با پیشرفت تکنولوژی، حضور ربات‌ها در زندگی انسان بیشتروبیشتر به چشم می‌خورد. کاربرد ربات‌ها به یک حوزه محدود نمی‌شود و آن‌ها را در حوزه‌های مختلفی می‌بینیم. سوالی که پیش می‌آید این است که حرکات متنوع ربات، به چه صورت تنظیم می‌شود؟ برای جواب دادن به این سوال باید بخشی به نام بازوی رباتیک را بررسی کنیم.
معمولا بازوها را به‌عنوان دستکاری کننده ربات صنعتی می‌شناسند. در ادامه چند موضوع مهم درباره بازوهای رباتیک را بررسی می‌کنیم؛
- بازوی رباتیک چیست؟
- کاربرد بازوی رباتیک صنعتی
- انواع بازوی رباتیک
جواب خیلی از سوالات شما فعالان صنعتی و علاقه‌مندان حوزه صنعت، در مطالب امروز است. پس تا انتها همراه ما باشید.
بازوی رباتیک چیست؟
بازوهای رباتیک معمولا برای بالابردن اثربخشی دستگاه هستند. این بازو درواقع از موتوری تشکیل شده که از طریق برنامه‌ای که به آن داده شده، باعث به حرکت درآوردن ربات می‌شود. همچنین حرکات ربات را کنترل می‌کند.
در تشکیل آن علاوه‌بر موتور، یک یا چند مفصل (تعداد مفصل به کارایی آن بستگی دارد) بازو و دست ربات صنعتی را تشکیل می‌دهند. مفصل، محل اتصال قسمت‌های مختلف ربات با یک‌دیگر است و در محل مفصل، بازوها به یک‌دیگر متصل می‌شوند.
در بخش‌های صنعتی، استفاده از بازوی رباتیک الزامی است. علاوه‌بر آن در اداره‌ها و دفترهای کوچک صنعتی نیز می‌توان از بازوهای رباتیک استفاده کرد.
بازوهای رباتیک در اندازه‌های مختلفی تولید می‌شوند و معمولا بین 4تا6 مفصل دارند. ساختار بازو همان‌طور که از نام آن پیداست، همانند بازوی انسان است و در صنعت، جایگزین خوبی برای نیروی انسانی محسوب می‌شود. استفاده از بازوهای رباتیک در صنعت، علاوه‌بر کاهش خطرات احتمالی، درصد خطا را نیز کم می‌کند.
برخی از فعالیت‌های بازوها در صنعت، در زمینه جوشکاری، بلندکردن قطعات سنگین و بُرش است. به این نکته توجه کنید که طراحی بازوهای رباتیک، بسیار حساس است و کوچک‌ترین اشتباه، خسارت‌های بزرگ و جبران‌ناپذیری به دنبال دارد.
به همین دلیل طراحی آن‌ها باید با دقت بالایی انجام شود و کنترل کیفیت آن‌ها با استانداردهای جهانی مطابقت داشته باشد.
قسمت‌های مختلف بازو
قسمت‌های مختلف بازوهای رباتیک، از فرمول‌های پیچیده ریاضی و مکانیک بهره می‌گیرند. یک قسمت بازو base است. این قسمت، اصطلاحا بازو بر روی آن سوار می‌شود و درواقع نگهدارنده بازو است. این قسمت در بعضی از بازوها ثابت و در برخی دیگر چرخشی است.
قسمت link را به بازوهای ربات می‌گویند. همچنین قسمتی به نام joint وجود دارد که به مفصل‌های روی ربات گفته می‌شود و درواقع بخش اصلی یک ربات صنعتی است. چون با چرخیدن این مفصل‌ها، بازو در فضای مورد نظر حرکت می‌کند.
قسمت آخر آن end effector است که کُل هدف ربات و بازوها این است که این قسمت به سمت مکان مورد نظر حرکت کند. به این قسمت می‌توان ابزارهای زیادی وصل کرد.
انواع بازوهای رباتیک
انواع مختلف بازوهای رباتیک، در شش دسته کُلی تقسیم‌بندی می‌شوند که در ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
1. بازوی مفصلی
برای طراحی این مدل از بازوی رباتیک، اتصالات چرخشی استفاده شده است. بسته به نوع کاری که قرار است انجام دهد، 2تا10 مفصل در تشکیل آن‌ها شرکت دارد. براساس نیاز، بقیه بازوها به یک‌دیگر متصل می‌شوند.
هر مفصل را یک بازو در نظر می‌گیرند و هر چقدر که درجه آزادی ربات بیشتر باشد، دسترسی و آزادی عمل آن بیشتر است. رایج‌ترین نوع بازوهای رباتیک در سیستم اتوماسیون صنعتی، بازوی مفصلی است. در میان انواع بازوی مفصلی، بازوهای 6محوره رایج‌ترین آن‌ها محسوب می‌شوند که دارای 4تا6 محور هستند.
کاربردهای بازوی مفصلی بیشتر در جوشکاری قوس الکتریکی، جوش نقطه‌ای، رنگ‌آمیزی، مونتاژ، جابه‌جایی مواد و پالت‌سازی به چشم می‌خورد.
2. بازوی دکارتی
بازوهایی که در مسیر مستقیم و یا خط راست حرکت می‌کنند را با نام بازوی دکارتی یا بازوهای دروازه‌ای می‌شناسند. به دلیل اینکه، این بازو از سه اتصال خطی برای حرکت در جهت محورهای xzy از سیستم مختصات دکارتی (بالا و پایین، داخل و خارج، پهلوبه‌پهلو) استفاده می‌کند.
می‌توان گفت که این مدل از بازوی ربات، در میان فعالان صنعت که به‌دنبال انعطاف‌پذیری بالا در تنظیمات هستند، محبوبیت بالایی دارد. البته علاوه‌بر حرکت خطی، به‌صورت چرخشی نیز می‌تواند حرکت کند. درواقع می‌توان یک بازوی چرخشی به آن متصل کرد برای شرایطی که به چرخش بازو نیاز باشد.
تنظیم سرعت، دقت، طول ضربه و اندازه بازو، برعهده کاربران است. از این مدل بازو، در صنعت چاپ سه‌بُعدی استفاده می‌شود.
3. بازوی استوانه‌ای
یک بازوی چرخشی با قابلیت چرخش به‌صورت 360درجه، بازوی ربات استوانه‌ای را تشکیل می‌دهد. یک اتصال منشوری 4وجهی، بازو را به ربات وصل می‌کند و به راحتی می‌توان آن را باز و بسته کرد. بازوی استوانه‌ای می‌تواند در جهت محور z گردش کند.
فشردگی این بازوها باعث می‌شود که از آن‌ها برای انجام کارهای کوچک و ساده‌ای مانند مونتاژ، مراقبت از ماشین و… استفاده شود.
4. بازوی دلتا
این بازوها را با نام بازوهای موازی نیز می‌شناسند. در طراحی آن، چند بازو که در کنار هم به شکل متوازی‌الاضلاع درمی‌آیند، بازوی دلتا را تشکیل می‌دهند. این بازو به پایه اصلی ربات متصل می‌شود.
متوازی‌الاضلاعی که تشکیل می‌شود، یک مرکز به شکل گنبد دارد که چرخشی عمل می‌کند و برای حرکت‌های دقیق و ظریف در سرعت بالا، بسیار مناسب است. این ساختار و پیکربندی باعث می‌شود که از این بازو در صنایعی مانند تولید کالاهای الکترونیک، دارویی و غذایی استفاده شود.
5. بازوی قطبی یا کُروی
ربات قطبی، پایه‌ای دارد که به یک بازو با دو مفصل چرخشی، و یک مفصل خطی متصل است و درواقع بازوی کُروی را می‌سازد. محورهای ربات ترکیب می‌شوند و یک مختصات قطبی ایجاد می‌کنند و به بازو امکان یک پوشش کاری کُروی می‌دهند.
می‌توان گفت که یکی از اولین دسته بازوهای صنعتی شناخته شده، بازوی قطبی است. کارایی این بازو در ریخته‌گری، قالب‌گیری تزریقی و جوشکاری بیشتر به چشم می‌خورد.
6. بازوی اسکارا
ربات‌هایی که با نام ربات اسکارا می‌شناسید، 4محور حرکتی دارند که از طریق یک پیوند داخلی، در محدوده محورz ایجاد می‌شود. بازوی اسکارا می‌تواند به شکل عمودی حرکت کند. از این بازو در مونتاژ، پالت‌سازی و… استفاده می‌شود.
کاربرد بازوی رباتیک
همان‌طور که می‌دانید، کاربرد بازوهای رباتیک به اندازه‌ای در صنایع مختلف زیاد شده، که می‌توان گفت در هر فعالیتی که به سرعت و دقت بالا نیاز باشد و یا انجام آن پُرخطر باشد، می‌توان از بازوهای رباتیک کمک گرفت.
بسیاری از کارخانه‌های صنعتی مانند صنایع خودروسازی، صنایع تولیدی، صنایع خدماتی و… برای انجام فعالیت‌های خود از بازوهای رباتیک استفاده می‌کنند.
استفاده از بازوهای رباتیک در صنایع، به این صورت است که یا همه فعالیت آن‌ها و یا بخشی از آن توسط بازوهای رباتیک انجام می‌شود. در ادامه برخی از کاربردهای صنعتی بازوها را بررسی می‌کنیم؛
· حمل بار
بازوهای رباتیک برای حمل بار، ظرفیت مشخصی دارند. این ظرفیت نشان‌دهنده حداکثر توانایی آن‌ها برای جابه‌جایی است. قرار دادن بار بیش از ظرفیت بازوی صنعتی، خطراتی به‌دنبال دارد و می‌تواند به بازوها آسیب برساند.
ممکن است لازم باشد علاوه‌بر ظرفیت بازو، به شکل و نوع بار نیز توجه کنید. به دلیل اینکه هر بازویی برای جابه‌جایی بار خاصی طراحی شده است.
به این نکته توجه کنید که اگر فعالیت‌های صنعتی، درست و حساب‌شده انجام شوند، باعث سودزایی می‌شوند. عکس این موضوع هم صدق می‌کند، یعنی اگر بی‌دقت و بدون محاسبه انجام شوند، خطرات جانی و مالی به‌دنبال دارند.
· خط تولید
بسیاری از صنایع تولیدی، برای انجام فعالیت‌های داخلی مانند جابه‌جا کردن کالا، بسته‌بندی محصولات، مونتاژ، رنگ‌آمیزی و بُرش قطعات، از بازوهای رباتیک استفاده می‌کنند. چون بازوها، این فعالیت‌ها را کاملا درست، بدون خطا و با سرعت بالا انجام می‌دهند، بدون اینکه خسته شوند.
· طی کردن مسیرهای طولانی
صنایع مختلف در تلاش هستند که از انبارداری نوین استفاده کنند. یکی از جدیدترین روش‌های این مدل انبارداری، استفاده از بازوهای رباتیک است. این بازوها قابلیت انبارگردانی و جابه‌جایی محصولات و قطعات را دارند.
دلیل استفاده از بازوها در انبارداری این است که، در انبارهای بزرگ باید مسیرهای طولانی برای جابه‌جایی کالا و قفسه‌گردی طی شود.
البته باید توجه داشت که بازوهایی که در این محیط‌ها فعالیت می‌کنند، عمر کمتری دارند. چون طی کردن مسیرهای طولانی باعث استهلاک بازوی رباتیک می‌شود. خرابی‌های دیگری که در این بازوها به چشم می‌خورد، کج‌شدگی یا خمیدگی قطعات است که به‌دلیل حمل بار ایجاد می‌شود.
· دقت بالا
فعالیت‌هایی که در صنعت انجام می‌شوند، به دقت بالایی، در حد دقت میلی‌متری نیاز دارند. صنایعی که به این دقت نیاز دارند شامل، محصولات دیجیتال مانند گوشی هوشمند، گجت، لپ‌تاپ، ساعت‌های مچی و… هستند.
در این صنایع، نیروی انسانی ممکن است دچار خطا شود اما بازوهای رباتیک دچار خطا نمی‌شوند. ربات‌هایی که در این صنایع استفاده می‌شوند، گران‌تر هستند و برنامه‌ریزی آن‌ها پیچیده‌تر است. از این مدل بازوها نمی‌توان برای مصارف دیگری مانند حمل بار استفاده کرد چون خطرات جدی به‌دنبال دارد.
· شرایط محیطی سخت
گاهی وقت‌ها ممکن است فضای کاری، پُرخطر باشد. خطراتی مانند وجود گازهای سمی، دمای بسیار بالا و… محیط کار را برای نیروی انسانی غیرقابل تحمل می‌کند. نوع خاصی از بازوها در این شرایط به کمک نیروی انسانی می‌آیند. این دسته از بازوهای رباتیک، برای شرایط محیطی سخت طراحی شدند.
قیمت بازوهای رباتیک
اگر برای خرید بازوهای رباتیک به بازار رفته باشید و یا سایت‌های مختلف را زیرورو کرده باشید، متوجه قیمت‌های عجیب‌وغریب و متغیر آن‌ها شده‌اید. البته قیمت متغیر بازوها به کارایی، درجه آزادی، مشخصات فنی و سخت‌افزاری آن‌ها بستگی دارد.
همان‌طور که می‌دانید، به دلیل تحریم‌ها نمایندگی محصولات رباتیک صنعتی در ایران وجود ندارد اما برخی شرکت‌ها هستند که مستقیما از نمایندگی، محصول وارد کرده و با قیمت مناسب‌تر عرضه می‌کنند. این شرکت‌ها را پیدا کنید چون هم محصول اصل تهیه می‌کنید و هم قیمت آن مناسب‌تر است.
جمع‌بندی و نکات پایانی مربوط به بازوی رباتیک
بازوی رباتیک، حرکات ربات را کنترل می‌کند. این موضوع را با ذکر مثال‌های مختلفی بررسی کردیم. انواع مختلفی از بازوهای رباتیک هستند که شکل بازو، نحوه قرارگیری بازوها نسبت به یک‌دیگر و مسیر حرکت آن‌ها، فعالیت ربات را کنترل می‌کند.
اینکه کدام مدل از بازوها را تهیه کنید، به فعالیت صنعتی شما بستگی دارد. بهتر است در این مورد با مشاوره‌های کاربلد مشورت کنید و از تجربه‌های آن‌ها استفاده کنید.
ما در اینجا تی اس گروپ را به شما معرفی می‌کنیم که سال‌های زیادی در این زمینه تجربه دارند و بهترین محصولات را با توجه به نیاز شما تهیه می‌کنند. برای گرفتن مشاوره، تهیه محصول و اطلاعات بیشتر با پشتیبانی در ارتباط باشید و یا سوالات خود را در قسمت کامنت، از کارشناسان بپرسید.
بدون دیدگاه