ربات های صنعتی

امروزه در زمینه اتوماسیون صنعتی، ربات های صنعتی بطور گسترده ای وظیفه انجام کارهای تکراری در خطوط تولید، و نیز کارهای دشوار و خطرناک را بر عهده دارند. برداشت و گذاشت، بسته بندی و جعبه گذاری، پالتایزینگ (پالت گذاری)، رنگ آمیزی و پوشش دهی و فرآیندهای تولید، چاپگرها و پویشگرهای لیزری بخشی از کارهایی است که می توان از ربات های صنعتی در آن استفاده نمود. رباتها را می توان بر پایه حرکت، تعداد درجات آزادی و کاربردشان دسته بندی نمود. از دید حرکتی، دسته بندی رباتها عبارتند از:

  • ربات های ثابت
  • ربات های چرخ دار
  • ربات های پا دار
  • ربات های پرنده
  • ربات های زیر آب
  • ربات های الهام گرفته شده از طبیعت

در این بین ربات های ثابت بیشترین کاربرد را در فرآیندهای تولید دارند. رباتهای ثابت، رباتهایی هستند که پایه یا بخشی از سازه آنها بدون جابجایی در یک محل نصب شده و در یک گستره کاری معین کار می کنند. در این رباتها، برنامه نویسی در کنترلر، شامل تعریف مسیرهای حرکتی ابزار پایانی (End Effector)  است که در آن با جابجایی مختصات و راستای ابزار پایانی، فرآیند مورد نظر اجرا می شود. ابزار پایانی ممکن است یک ابزار تولیدی، یک گریپر و یا یک وسیله اندازه گیری باشد. رباتهای ثابت خود بر پایه دستگاه مختصاتی که در آن حرکت می نمایند به چهار گروه زیر دسته بندی می شوند:

  • ربات کارتزین:

ربات کارتزین (خطی، گانتری یا دروازه ای) به رباتهایی گفته می شود که در دستگاه مختصات کارتزین حرکت می نمایند، یعنی برای رسیدن ابزار پایانی از یک نقطه به نقطه دیگر به سه جابجایی خطی در راستای محورهای مختصات X ، Y و Z نیاز می باشد. در نتیجه گستره کاری این رباتها یک فضای مکعب مستطیلی خواهد بود.

در ربات کارتزین، محورهای خطی عمود بر هم که معمولا از مکانیزمهای راهنما همچون ریل و واگن یا بال بوشینگ و مکانیزمهای انتقال قدرت همچون تسمه تایمینگ یا بال اسکرو تشکیل شده است، بگونه ای نسبت به یکدیگر حرکت می نمایند که مختصات ابزار پایانی بدون تغییر در راستا از یک نقطه به یک نقطه دیگر جابجا می شود.

از این رباتها برای برداشت و گذاشت، پالت گذاری، مونتاژ، بسته بندی و جعبه گذاری و یا فرآیندهای ماشینکاری استفاده می شود.

  • ربات ستونی:

ربات ستونی (استوانه ای) به رباتهایی گفته می شود که در دستگاه مختصات قطبی یا استوانه ای حرکت می نمایند. یعنی برای رسیدن ابزار پایانی از یک نقطه به نقطه دیگر به چرخش پایه (در راستای محور Z) و دو جابجایی خطی در راستای محورهای Z (برای کاهش و یا افزایش ارتفاع کاری) و R (برای کاهش و یا افزایش شعاع کاری) نیاز می باشد. در نتیجه گستره کاری این رباتها یک فضای استوانه ای تو خالی خواهد بود. از این رباتها برای برداشت و گذاشت، رنگ آمیزی و پوشش دهی و یا فرآیندهای جوشکاری استفاده می شود.

  • ربات بازویی:

ربات بازویی (Articulated) به رباتهایی گفته می شود که چند بازوی سری وار که هر یک توانایی گردش حول یک محور را دارد توسط مفصل به یکدیگر متصل بوده بگونه ای که هر بازو یک درجه آزادی را بوجود می آورند. در مفصل رباتهای بازویی از چرخ دنده خورشیدی یا هارمونیک درایو استفاده می شود و از آنجایی که تغییر در مختصات ابزار پایانی بر پایه گردش این مفاصل انجام می پذیرد، توانایی تغییر در راستای ابزار پایانی همزمان با جابجایی از یک نقطه به نقطه ای دیگر، از ویژگی رباتهای بازویی می باشد.

این رباتها معمولا چهار یا شش درجه آزادی دارند و به دلیل پیچیدگی حرکت مفصلها توانایی انجام کارهای زیادی در گستره کاری خود را دارند.

  • ربات اسکارا:

ربات اسکارا از دو بازوی سری وار با قابلیت گردش در راستای محور Z تشکیل شده است که می توانند جداگانه نسبت به هم دوران نمایند. ممکن است ارتفاع ستون مرکزی این ربات ها در راستای محور Z افزایش یا کاهش یابد.

  • ربات دلتا:

ربات دلتا (پارالل)، از چند بازوی متساوی الاضلاع که یک پایه ثابت داشته و در انتها به یکدیگر متصلند تشکیل شده است. که حرکت آن یک گستره گنبدی شکل را بوجود می آورد. این رباتها برای برداشت و گذاشت در صنایع خوراکی، دارویی و الکترونیکی بکار گرفته می شود.

در میان پارامترهای فنی رباتها، آنچه در زمان برگزیدن یک ربات صنعتی بیشترین اهمیت را دارد، توان وزنی برداشت بار (payload) وگستره کاری (workspace) ربات می باشد.

توان وزنی برداشت بار عبارت است از بیشترین وزن ابزار پایانی به علاوه وزن قطعاتی که بایستی توسط ربات برداشته شود، بدون آنکه آسیبی به قطعات مکانیکی ربات وارد شود. همچنین گستره کاری به کل فضای پیرامونی ربات صنعتی گفته می شود که ابزار پایانی می تواند به آن دسترسی داشته باشد.

پارامترهای دیگری همچون سرعت، دقت، تکرارپذیری، محیط پیرامونی و فرآیند کاری، نیز در برگزیدن ربات های صنعتی اهمیت دارد.

ربات های صنعتی گروه “ایران رباتیک” در اندازه های گوناگون از کوچک روی میزی برای بکارگیری در آزمایشگاه ها تا اندازه های بزرگ برای بکارگیری در کارخانه ها و در توان وزنی گوناگون از چند صد گرم تا چند صد کیلو همراستا با نیاز مشتریان طراحی و ساخته می شود. از آنجایی که با جایگزینی ابزارهای پایانی می توان کاربری ربات را تغییر داد، هر یک از مدلها، کاربردهای گوناگونی می تواند داشته باشد.