أحدثت الروبوتات ثورة في عمليات التصنيع، إذ وفرت وسيلة فعّالة واقتصادية تُجنّب البشر القيام بمهام غير آمنة ومتكررة قد تُسبب إصابات إجهاد. تُعد تطبيقات الالتقاط والوضع من أكثر المجالات شيوعًا في عملية التجميع التي تُستخدم فيها الأتمتة والروبوتات. وبينما يُتيح هذا للمصانع الحصول بسهولة على نماذج روبوتات الالتقاط والوضع المناسبة، إلا أن اختيار الروبوت المناسب لتطبيقات مُحددة يتطلب بعض البحث.

ما هي استخدامات روبوتات الالتقاط والوضع؟

ما يميز معظم روبوتات الالتقاط والوضع الحديثة عن غيرها هو حِدَّة بصرها المُحسَّنة، إلى جانب الذكاء الاصطناعي القادر على التعلُّم. تُمكِّن هذه القدرة على التعلُّم الآلي روبوتات الالتقاط والوضع من التكيُّف بسهولة أكبر مع تغيّرات البيئة لتحديد أفضل زاوية للإمساك بالأجسام. يتحرك روبوت الالتقاط والوضع ويتحرك للتعرف على الأجسام بشكل أفضل، ويُصنِّف أفضل طريقة للإمساك بالأجسام الجديدة، ويُخزِّن هذه المعرفة لتحسين أدائه باستمرار من خلال التجربة والخطأ.

قبل تحديد نوع الروبوت المناسب للشراء، يُفضّل أولاً النظر في الوظائف التي سيُستخدم من أجلها. ربما نحتاج روبوتًا لأداء مهمة محددة، أو ربما يحتاج المُصنّع إلى روبوت أكثر تنوعًا يُمكن تخصيصه بسهولة لأغراض مُتعددة. تتعدد استخدامات هذه الروبوتات، وتشمل جمع النفايات، والتفتيش، وحتى تعبئة المنتجات.

فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة لروبوتات الالتقاط والتعبئة:

1. التجميع:عند استخدامها في تطبيقات التجميع، يمكن لروبوتات الالتقاط والوضع التقاط المكونات الواردة، وربطها بأجزاء أخرى من قطعة العمل قبل نقلها إلى نقطة التجميع التالية.
2. التقاط القمامة:غالبًا ما تتضمن خطوط التجميع التقاط المكونات من الصناديق ووضعها في مواقع أخرى للتجميع أو التغليف. روبوتات الالتقاط والتعبئة المصممة خصيصًا، والمزودة بأجهزة استشعار بصرية متطورة وبرمجيات ذكاء اصطناعي، قادرة على تحديد الألوان والأحجام والأشكال.
3. عمليات التفتيش:من أجل فحص العيوب، تحتاج روبوتات الالتقاط والوضع إلى ذكاء اصطناعي متقدم مع أنظمة رؤية للتعرف على العيوب وإزالة المكونات أو المنتجات دون المستوى المطلوب، ثم التقاطها ووضعها جانبًا في صناديق أو مناطق محددة.
4. التغليف:تتضمن الأتمتة في تطبيقات التعبئة والتغليف قيام الروبوت بوضع المنتج النهائي في عبوته أو، باستخدام روبوتات الالتقاط والتعبئة المصممة خصيصًا، بوضع العناصر المعبأة على المنصات للشحن.

أنواع روبوتات الالتقاط والوضع

عادةً ما تُثبّت روبوتات الالتقاط والتعبئة على حوامل ثابتة وتُوضَع بحيث تصل إلى مناطق عمل محددة، وتستخدم أنظمة رؤية وأدوات متطورة مُصمَّمة لتطبيقات مُختلفة. وغالبًا ما تدعمها برامج الذكاء الاصطناعي التي تستخدم خوارزميات التعلم الآلي لتمكين روبوتات الالتقاط والتعبئة من "التعلم" لأداء مهام مُتنوعة.

الذراع الروبوتية

أكثر أنواع روبوتات الالتقاط والوضع شيوعًا هي الأذرع الروبوتية ذات الخمسة محاور، والتي تُستخدم في التطبيقات الأكثر شيوعًا، مثل تحريك الأجسام على مستوى واحد. أما الأذرع الروبوتية ذات الستة محاور الأكثر تطورًا، فتُستخدم عادةً للمهام الأكثر تعقيدًا، مثل تحريك جسم ما أو إعادة توجيهه قبل الانتقال إلى نقطة التجميع التالية.

روبوت ديكارت

على غرار الذراع الروبوتية سداسية المحاور، تعمل الروبوتات الديكارتية على مستويات متعددة. سُميت هذه الروبوتات، التي تعتمد على مبدأ الالتقاط والوضع، تيمنًا بعالم الرياضيات الفرنسي رينيه ديكارت، الذي وُلد في أواخر القرن السادس عشر. تتحرك هذه الروبوتات عبر مستوى ديكارتي باستخدام المحورين الأفقي X والرأسي Y، مع الإشارة إلى الحرف Z في نظام الإحداثيات الديكارتية الذي استُخدم في القرن التاسع عشر لوصف الفضاء ثلاثي الأبعاد. تستخدم هذه الروبوتات مشغلات خطية وأنواعًا مختلفة من آليات الدفع. وعادةً ما توفر دقة تحديد مواقع أفضل من الأذرع الروبوتية سداسية المحاور.

روبوت دلتا (أو الموازي)

تُستخدم روبوتات دلتا غالبًا في معالجة الأغذية عالية السرعة، وتعتمد على تقنيات بصرية متطورة للتمييز بين الألوان والأشكال والأحجام. باستخدام محركات ثقيلة مثبتة على هياكل، تأتي روبوتات الالتقاط والتعبئة هذه بأشكال متعددة، إلا أن معظمها يعمل على أربعة محاور. ولتسهيل الحركة، تستخدم ثلاثة أذرع خفيفة الوزن متصلة بقضبان تربط المفاصل عند طرفي كل ذراع.

روبوت سريع الالتقاط والوضع

هذه الروبوتات سريعة الالتقاط والوضع، مثالية للبيئات التي تتطلب إنتاجية متوسطة إلى عالية، حيث تُنشئ عملية التقاط آلية بالكامل، حيث يُمكّن العمال من التركيز على أنشطة أخرى ضمن عملية التصنيع. بفضل سرعة دورانها التي تصل إلى 150 دورة في الدقيقة، تُستخدم هذه الروبوتات غالبًا في أقسام خطوط التعبئة والتغليف حيث تُوضع الطلبات الترويجية أو الإضافية في العبوات، مثل إضافة البطاريات أو المنتجات الترويجية.

الروبوت التعاوني (Cobot)

تُسمى الروبوتات التعاونية نظرًا لقدرتها على العمل جنبًا إلى جنب مع العمال البشريين في مهام منفصلة ولكن متوافقة، حيث تُعزز الروبوتات التعاونية العمل البشري من خلال توجيه العمال لاختيار مواقعهم وتوجيههم خلال مهام محددة. كما تُساعد على تحسين الوقت اللازم لإنجاز كل عملية، مما يُسهم في زيادة إنتاجية عملية التصنيع.

روبوتات التكديس على المنصات

إحدى العمليات المحددة التي يمكن أن تعمل بها روبوتات الالتقاط والوضع هي تكديس المنتجات المعبأة على المنصات لتجهيزها للشحن. أحيانًا، يتباطأ إنتاج الإنتاج بسبب الوقت الذي يستغرقه وضع المنتجات النهائية والمعبأة على المنصات. على الرغم من توفر أنواع أخرى من الأتمتة للتكديس على المنصات، إلا أنها غالبًا ما تشغل مساحة كبيرة ولا تتكيف بسهولة مع مهام التكديس المتنوعة. مع أن التكديس على المنصات ليس عملية التقاط ووضع بالتحديد، إلا أنه امتداد لها، ويمكن لروبوتات الالتقاط والتعبئة المُخصصة إجراء هذه العمليات بسهولة.