صُممت الروبوتات التعاونية خصيصًا للتفاعل المباشر والوثيق مع البشر في بيئة عمل مشتركة. وهذا ما يميزها جوهريًا عن الروبوتات الصناعية التقليدية: فبينما يجب عزل الروبوتات الصناعية التقليدية فعليًا - عادةً خلف حواجز أمان - لضمان السلامة، تستطيع الروبوتات التعاونية العمل جنبًا إلى جنب مع العمال البشريين دون الحاجة إلى حواجز مادية.
| اسم | روبوت تعاوني من سلسلة CR | ||
| مواصفة | نموذج | CR5-910 | |
| الحمولة | 5 كجم | ||
| يصل | 917 ملم | ||
| درجات الحرية | 6 مفاصل دوارة | ||
| واجهة المستخدم الرسومية | وحدة تحكم تعليمية مقاس 10.4 بوصة أو تطبيق ويب طرفي للهواتف المحمولة | ||
| حركة | قابلية التكرار | ±0.02 مم | |
| حركة المحور | نطاق العمل | أقصى سرعة | |
| محور واحد | ±360° | ±225 درجة/ثانية | |
| محورين | ±360° | ±225 درجة/ثانية | |
| 3 محاور | ±360° | ±225 درجة/ثانية | |
| 4 محاور | ±360° | ±225 درجة/ثانية | |
| 5 محاور | ±360° | ±225 درجة/ثانية | |
| 6 محاور | ±360° | ±225 درجة/ثانية | |
| أقصى سرعة TCP | 3.6 م/ث | ||
| أقصى سرعة في خط مستقيم | 1.5 متر/ثانية | ||
| سمات | تصنيف الملكية الفكرية | IP54/IP65 | |
| واجهة الأداة | GB/T 14468.1-50-4-M6(eqv ISO 9409-1) | ||
| مزود الطاقة | 220-240 فولت تيار متردد 47-63 هرتز 10 أمبير / 100-200 فولت تيار متردد 47-63 هرتز 16 أمبير | ||
| منافذ الإدخال/الإخراج | مدخلان/مخرجان رقميان، 24 فولت، 0.6 أمبير | ||
| نطاق درجة حرارة التخزين | -40 درجة مئوية - 55 درجة مئوية | ||
| أبعاد الروبوت | 1100 × 330 × 220 مم | ||
| وزن الآلة | 22 كجم | ||
| استهلاك الطاقة | معدل استهلاك الطاقة النموذجي 200 واط | ||
| تثبيت | مثبتة على الأرض، مقلوبة، ناتئة. يتم تركيبها في أي اتجاه | ||
| خزانة التحكم | مدخل الطاقة | 200-240 فولت تيار متردد، 47-63 هرتز، 10 أمبير 100-200 فولت تيار متردد، 47-63 هرتز، 16 أمبير | |
| القدرة الكهربائية المقدرة | 48 فولت @ 600 واط | ||
| وزن | 13.6 كجم | ||
| نطاق درجة حرارة التشغيل | -10-50 درجة مئوية | ||
| نطاق درجة حرارة التخزين | -40-55 درجة مئوية | ||
| رطوبة التشغيل | 20%-70% رطوبة نسبية | ||
| رطوبة التخزين | 10%-95% (غير مكثف) | ||
| ضغط الهواء | 70-106 كيلو باسكال | ||
| تصنيف الملكية الفكرية | IP44 | ||
| ضوضاء | ≤55 ديسيبل | ||
| واجهة الاتصال | إشارات التشفير CAN، RS485، LAN، EtherCAT، INC: A+، A-؛ B+، B-؛ Z+، Z- | ||
| واجهة المستخدم | 16 قناة DI (نوع PNP، L: -3 فولت ~ 5 فولت، H: 11 فولت - 30 فولت تيار مستمر، 2 ~ 15 مللي أمبير)، 16 قناة DO (نوع PNP، 22 ~ 28 فولت، الحد الأقصى: 0.5 أمبير) | ||
| صندوق التحكم | حجم الشاشة | 10.4 بوصة | |
| دقة الشاشة | 800*600/60Hz | ||
| نوع الشاشة اللمسية | سعوي | ||
| نطاق درجة حرارة التشغيل | 0 درجة مئوية ~ 50 درجة مئوية | ||
| نطاق رطوبة التشغيل | 10~90% رطوبة نسبية (بدون تكثيف) | ||
| تصنيف الحماية | IP54 | ||
| أبعاد | 295*225*45 (باستثناء المقبض) | ||
| وزن | 1.3 كجم | ||
أ. تحديد الطاقة والقوة: تقوم مستشعرات عزم الدوران المدمجة بمراقبة عزم الدوران عند كل مفصل في الوقت الحقيقي، مما يسمح بتكوين عتبات قوة التصادم أقل من حدود التحمل البيوميكانيكية لجسم الإنسان.
ب. إيقاف مراقب مصنف للسلامة: يتميز بقدرات تعشيق متكاملة للسلامة بين المدخلات والمخرجات.
ج. مراقبة السرعة والمسافة الفاصلة: تتيح ضبط سرعة الحركة في الوقت الفعلي عبر وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) للسلامة.
د. قابلية التكرار: ±0.02 مم
هـ. تُعدّ الروبوتات التعاونية مثاليةً لبيئات التصنيع المرنة التي تتميز بإنتاج كميات متنوعة ومتغيرة، مثل الوسم بالليزر للأجهزة الطبية، والتجميع الدقيق، والفحص البصري. فمع الحفاظ على دقة التكرار الصناعية، توفر هذه الروبوتات بيئة عمل تعاونية بين الإنسان والآلة لا يمكن تحقيقها باستخدام أنظمة الروبوتات التقليدية.
تكمن القيمة التطبيقية للروبوتات التعاونية في ثلاث خصائص تقنية رئيسية: التحكم في القوة، والإدراك، والتوجيه البصري، والنشر المرن. فيما يلي، نحلل أربعة اتجاهات تطبيقية أساسية من منظور التنفيذ التقني.
1. التجميع الدقيق والتحكم في قوة الإدخال
في عمليات التجميع التقليدية الصلبة، قد تؤدي الانحرافات الموضعية إلى انحشار أو تلف قطعة العمل. تعتمد الروبوتات التعاونية نمط التحكم في العزم، مما يسمح للطرف باستشعار قوة التلامس فورًا والتكيف معها بفعالية. ومن التطبيقات النموذجية إدخال الموصلات الإلكترونية: حيث يطبق الروبوت في البداية قوة مقدارها 0.5 نيوتن للبحث عن موضع الثقب. وعند اكتشاف أي تغيير مفاجئ في القوة، يقوم تلقائيًا بتعديل وضعيته لتحقيق إدخال دقيق بمسافة 0.1 مم، مما ينتج عنه معدل نجاح يصل إلى 99.9%.
ثانياً: الطحن والتلميع التكيفي
تتميز قطعة العمل الخام بتفاوت أبعاد يبلغ ±1 مم. يصعب على روبوتات التحكم التقليدية في الموضع التكيف مع هذا التفاوت. تستخدم الروبوتات التعاونية طريقة تحكم هجينة تجمع بين القوة والموضع للحفاظ على قوة تلامس ثابتة بين أداة القطع وسطح قطعة العمل (بدقة ±0.5 نيوتن)، مع تعويض انحرافات المسار تلقائيًا. وهي مناسبة لمعالجة أسطح قطع غيار السيارات، وأدوات الحمامات، وغيرها من المنتجات.
ثالثًا: الإمساك الموجه بالرؤية الآلية
يحقق الروبوت التعاوني المزود بكاميرات ثنائية وثلاثية الأبعاد التحكم البصري من خلال معايرة حركة اليد والعين. ومن التطبيقات النموذجية فرز قطع العمل المتناثرة والمكدسة: حيث يحدد نموذج التعلم العميق موضع واتجاه قطع العمل، ويخطط الروبوت مسار الإمساك في الوقت الفعلي. لا يتطلب الأمر تحديدًا دقيقًا لموضع الصينية. أثناء تغيير خطوط الإنتاج، يكفي تبديل النموذج البصري فقط، مما يختصر وقت البرمجة من عدة ساعات إلى دقائق.
رابعاً: الروبوت المركب التعاوني المتنقل
يُركّب الذراع التعاوني على هيكل الروبوت المتنقل المتحرك (AMR) لتشكيل نظام متكامل يجمع بين اليد والعين والقدم. وهو مناسب لعمليات مناولة المواد والتشغيل بين محطات العمل المختلفة، كما هو الحال في خطوط إنتاج الآلات: ينتقل الروبوت المتنقل المتحرك إلى المخرطة، حيث يلتقط الذراع الميكانيكي القطعة الخام ويغذيها إلى المغزل، وبعد الانتهاء، يُخرج المنتج النهائي ويُرسل إلى محطة الفحص. ويتم التواصل عبر تقنية الجيل الخامس (5G) وبروتوكول OPC UA، مع استجابة سريعة تصل إلى أجزاء من الثانية.
تمثل الاتجاهات الأربعة المذكورة أعلاه المسار الذي تتطور من خلاله الروبوتات التعاونية من "محطات العمل الثابتة والإجراءات المتكررة" إلى "القدرة على التكيف مع البيئة والمهام المتنوعة".
