز داده ها می تواند در ابر نگهداری شود و داده ها می توانند با تمام کوبات ها شرکت کننده به اشتراک گذاشته شوند. بنابراین، یادگیری از یک مکان می تواند به سرعت در مکان دیگر تقلید شود و کوبات ها می توانند با بهره وری بالا همکاری کنند.

محاسبات حاشیه ای و هوش مصنوعی:

کوبات ها برای اجرای تصمیمات پیچیده در زمان واقعی در محیط های همکاری به کنترل بسیار دقیق تری نیاز دارند. بسیاری از عملیات ها نیاز به تصمیم گیری در گره ی پایانی دارند که داده ها در آن ایجاد شده و بدون تغییر هستند. این ها موقعیت های منحصر به فردی هستند که در سایت های دیگر وجود ندارند و بنابراین تصمیم گیری نیز باید همان نگرش را منعکس کند. این یکی از زمینه هایی است که محاسبات حاشیه ای در آن نقش دارد. از آنجا که جمع آوری داده ها، تجزیه و تحلیل و پاسخ دادن در گره حاشیه انجام می شود، تصمیم گیری سریع، واقعی تر و بسیار موثر است.

ابزار در انتهای بازو:

این زمینه ای است که بیشتر در مورد کوبات ها تحقیق و کار شده است. صنعت کوبات نمی تواند عملیات خود را مقیاس بندی کند اگر کوبات ها نمی توانند برای اهداف متعدد مورد استفاده قرار گیرند. در زمان های اخیر، بیشتر تحقیقات بر روی شناسایی و توسعه ابزارهای پایان بازو متمرکز شده است که می تواند سودمندی کوبات ها را برای اهداف مختلف افزایش دهد. این شامل طرح های چنگال های خلاء، چنگال های سه انگشت، چنگال های مغناطیسی، مکانیسم های چنگال حساس به فشار، EoAT با تفنگ های جوشکاری و غیره است. این سیستم های EoAT می توانند انواع مواد با اشکال و خواص مختلف را اداره کنند. علاوه بر این، سنسورهای تعبیه شده که به کوبات اجازه می دهد تا چنگال خود را با توجه به خواص سطح، مواد و وزن جسم تطبیق دهد. توسعه ابزار پایان بازو نقش کلیدی در ارزش ربات می تواند به کاربر نهایی خود را به ارمغان بیاورد و به طور قابل توجهی به پذیرش گسترده ربات های صنعتی در صنایع جدید کمک خواهد کرد. پیشرفت های جدید در EoAT بر پیشرفت تکنولوژی و انطباق کوبات ها متمرکز است.

بهبود برنامه نویسی و آموزش:

توسعه دهندگان کوبات ها همچنین در حال تلاش برای افزایش انطباق کوبات  با ارائه با قابلیت تشخیص صدا و تجزیه و تحلیل هستند. علاوه بر این، پیشرفت هایی در تقلید از وظایف، شناسایی و کپی کردن اقدامات کارگران، درک حرکات و عمل و غیره وجود دارد. این قابلیت های جدید سودمندی کوبات ها را افزایش می دهد و تلاش مورد نیاز برای آموزش کوبات ها را محدود می کند. تعداد بیشتری از کارگران قادر خواهند بود که با حرکات و گفتار به کوبات ها فرمان دهند و این کار باعث سرعت بیشتری در استفاده از کوبات ها در محیط های مختلف کار خواهد شد.

مزایای کوبات ها

کوبات ها چند ویژگی منحصر به فرد دارند که اتوماسیون را برای طیف گسترده ای از مشاغل ممکن می کند. در زیر مزایای کوبوت ها را بررسی کنید.

کامپکت

کوبات ها ربات های کوچک و جمع و جور هستند و بنابراین می توانند تقریباً در هر نقطه از فرآیند تولید بدون استفاده از فضای زیادی استفاده شوند.

نصب و برنامه نویسی

نصب یک کوبات توسط هر کسی آسان است و برنامه ریزی آن ساده است. با استفاده از برنامه های کاربردی و نرم افزار برای تلفن های هوشمند و دسکتاپ ها، یک ربات رباتیک در زمان کوتاهی فعال می شود.

انعطاف پذیر

یک کوبات می تواند به راحتی عملیات جدید را یاد بگیرد و بنابراین قادر به کار در مکان های مختلف در فرآیند تولید است.

همراه

کوبات ها سنگین نیستند و حرکت کردنشان آسان است. آنها بر روی یک میز کار متحرک نصب می شوند و می توانند به راحتی وظایف جدیدی را در مکان مختلف در یک شرکت انجام دهند.

ثابت و دقیق

کوبات ها همیشه با همان نیروی یکسانی، به همان شیوه عمل می کنند. این تضمین می کند کیفیت یکسان و قطعات به طور دقیق قرار داده شده است.

تاثیر مثبت بر کارکنان

کارمندان از انجام کارهای یکنواخت یا خطرناک جلوگیری می کنند و با انجام کارهای خلاقانه تر، خود را توسعه می دهند.

کاهش هزینه های تولید

با استفاده از کوبات ها، فرآیندها ساده تر می شوند و تولید افزایش می یابد. در نهایت، این منجر به نتیجه بهتر می شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *