ما هي التطبيقات والمكونات المهمة للروبوتات الصناعية؟
ما هو الدور الذي تلعبه في الصناعة الحديثة؟
ما هي اتجاهات التطبيق الأخرى التي ستكون هناك في المستقبل؟
في هذا العدد من العلوم والتكنولوجيا الأسبوعية ، أجرى المراسلون مقابلة مع شركات الروبوت الصناعية ذات الصلة وقواعد تعميم العلوم ، مع تقديم المبادئ العلمية والتطبيقات المتطورة للروبوتات الصناعية للجميع.
وقال السيد لين ، رئيس قاعدة تعميم علم الابتكار في مجال تكنولوجيا الروبوت الصناعي ، والسيد لوو ، مهندس ، للصحفيين أن الروبوتات الصناعية تستخدم الآن على نطاق واسع في الصناعات مثل السيارات ، والأثاث ، ومواد البناء ، والأجهزة الكهربائية ، التي تشارك في المناولة ، والليزر ، واللحام ، والرش ، والختم ، والتعاون ، والتعاون. في قاعدة تعميم العلوم ، يمكنك رؤية محطات عمل تطبيقات الروبوت الصناعية التي تعرض سيناريوهات التطبيق النموذجية للروبوتات الصناعية ، بما في ذلك وحدات التطبيق البصرية ، وحدات تطبيق المسار ، وحدات تطبيق المنصة ، ووحدات تطبيق التجميع ، وما إلى ذلك.
وحدة التطبيق المرئي
وضع اليدين والتعرف على الهدف في المشاهد المعقدة
على غرار كيف يعتمد البشر بشكل أساسي على أعينهم لإدراك البيئة الخارجية ، ستوفر الرؤية أيضًا التصور ودعم القرار للروبوتات ، وبالتالي مساعدة الروبوتات الصناعية على إكمال مختلف المهام.
يقوم نظام الرؤية أولاً بجمع البيانات البصرية لبيئة عمل الروبوت ، ثم يقوم بمعايرة نظام الرؤية ، وخاصة المعايرة الإحداثيات ثلاثية الأبعاد لنظام الرؤية على مناور وقاعدة الروبوت ، لمساعدة الروبوت في إكمال المهام. مع التكرار المستمر وترقية خوارزميات الذكاء الاصطناعي في الوقت الحاضر ، يمكن أن تساعد الرؤية الروبوتات على تحقيق وظائف مثل اكتشاف الشذوذ ، والتعرف على الهدف ، والتعرف على الألوان ، والتعرف على الميزات الهندسية ، إلخ.
في الوقت الحاضر ، يمكن أن تساعد الرؤية الروبوتات الصناعية في إنجاز مهام متعددة. تستخدم لاكتشاف العيوب مثل الخدوش والشقوق والخدوش على سطح قطع العمل ، وكذلك قياس أبعاد وتشوه المكونات ؛ على سبيل المثال ، يتم استخدامه للتعرف على شغل العمل وفرزه ، ومساعدة الروبوتات على التعرف على أنواع مختلفة من الأهداف ، والتعرف على أهداف متعددة في وقت واحد في مشاهد معقدة لتخصيص المهام وتخطيط المسار ؛ حدد الإحداثيات المكانية ثلاثية الأبعاد وتشكيل الكائن المستهدف من خلال النظام البصري ، وتوجيه الروبوت لأداء عمليات التجميع عالية الدقة.
وحدة تطبيق المسار
التخطيط بدقة مسارات للتحكم في أنماط الحركة
للمساعدة حقًا في العمل ، لا تحتاج الروبوتات الصناعية فقط إلى زوج من "العيون الحادة" ، ولكن أيضًا "الأطراف" التي يمكن أن تعمل بدقة.
تعد وحدة تطبيق مسار Robot الصناعية مكونًا مهمًا لتنفيذ تخطيط ومراقبة مسار حركة الروبوت ، ويلعب دورًا رئيسيًا في إنتاج الأتمتة الصناعية. من خلال الاعتماد على برمجة مسار الروبوت الصناعي والمكونات الرئيسية مثل مخفضات الدقة ومحركات المؤازرة داخل جسم الروبوت ، يمكن للروبوت تحديد مسار الحركة للذراع الآلي من نقطة البداية إلى نقطة النهاية ، بما في ذلك أشكال مختلفة مثل الخطوط المستقيمة والمنحنيات والأقواس. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا إجراء التحكم في السرعة والتحكم في التسارع ، والتخطيط لتغيير السرعة والتسارع في الروبوت على المسار ، وضمان نعومة واستقرار الحركة.
قدم السيد Luo أن وحدة تطبيق مسار Robot الصناعية لديها العديد من سيناريوهات التطبيق المهمة ، والتطبيق النموذجي هو طلاء الغراء الروبوت في مصانع السيارات. من خلال الاعتماد على ذراع الروبوتية وبرمجة المسار للروبوتات الصناعية ، يمكن للروبوتات توحيد تطبيق الغراء لزجاج نافذة السيارة ، وتحقيق توحيد عرض الغراء ومسار الارتفاع ، وبالتالي تحسين معدل غلة تركيب زجاج نافذة السيارة بشكل كبير. في عمليات الروبوت مثل اللحام والرش ، تلعب تطبيقات المسار أيضًا دورًا مهمًا. "ليس فقط في صناعة السيارات ، ولكن أيضًا في العديد من مجالات الأجهزة المنزلية ، مثل التلفزيون الذي نشاهده في حياتنا اليومية ، يجب استخدام الروبوتات لتثبيت حواف الشاشة وتثبيتها
تكديس وحدة التطبيق
الالتقاط ، المكدس ، والتكديس بسهولة ، تحرير القوى العاملة
تعتبر معالجة المواد الدقيقة "وظيفة" رئيسية للروبوتات الصناعية ، والمعروفة أيضًا باسم المنصة. يشير التراص إلى عملية تكديس العناصر بدقة على المنصات والمنصات وشركات النقل الأخرى في الصناعة. في الوقت الحاضر ، تم استخدام نقاط البليتات الروبوت الصناعية على نطاق واسع في الصناعات اللوجستية والكيميائية والغذائية والمشروبات.
عادةً ما يكون لدى الروبوتات ذات البليت الدقة عالية ، وسعة حمولة عالية ، ومرونة ، ويمكن أن تتكيف مع مواد من الأشكال والأوزان المختلفة. تحقق هذه الروبوتات العمليات الآلية من خلال برمجة الكمبيوتر وتكنولوجيا المستشعرات ، والمواد التي تسيطر بدقة ووضعها في مواقف مخصصة. يحتاج هذا النوع من الروبوت أيضًا إلى تزويد مؤثرات نهاية قوية ، مثل القبائل ، وأكواب شفط الفراغ ، وما إلى ذلك ، للمواد التي تضعها ووضعها. من خلال استبدال المستجيبات النهائية أو ضبط البرنامج ، يمكن للروبوت المنصوص على التكيف مع مواد من الأشكال والأوزان المختلفة.
عادة ، بعد أن تصل المادة إلى وضع استيعاب الروبوت من خلال نظام النقل ، يمكن للروبوت الحصول على معلومات موضع المادة من خلال الرؤية أو أجهزة الاستشعار الأخرى. بعد ذلك ، يستخدم الروبوت المستجيبات النهائية للاستيلاء على المواد ووضعها على المنصات. يمكن أن ترفع بعض المنصات تلقائيًا وخفضها أثناء عملية تنسيق المنصات لتلبية احتياجات المنصة من ارتفاعات مختلفة. بعد الانتهاء من الانتشار ، سيتم نقل المنصات إلى العملية التالية.
في سيناريوهات مصنع الحياة الواقعية ، يمكن أن تتعاون الروبوتات الصناعية المنصقة مع AGVs (المركبات الموجهة الآلية) لإكمال معالجة المواد ، وبالتالي تعزيز التشغيل غير المأهولة للمصانع. يمكن أن تشمل سيناريوهات التطبيق من نقاط المنصة الروبوت تخزين اللوجستيات ، وتحسين كفاءة إدارة المستودعات ؛ التراص في بيئات خطرة لحماية صحة العمال ؛ يمكن استخدامه أيضًا في صناعة الأغذية والمشروبات لصناديق التغليف المنصوص عليها ، والعناصر المعبأة في زجاجات ، وما إلى ذلك. أخذ نقاش منتجات العناية بالبشرة على سبيل المثال ، يمكن أن تساعد الروبوتات المنصرية في تحميل وتفريغ المنتجات على خط الإنتاج. بعد تعبئة المنتجات النهائية على خط الإنتاج ، يجب فرز مواد متعددة وإزالتها من حزام النقل ، ثم انتظر حتى تصل الدفعة التالية من المواد وتنفيذها مرة أخرى. عندما تصل المنصات إلى الكمية المحددة ، يمكن إكمال هذا العمل "، أوضح السيد لوو.
وحدة تطبيق التجميع
مجموعة عالية الدقة من الأجزاء من الطائرات إلى الهواتف المحمولة
في الوقت الحاضر ، بدأت الروبوتات البشرية في دخول السوق و "المسمار". في الواقع ، كانت التجميع دائمًا واحدة من "الشركات الرئيسية" التقليدية للروبوتات الصناعية.
يستخدم جمعية الروبوت الصناعية بشكل أساسي لتحقيق التجميع الآلي العالي الدقة والمكونات العالية للمكونات في مختلف الصناعات التحويلية. يلعب دورًا مهمًا في تحسين كفاءة الإنتاج ، وتقليل تكاليف العمالة ، وتعزيز جودة المنتج ، وهو جزء لا غنى عنه من التصنيع الحديث.
غالبًا ما تشمل وحدات التجميع جداول التجميع ، وآليات تحديد المواقع ، وآليات التثبيت ، وآليات حظر المواد ، وما إلى ذلك. مع تعاون الأسلحة الآلية ، يمكن لهذه المكونات أن تضمن أن المواد يتم وضعها بدقة وتثبيت أثناء عملية التجميع. في بعض مهام التجميع المعقدة ، تحتاج الروبوتات الصناعية المتعددة إلى العمل معًا لإكمال تجميع المكونات الكبيرة. عادةً ما يتم استخدام تجميع الروبوت الصناعي بالاقتران مع PLC (وحدة تحكم المنطق القابلة للبرمجة) لتحقيق التحكم في الأتمتة.
يمكن أن تكون وحدة التجميع من الروبوتات الصناعية كبيرة أو صغيرة ، ويمكن استخدامها لإنتاج منتجات كبيرة مثل تصنيع السيارات والفضاء ؛ يمكن استخدام المنتجات الصغيرة لإنتاج وتصنيع المنتجات الإلكترونية مثل الهواتف المحمولة. يمكن تكوين ذراع الروبوت الروبوت مع نهايات مختلفة وفقًا للمتطلبات ، وبالتالي تحقيق وظائف تجميع مختلفة.
قدم السيد لوو ، "غالبًا ما تتطلب عملية التجميع روبوتات صناعية متعددة للعمل معًا في وحدات متعددة.
أخبر السيد لوو المراسلين أن الروبوتات لم تعد حصرية للمصانع الموحدة ذات القيمة التكنولوجية العالية مثل الهواتف المحمولة والسيارات. ساعد هو وزملاؤه ذات مرة في مصنع MOP في تجارة الخارجية على تحسين كفاءة الإنتاج. "عند تثبيت MOPS في المصنع ، كان يتطلب إزالة يدويًا لـ Velcro من الشريط المادي ثم التصاق اليدوي حتى نهاية MOP. في السابق ، تم ذلك يدويًا ، لكننا ساعدنا الآن المصنعين على تحقيق الأتمتة في هذه الخطوة
تطوير وحدة مشتركة متكاملة
إدراك توطين المكونات الوظيفية الأساسية
الشخص ذي الصلة المسؤول الذي قدم للمراسل أنه في مارس من هذا العام ، قامت الشركة بنجاح بتطوير "وحدة مشتركة متكاملة" تحتوي على سلسلة من المكونات الوظيفية الأساسية مثل "الدقة العالمية الدقة وعملية العمل التوافقية" و "التشفير الكبير" من خلال التركيبات الكبير ، " الروبوتات في حقول متعددة.
مقدمة الشركة: تدمج الوحدة النمطية المشتركة المتكاملة مكونات مختلفة مثل المحركات (أجهزة القيادة) ، والمخفضات (أجهزة النقل) ، والتشفير (أجهزة الاستشعار) ، ومحركات المؤازرة ، وبرامج التحكم (أجهزة التحكم) ، ودمج ثلاث وظائف أساسية: إخراج الطاقة ، ونقل الدقة ، والتحكم الذكي.
تنقسم بنيةها الفنية إلى ثلاث طبقات ، وهي طبقة الطاقة: من خلال المخفضات التوافقية المطورة بشكل مستقل وأنظمة المؤازرة عالية الدقة ، وتضخيم عزم الدوران والاستجابة الديناميكية ؛ طبقة الاستشعار: دمج ستة أجهزة استشعار قوة المحور والمشفرات المطلقة المزدوجة ، وتوفير ملاحظات في الوقت الفعلي على بيانات عزم الدوران والموقف والموقف ؛ طبقة التحكم: استنادًا إلى تقنية التحكم في الحركة لمجموعة Infranor ، يتم تحقيق التعاون متعدد المحور وحساب الحافة. يمكن للجهد التعاوني للهندسة المعمارية من ثلاث طبقات بناء حلقة مغلقة "تنفيذ قرار الإدراك" لمساعدة الروبوتات في إكمال الإجراءات المعقدة بدقة.
يمكن اعتبار الوحدة النمطية المشتركة المتكاملة من الروبوتات "المحور الأساسي" للروبوتات ، حيث تلعب دورًا رئيسيًا في تكلفة الأجهزة وأداء الحركة للروبوتات. يتم تثبيته بذكاء على مفاصل الروبوت ، والتي يمكنها تحويل الحركة الدورانية للمحرك إلى حركة آلية الربط بين القيادة ، مما يوفر قوة مستمرة ومستقرة للتشغيل المرن للروبوت.
الروبوتات الصناعية هي الخيار الأفضل للعمال المهاجرين
عمل خطير بديل: طحن الحنفيات تحت الغبار
بالإضافة إلى تقليل تكاليف العمالة إلى أقصى حد ممكن ، يمكن أن تساعد الروبوتات الصناعية أيضًا على الهروب من بيئات العمل الخطرة.
وقال السيد لوو للصحفيين إنه في الوقت الحاضر ، اعتمد تلميع الأجزاء المعدنية مثل الحنفيات بشكل أساسي على الروبوتات الصناعية. "في الماضي ، فإن تلميع الحنفيات ينتج عنه الكثير من الغبار ، مما قد يسبب ضررًا كبيرًا لجسم الإنسان. الآن ، باستخدام الروبوتات بدلاً من العمل اليدوي للتلميع السريع والموحدة ، يكون له انحراف دقة أقل من ألف.
حدوث عمل متكرر: التحقق مرارًا وتكرارًا استقرار أجهزة الصراف الآلي
يعتقد السيد لوو أن أهمية أخرى مهمة للروبوتات الصناعية هي مساعدة البشر على التحرر من العمل الشاق والمتكرر.
مثال مثير للاهتمام هو أننا تعاوننا مع الشركات المصنعة لآلات ATM لاستخدام الروبوتات لتحسين نتائج اختبار التعب لآلات ATM. "أخبر Luo Zijian المراسلين أنه من أجل التحقق من استقرار آلات الصراف الآلي ، في الماضي ، كان مطلوبًا من العمل اليدوي لإدخال البطاقات بشكل مستمر ، وأزرار الإدخال ، وأداء سلسلة من عمليات التحقق مثل توفير الأموال وتسحبها قبل مغادرة المصنع. صمم زملائه برنامجًا لروبوت صناعي يحاكي الأفعال البشرية مثل إدراج البطاقات والانسحاب والإيداع وفصل البطاقات من خلال ذراع روبوتية ، مما يسمح في نهاية المطاف للروبوت العامل بإكمال عمل مفتش الجودة البشرية.
العلماء في طليعة الفهم
الروبوتات البشرية والروبوتات الصناعية
مباراة مثالية
وقال الدكتور وو من فريق تكنولوجيا الروبوتات في معهد التصنيع الذكي للصحفيين إنه في سيناريوهات التطبيق الصناعي اليوم ، لا تزال هناك بعض المهام التي لا يمكن أن تفعلها الروبوتات الصناعية ولا يمكن إكمالها يدويًا إلا. على سبيل المثال ، في السيناريوهات التي تكون فيها الكائنات أو الكائنات المرنة عرضة للتشوه ، مثل التجميع النهائي للأجهزة المنزلية ، تكون الروبوتات الصناعية أقل شيوعًا لأنها تتطلب مستويات عالية من البراعة ، ودقة الإدراك البصري ، وقدرة النموذج على الخوارزمية ، ولا يمكن أن تكون على غرار وضع واحد.
بالنسبة لهذه السيناريوهات ، ستحتاج الروبوتات الصناعية إلى دمج التصور والتخطيط والتحكم والتنفيذ من خلال تقنيات جديدة ونماذج كبيرة في المستقبل. وبهذه الطريقة ، عندما يعمل الروبوت على كائنات ناعمة عرضة للتشوه ، فإنه يمكن أن يولد الإجراءات المقابلة بناءً على التشوه المرصود للكائن ، مما يحل الإجراءات التي لا يمكن أن تستخدمها تقنية الروبوت التقليدية.
في بعض المصانع ، دخلت الروبوتات البشرية بالفعل إلى المصنع للعمل إلى جانب الروبوتات الصناعية - كيف يمكن لهذين النوعين من الروبوتات أن يصبحوا "زملاء" متناغمين؟ وقال وو هونغمين ، "النية الأصلية لتصنيع الروبوتات البشرية هي تمكينهم من القيام بمهام أكثر تعقيدًا مثل البشر. إذا تم استخدام الروبوتات البشرية فقط للقيام بمهمة ثابتة واحدة ، فقد نستخدم أيضًا ذراعًا واحدًا أو روبوتًا صناعيًا مزدوجًا ، وهو أكثر فعالية من حيث التكلفة وفعالية
صرح الدكتور وو أن معظم الروبوتات الصناعية ثابتة في جزء معين من المصنع ومسؤول فقط عن إحدى عملياتها الخاصة ، بينما تدخل الروبوتات البشرية في المصنع للعمل من أجل استكمال الروبوتات الصناعية. في المستقبل ، ستستمر الروبوتات الصناعية في إجراء العمليات التي تتطلب الدقة العالية والتكرار ؛ سوف تتعامل الروبوتات البشرية بشكل أساسي مع خطوط الإنتاج التي تتطلب إنتاجًا مرنًا بسبب تغييرات كبيرة في المشهد.
مفاصل الروبوت
كسر الاحتكارات الأجنبية
لتحقيق مختلف تطبيقات الوحدة النمطية للروبوتات الصناعية ، يتمثل المفتاح في تحسين مستوى المكونات الرئيسية للروبوت باستمرار. المكونات الأساسية الأكثر أهمية في الروبوتات الصناعية هي محركات المؤازرة ، ومخفضات الدقة ، وما إلى ذلك. في كل مفصل من الروبوت ، هناك محركات مؤازرة ومخفضات دقيقة لمساعدة الروبوت على تحقيق تشغيل سلس وثابت لكل إجراء.
محرك المؤازرة:
واحدة من الوظائف الأساسية هي تحقيق التحكم في الموضع عالي الدقة. من خلال أجهزة التغذية المرتدة مثل التشفير أو المحولات الدوارة ، يمكن للمحرك مراقبة موضعه في الوقت الفعلي وتوفير ملاحظات البيانات إلى نظام التحكم. يقوم نظام التحكم بضبط حركة المحرك بناءً على الانحراف بين الموضع المستهدف والموضع الفعلي ، وبالتالي تحقيق التحكم الدقيق للموضع.
مخفض الدقة:
قادرة على تحقيق التحكم في الحركة المعقدة للروبوتات ، ودعم الروبوتات لإكمال المهام مثل ربط المحور متعدد وتتبع المسار. من خلال التحكم بدقة في حركة كل مفصل ، يمكن أن تحقق الروبوتات إجراءات معقدة مثل اللحام ، والرش ، والتجميع ، إلخ.
قدم الشخص المسؤول إلى المراسل أن المكونات الأساسية للشركة مثل المخفضات التوافقية ، وترميزات ، وستة أجهزة استشعار قوة المحور قد حققت 1 0 0 ٪ من البحث والتطوير المستقل. بالمقارنة مع الحلول المستوردة ، انخفضت التكلفة بنسبة 50 ٪ ، مما جعل الوحدات النمطية المشتركة في الصين يمكن التحكم فيها بشكل مستقل في التكنولوجيا الأساسية وحيازة القوة الأساسية للتنافس مع العمالقة الدولية. في الوقت نفسه ، تستخدم الوحدة النمطية المتكاملة للمفصل محركات عزم الدوران عالية الأداء مع سعة حمولة زائدة 3.5 مرات ، وتشغيل سلس ، وتقلبات التيار الصغيرة ، والتحكم الأكثر دقة وآمنة. مزود بدقة المخرجات المطلقة عالية الدقة ، ودقة الإخراج عالية ، ودقة تحديد المواقع المتكررة تصل إلى 0.003 درجة ، وتلبية المتطلبات الصارمة للتصنيع الراقي لأداء الروبوت. تتبنى الوحدة تصميمًا كبيرًا مجوفًا ، لا يفي بمتطلبات الأسلاك المركزية فحسب ، بل يجعل هيكل المفصل أكثر إحكاما وحجمًا أصغر ، مما يقلل بشكل فعال من وزن وحدة مفصل الروبوت ، مما يضمن نسبة الروبوت الحاملة للحمل ، وتمكينه من التكيف مع سيناريوهات العمل أكثر تنوعًا ومتطلبات المهمة. تستخدم الوحدة أيضًا المخفضات المتناسقة عالية الدقة والحياة الطويلة والصلابة العالية والضوضاء المنخفضة ، وهي مزودة بأجهزة استشعار عالية الدقة لمراقبة وضع تسخين الوحدة في الوقت الفعلي ، مما يضمن تشغيل مستقر طويل الأجل.