لا يكمن الاختلاف الجوهري بين الروبوتات التعاونية والروبوتات الصناعية التقليدية في مظهرها أو قدرتها على التحميل فحسب، بل في بنية التحكم الأساسية التي تعتمد عليها. تستخدم الروبوتات التعاونية حلقات تحكم في القوة/العزم، مما يحقق أمانًا متأصلًا في الحالات التي يتعايش فيها البشر والروبوتات.
| اسم | روبوت تعاوني من سلسلة CR | ||
| مواصفة | نموذج | CR16-2000 | |
| الحمولة | 16 كجم | ||
| يصل | 2000 مم | ||
| درجات الحرية | 6 مفاصل دوارة | ||
| واجهة المستخدم الرسومية | وحدة تحكم تعليمية مقاس 10.4 بوصة أو تطبيق ويب طرفي للهواتف المحمولة | ||
| حركة | قابلية التكرار | ±0.05 مم | |
| حركة المحور | نطاق العمل | أقصى سرعة | |
| محور واحد | ±360° | ±180 درجة/ثانية | |
| محورين | ±360° | ±180 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 | 3.5 م/ث | ||
| أقصى سرعة في خط مستقيم | 1.8 م/ث | ||
| 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 | 2300 × 388 × 205 مم | ||
| وزن الآلة | 60 كجم | ||
| استهلاك الطاقة | معدل استهلاك الطاقة النموذجي 600 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.
تعتمد القيمة التطبيقية للروبوتات التعاونية على ثلاثة ركائز تقنية رئيسية: التحكم في العزم، والتوجيه البصري، والنشر المرن. فيما يلي، سنحلل بشكل شامل اتجاهات تطبيقها من منظور تقني.
أولاً: تقنية التجميع الدقيق والتحكم في القوة
تتطلب عمليات التجميع التقليدية الصلبة دقةً عاليةً للغاية في تحديد المواقع، إذ قد يؤدي أدنى انحراف إلى تلفها. أما الروبوتات التعاونية، فتعتمد أسلوب تحكم هجين يجمع بين القوة والموقع، حيث يستطيع الطرف المؤثر استشعار قوة التلامس فورًا والتكيف معها بفعالية. تشمل التطبيقات النموذجية إدخال الموصلات الإلكترونية وتركيب المحامل بالضغط. تصل دقة التحكم في القوة إلى ±0.5 نيوتن، وتم تخفيف هامش التفاوت المسموح به من 0.01 مم إلى 0.1 مم، مما يقلل بشكل ملحوظ من متطلبات دقة تحديد موقع الطرف الأمامي.
ثانياً: معالجة الأسطح والطحن التكيفي
تتميز قطعة العمل الخام بتفاوت أبعاد يبلغ ±1 مم، وهو ما يصعب على روبوتات التحكم التقليدية في الموضع التعامل معه. يحافظ الروبوت التعاوني على قوة تلامس ثابتة بين الأداة وسطح قطعة العمل من خلال التحكم في القوة الثابتة، ويعوض تلقائيًا انحرافات المسار، وهو مناسب لحالات مثل تجليخ مصدات السيارات، وتلميع تجهيزات الحمامات، وصنفرة المنتجات الخشبية.
ثالثًا: التوجيه بالرؤية الآلية والإمساك بدون تعليم
يحقق الروبوت التعاوني المزود بكاميرات ثنائية وثلاثية الأبعاد التحكم البصري من خلال معايرة حركة اليد والعين. يستطيع نموذج التعلم العميق تحديد وضعية قطع العمل المتناثرة والمكدسة، وتخطيط مسار الإمساك في الوقت الفعلي. أثناء تغيير المنتج، لا يلزم سوى تبديل النموذج البصري، مما يقلل وقت البرمجة من عدة ساعات إلى دقائق. كما يمكن استخدامه في مهام مراقبة الجودة، مثل فحص مظهر المنتج، وقياس حجمه، والتعرف الضوئي على الأحرف.
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 التصنيع الآلي: ينتقل الروبوت المتنقل المتحرك إلى آلة CNC، حيث يلتقط الذراع الميكانيكي القطعة الخام ويُدخلها في المغزل، وبعد اكتمال العملية، يُخرج المنتج النهائي ويُرسل إلى محطة الفحص. يستخدم النظام تقنية 5G + OPC UA للاتصال، مما يُتيح التعاون بسرعة فائقة تصل إلى أجزاء من الثانية.
خامساً: المعالجة اللاحقة لعمليات المعالجة بالليزر والتصنيع الإضافي
تعمل الروبوتات التعاونية بالتنسيق مع معدات الليزر لتنفيذ عمليات القطع واللحام والتعليم والتنظيف. في مجال الأجهزة الطبية، تُستخدم الروبوتات التعاونية عالية الدقة لتعليم رموز UDI بالليزر؛ وفي مرحلة ما بعد الطباعة ثلاثية الأبعاد، تُستخدم لإزالة الدعامات وتشطيب الأسطح.
سادساً: التعبئة على المنصات، وفكّها، والتغليف
تُعدّ الروبوتات التعاونية مناسبة لمهام رصّ وتفريغ المنصات في مختلف مستودعات الخدمات اللوجستية وفي نهاية خطوط الإنتاج. فهي قادرة على التعرّف تلقائيًا على الكراتين ذات الأحجام المختلفة وتكديسها وفقًا لأنماط مُحدّدة مسبقًا، مما يُغني عن الرفع اليدوي للأحمال الثقيلة ويُقلّل من مخاطر الإصابات في مكان العمل.
لقد مكّن المسار التكنولوجي للروبوتات التعاونية، الذي تطور من "الأفعال المتكررة في مواقع ثابتة" إلى "القدرة على التكيف مع البيئة والمهام المتنوعة"، من تلبية سيناريوهات تطبيقية مختلفة، مما أدى إلى توفير راحة كبيرة.
