ربات های صنعتی

ربات چیست و چه تنوعی دارد؟

به طور کلی هنگامی که مردم کلمه “ربات” را می شنوند بلافاصله به فکر یک قطعه ماشینی می‌افتند که شبیه یک انسان است. در دنیای کارخانه‌ها کلمه “ربات” بهره‌وری و مونتاژ را به ذهن یک اپراتور می‌آورد، اما حتی در این تعریف خاص از ماشین‌آلات، اپراتورها اغلب به انواع ربات‌ها از نظر کاربردهای آنها مانند ربات‌های جابجایی، ربات‌های پالت‌سازی، ربات‌های بسته‌بندی و غیرا اشاره می‌کنند. این ربات‌های صنعتی ماشین‌های خودکاری هستند که برای انجام کارهای تکراری، خطرناک و سخت استفاده می شوند و سریعتر، کارآمدتر و دقیق‌تر از انسانها ساخته شده‌اند. آنها وابستگی انسان را کاهش می دهند و بهره‌وری و ظرفیت فرآیند ساخت را افزایش می‌دهند. انتخاب ربات مناسب از سازنده مناسب، کلید ایجاد یک کسب و کار صنعتی موفق است.

در این مقاله به بررسی اجمالی انواع ربات‌های مورد استفاده در صنایع می‌پردازیم. ما مزایا، معایب و برخی کاربردهای آنها را فهرست می کنیم تا بفهمیم طراحی آنها چگونه بر کاربردهای صنعتی تأثیر می گذارند.

ربات های مفصلی ( Articulated Robot )

ربات‌های مفصلی ربات‌های صنعتی سه یا هفت محوره ای هستند که از مفاصل متوالی متصل به هم تشکیل شده‌اند و طراحی دست انسان را تقلید می‌کنند. محورهای متحرک به ربات‌های مفصلی انعطاف‌پذیری می‌دهد و به آن‌ها اجازه می‌دهد به نقاط صعب العبوری برسند که انواع دیگر ربات‌ها قادر به دسترسی به آن‌ها نیستند. ربات های مفصلی رایج ترین نوع ربات ها هستند و عمدتاً برای چاپ، بسته بندی، جوشکاری، مراقبت از ماشین، جابجایی مواد و فلزکاری و غیره استفاده می شوند.

مزایا

  • همه کاره و انعطاف پذیر – یک مدل از آن را می توان برای کارهای کاملاً متفاوت استفاده کرد.
  • قابل استفاده در شرایط مختلف خاص هستند – تولید مواد غذایی، اتاق های استریل، دمای پایین و بالا.
  • می تواند در یک فضای محدود با گزینه های مختلف نصب – کف، دیوار، سقف قرار داده شود.
  • روبات های مفصلی می توانند با سرعت بالا کار کنند و ابزار عالی برای بهبود بهرهوری فرآیند ساخت هستند.

معایب

  • این ربات ها دارای پیچیدگی بالایی هستند که اتصالات چرخشی این ربات باید با فرآیند پیچیده‌تری نسبت به ربات‌هایی که حرکات خطی یا جانبی انجام می‌دهند ساخته شوند.
  • از آنجایی که ساختار ربات های مفصلی پیچیده است، ساخت و بهرهبرداری از آنها چالش برانگیز است و همین امر باعث می شود که نگهداری و مراقبت از آنها هزینه بر باشد.
بیشتر بخوانید ....

ربات های دکارتی/کارتزین ( Cartesian Robot )

رایج ترین نوع ربات مورد استفاده برای اکثر کاربردهای صنعتی دکارتی است. اپراتورهای کارخانه اغلب این نوع را پیش فرض می گیرند زیرا استفاده و برنامه ریزی از آنها آسان است. حرکات خطی عناصر دکارتی به ربات یک فضای کاری مکعبی شکل می دهد که با کاربردهای انتخاب و جابجایی بهترین سازگاری دارد و می تواند از صد میلی متر تا ده ها متر متغیر باشد. این ربات ها همچنین انتخاب محبوبی هستند زیرا بسیار قابل تنظیم هستند. مشتریان می توانند طول ضربه، سرعت و دقت ربات ها را تعیین کنند زیرا اکثر قطعات به طور جداگانه وارد می شوند و توسط سازندگان ماشین مونتاژ می شوند. همانطور که گفته شد، یکی از اشکالات روبات های دکارتی پیچیدگی مونتاژ مورد نیاز است. به طور کلی، اپراتورهای کارخانه اغلب این طرح ربات را به دلیل انعطاف‌پذیری در پیکربندی خود انتخاب می‌کنند که به آنها اجازه می‌دهد تا نیازهای کاربردی خاص را برآورده کنند.

مزایا

  • ربات دکارتی فقط در امتداد سه محور برنامه ریزی شده است و کار با آن آسان است.
  • ربات دکارتی قادر است بارهای سنگین را در فواصل بیش از چهار متر جابجا کند.
  • دقت موقعیت یابی ربات های خطی می تواند تا 0.1 میلی متر برسد.
  • ساختار ساده ربات های دکارتی و توانایی آنها در پیکربندی مجدد برای فرآیندهای مختلف، آنها را مقرون به صرفه می کند.

معایب

  • ربات های خطی حجیم هستند و به فضای زیادی برای نصب نیاز دارند.
  • مکانیسم های باز ربات مستعد آلودگی خاک و در نتیجه سایش زیاد قطعات است.
  • روبات های دکارتی فقط برای حرکات خاصی که برای آن طراحی شده اند مناسب هستند. تطبیق آنها با هر چیز دیگری دشوار است.
  • حرکات ربات دکارتی آهسته است و آنها را برای کاربردهای خاصی که نیاز به عملیات سریع دارند نامناسب می کند.
بیشتر بخوانید ....

ربات های استوانه ای ( Cylindrical Robot )

ربات های استوانه ای بسیار ساده و از نظر محور حرکتی شبیه به دکارتی هستند. بیشتر ربات‌های استوانه‌ای از دو عنصر متحرک ساخته می‌شوند: محرک‌های دوار و خطی. از آنجا که آنها یک پاکت کار استوانه ای دارند، طراحان ماشین ممکن است آنها را برای صرفه جویی در فضا انتخاب کنند. ربات را می توان در وسط یک فضای کاری قرار داد و به دلیل داشتن عنصر چرخشی، می تواند در هر نقطه اطراف آن کار کند. کاربردهای ساده که در آن مواد جمع آوری شده، چرخانده می شوند و سپس قرار می گیرند، برای روبات های استوانه ای بهترین کار را دارند. نصب و استفاده پیچیده نیست، و آنها به عنوان راه حل های نسبتا کامل با حداقل مونتاژ ارائه می شوند. از این نوع ربات ها برای جوش لوله، جوش نقطه ای، ماشینکاری، تعمیر و نگهداری ماشین ابزار و انتقال مواد استفاده می شود.

مزایا

  • نیاز به فضای کمی برای نصب دارند.
  • ربات استوانه ای می تواند عملیات را در مناطقی که دسترسی به آن سخت است مثل کانال ها و حفره ها در ناحیه کاری کروی خود انجام دهد.
  • ربات های استوانه ای می توانند به راحتی اجسام سنگین را با بازوهای روباتیک قدرتمند خود حمل کنند.

معایب

  • این ربات ها دقت کمی دارند.
  • دارای منطقه کاری محدود هستند و درسترسی به خارج از محدوده خود را ندارند.
  • این ربات از نظر روش هایی که می تواند روی اشیاء کار کند محدود است، می تواند آنها را از یک صفحه به صفحه دیگر منتقل کند، اما نمی تواند آنها را بچرخاند.
بیشتر بخوانید ....
ربات استوانه ای
ربات قطبی

ربات کروی/قطبی(Polar/Spherical Robot )

روبات‌های قطبی یا روبات‌های کروی، این روبات‌ها نام خود را از سیستم مختصات قطبی گرفته‌اند، سیستم مختصاتی که در آن هر نقطه در فضا با فاصله از مبدا و زاویه ایجاد شده توسط آن با محورهای مبدا مشخص می‌شود. این ربات‌های صنعتی با دو مفصل چرخشی و یک اتصال خطی هستند. حرکت چرخشی و بالا بردن عمودی ربات از طریق مفاصل چرخشی امکان پذیر است. اتصال خطی امتداد بازوی رباتیک را تسهیل می‌کند و به آن اجازه می‌دهد فضای کاری خود را در اطراف آن گسترش دهد.

مزایا

  • ربات های قطبی به دلیل مفاصل قدرتمند خود می توانند اجسام سنگین را به راحتی بلند کنند.

معایب

  • طراحی ربات های قطبی واقعاً از فضای کاری موجود به طور کامل استفاده نمی کند که این روبات ها را حجیم می کند.
  • به دلیل تعداد زیاد اتصالات، طراحی ربات های قطبی پیچیده است.
بیشتر بخوانید ....

ربات های دلتا( Delta Robot )

ربات دلتا با نام ربات موازی و ربات عنکبوتی یک ربات صنعتی متشکل از سه اهرم است که به پایه متصل شده و ابزار ربات را موازی با پایه نگه می دارد. ربات های دلتا دارای انواع 3، 4 و 6 محور هستند. ربات‌های دلتا 3 محوره می‌توانند یک شی را به موازات صفحه اول از یک صفحه به صفحه دیگر منتقل کنند و ربات‌هایی که تعداد محورهای زیادی دارند می‌توانند اجسام را چرخانده و از طرف‌های مختلف بگیرند. ربات های دلتا در خطوط تولید پرسرعت برای بسته بندی، مونتاژ و مرتب سازی استفاده می شوند.

مزایا

  • سرعت و دقت بالایی دارند.
  • فضای کمی را اشغال می کند.

معایب

  • ظرفیت باری کمی دارند.
  • در منطقه کاری محدود هستند.
بیشتر بخوانید ....
ربات دلتا
ربات SCARA

ربات های اسکارا( SCARA Robot )

ربات های اسکارا راه حل کامل تری نسبت به دکارتی یا استوانه ای ارائه می دهند. آنها ربات‌های همه کاره هستند، به این معنی که یک ربات اسکارا به x، y، z و حرکت چرخشی در یک بسته مجهز است. پاکت کار شبیه ربات‌های استوانه‌ای است اما درجات حرکتی آن در فضای شعاعی یا قوسی شکل بیشتر است. کاربردها نیز مشابه ربات‌های استوانه‌ای و دکارتی هستند، اما ربات‌های اسکارا می‌توانند سریع‌تر از دو ربات دیگر حرکت کنند. آنها اغلب در کاربردهای بیومد به دلیل ناحیه کاری کوچکشان دیده می شوند. از آنجایی که اسکارا ها ساده ترین ادغام را دارند، به نظر بهترین راه حل برای اکثر برنامه ها هستند، اما دکارتی ها به دلیل سطح سفارشی سازی، رایج تر هستند. ربات های اسکارا در خطوط تولید پرسرعت برای مونتاژ، جابجایی مواد و بسته بندی استفاده می شوند.

مزایا

  • اسکارا ها ابعاد فشرده ای دارند.
  • از بین همه ربات های مفصلی، اسکارا ها بهترین موقعیت یابی را دارند.
  • ربات‌های اسکارا در پایه چرخیده شده‌اند که می‌توان آن‌ها را به راحتی روی یک سطح سخت و پایه‌دار روی زمین نصب کرد.
  • به جای آویزان شدن بر روی محل کار (مانند روبات های دلتا)، اسکارا ها را می توان محکم روی سطحی نصب کرد که باعث می شود در برابر ضربه ها انعطاف پذیرتر شوند. این به آن‌ها اجازه می‌دهد با محموله‌های سنگین‌تر با سرعت بیشتری در مقایسه با انواع دیگر روبات‌ها مانند روبات‌های دلتا و روبات‌های دکارتی کار کنند.

معایب

  • منطقه کاری ربات های اسکارا محدود است.
  • اسکارا ها ظرفیت باری کمی دارند.
  • اسکارا ها نمی تواتند یک شی را بچرخاند و تا کنند.
بیشتر بخوانید ....

ارتباط با ما برای این مقاله

در صورتیکه پیشنهاد، انتقاد، یا موضوعی پیرامون این مقاله دارید و یا میخواهید به این مقاله بخشی را اضافه کنید از این درگاه با ما در ارتباط باشید.