بازوی رباتیک چیست؟ آشنایی با مشخصات و برندهای بازوی رباتیک

بازوی رباتیک یک بازوی مکانیکی با قابلیت برنامه‌ریزی است که کاربردهایی شبیه به دست انسان دارد. در واقع تعریف ساده‌ای که از بازوی رباتیک می‌توان داشت، ماشینی است که توانایی انجام آنچه را انسان با دست خود انجام می‌دهد داشته باشد. هرچند ممکن است بازوی رباتی از نوع ربات موازی دیده شود ولی در تعریف و طبقه‌بندی انواع ربات‌ها معمولاً بازوی ربات از نوع ربات‍‌های سری هستند. بازوی رباتیک می‌تواند خود یک ربات، یا بخشی از یک ربات پیچیده‌تر باشد.

در این مقاله به آشنایی بیشتر با بازوی رباتیک و مشخصات اصلی آن و همین‌طور کشورهای پیشرو و شرکت‌های معروف در عرصه‌ی ساخت بازوی رباتیک می‌پردازیم. با زاگرس رباتیک همراه شوید.

اتصالات بازو یا لینک‌ها امکان دوران (جابجایی چرخشی) یا حرکت خطی (انتقالی) را فراهم می‌کنند. اتصالات بازو می‌توانند یک زنجیره حرکتی یا Kinematic Chain را ایجاد کنند. قسمت انتهایی زنجیره حرکتی بازوی مکانیکی، تأثیرگذار نهایی یا End Effector، مجری نهایی یا پنجه‌ی ربات که شبیه به دست انسان است، نامیده می‌شود.

تأثیرگذار نهایی، یا دست رباتیک، می‌تواند برای انجام هر وظیفه ای مثل جوشکاری، بستن، یا چرخاندن طراحی شود. برای مثال بازوی ربات در خط مونتاژ اتومبیل اعمالی مثل جوشکاری، چرخاندن و قرار دادن قطعات انجام می‌دهند.

مشخصات بازوی رباتیک

وقتی صحبت از یک بازوی ربات به میان آید باید ویژگی‌ها و پارامترهای فنی آن بیان شود. ویژگی‌های زیادی برای معرفی ربات وجود دارد که متناسب با هر فرآیند و عملیاتی به بررسی تخصصی و دقیق‌تر نیاز دارد. به عنوان مثال در کنترلر و روش‌های کنترل ربات مباحثی نظیر کنترل موقعیت یا Position، کنترل گشتاور یا Torque، کنترل سرعت یا Speed وجود دارد. اما در نگاه یا بررسی اولیه مهمترین اصطلاحات و ملزومات جهت معرفی بازوی ربات به شرح زیر است.

درجه آزادی ربات DOF

تعداد حرکات مستقل مفاصل و اتصالات ربات که در آن عملگر نهایی می‌تواند حرکت نماید. درجات آزادی توسط تعدادی محور حرکتی، تعریف می‌شود.

حمل بار یا Payload

به حداکثر میزان حمل بار یک ربات در حداکثر شعاع دسترسی خود Payload ربات گفته می‌شود. این پارامتر و اینرسی جسم یا اینرسی بار یکی از فاکتورهای مهم انتخاب ربات هستند.

فضای کاری یا Workspace

منطقه یا محدوده‌ای در فضا که پنجه‌ی ربات می‌تواند به طور کامل در آن حرکت کرده و عملیات مد نظر را انجام دهد. شعاع دسترسی افقی یا Horizontal Reach و شعاع دسترسی عمودی یا Vertical Reach از ویژگی‌های معرفی یک ربات است. این فضا به میلی‌متر یا اینچ بیان می‌شود.

دقت یا  Accuracy

اختلاف بین موقعیت مطلوب یا نقطه‌ای که ربات در تلاش برای رسیدن به آن، نسبت به موقعیت حاصله واقعی است. دقت مطلق، تفاوت بین یک نقطه دستوری توسط سیستم کنترل ربات و نقطه بدست آمده توسط بازوی ربات است، درحالیکه تکرار تغییر چرخه به ربات، منطبق با همان نقطه باشد.

تکرارپذیری یا Repeatability

توانایی یک سیستم یا مکانیزم برای تکرار حرکات یکسان یا رسیدن به نقاط یکسان، هنگامی که با دستورات یکسان، ارائه شده است. خطای سیکل-سیکل سیستم، زمانی رخ می‌دهد که در تلاش برای انجام یک کار خاص باشد. در واقع آنچه تکرارپذیری نامیده می‌شود اختلاف موقعیت مدنظر در دو سیکل متفاوت است.

سرعت یا Speed

در واقع تعریف مشخصی از سرعت ربات نمی‌توان ارائه کرد زیرا هر محور سرعت مجزا و هر شرایط کاری سرعت خاص خود را می‌طلبد. سرعت هر محور به طور جداگانه قابل ارائه است اما جهت اجرای عملیات نهایی این سرعت‌ها، تئوری بوده و نباید تحت هیچ شرایطی به منظور برآورد زمان چرخه، برای یک کاربرد خاص مورد استفاده قرار گیرد. برای هرکاربردی بهترین شاخص زمانی، شبیه‌سازی فیزیکی است.

نوع ربات سری یا Kinematics

ترتیب و نوع اتصالات و مفاصل مثل دکارتی، استوانه‌ای، کروی، SCARA.

کشورهای پیشرو در استفاده از ربات

فدراسیون بین الملی رباتیک یا به اختصار IFR یک مرجع سازمانی رباتیک در جهان است. این سازمان که مقر آن در فرانکفورت آلمان است بیشتر در زمینه ربات‌های صنعتی فعال است و آمارهایی سالانه، دوسالانه و برخی را هرچهار سال منتشر می‌کند که منبع اصلی آمارهای مرتبط با ربات‌های صنعتی دنیا است.

شاخص تراکم رباتیک، معیاری است که به تعداد ربات‌های صنعتی به ازای هر ۱۰ هزار کارگر و کارمند ارائه شده‌است. میانگین تراکم رباتیک در جهان در سال ۲۰۱۶ معادل ۷۴ ربات به ازای هر ۱۰ هزار کارگر و کارمند بوده‌است. این معیار در سال ۲۰۱۵ معادل ۶۶ ربات به ازای هر ۱۰ هزار کارگر و کارمند بوده که نشان می‌دهد طی یک سال استفاده از ربات‌های صنعتی در بخش تولید با افزایش روبه‌رو بوده است. اگر بخواهیم نگاهی به بخش‌های مختلف جهان داشته باشیم، میزان تراکم رباتیک در قاره‌ی اروپا به عدد ۹۹ می‌رسد. این رقم برای قاره‌ی آمریکا معادل ۸۴ است و در آسیا به ۶۳ ربات به ازای هر ۱۰ هزار دستگاه محدود است.

ربات‌های صنعتی بخش بزرگی از فرآیند تولید را برعهده دارند، از این رو همزمان با پیشرفت صنایع، لزوم توسعه و بروزرسانی ربات‌های صنعتی نیز به عنوان یک اصل مهم است. این فرایند موجب شده تا تکنولوژی توسعه ربات‌ها به صنعتی شکوفا و پرسود تبدیل شود. در نتیجه شرکت‌های تخصصی وارد میدان شده و بازار تولید و توسعه ربات‌های صنعتی را در دست دارند. لیست ۱۰ کشور برتر در زمینه‌ی استفاده از ربات‌های صنعتی به شرح جدول زیر است.

مهمترین شرکت‌های سازنده ربات

برخی شرکت‌های سازنده و معروف دنیا به شرح زیر هستند. آمارهای ارائه شده در مورد تعداد یا رقم فروش مربوط منابع اینترنتی بوده و آمار به‌روز دقیق توسط خود شرکت‌ها قابل قبول است.

Kuka

مرکز این شرکت در آگسبورگ آلمان قرار دارد. سابقه تاسیس آن به سال ۱۸۹۸ می‌رسد.

Yaskawa

در سال ۱۹۱۵ تاسیس شده است. مرکز آن در کیتاکیوشو ژاپن قرار دارد. تا کنون بالغ بر ۳۰۰ هزار دستگاه ربات صنعتی تولیدی این شرکت در سراسر جهان نصب و راه‌اندازی شده است.

Fanuc

فانوک یکی از بزرگترین سازندگان ربات‌های صنعتی در جهان است. مرکز آن در ژاپن قرار دارد. بالغ بر ۲۵۰ هزار ربات صنعتی در جهان نصب توسط فانوک و راه‌اندازی شده است.

ABB

دفتر این شرکت در زوریخ (سوئیس) قرار دارد. در ۵۳ کشور جهان فعالیت دارد و حدود ۴۶ هزار کارمند برای آن فعالیت می‌کنند. تولید این شرکت بیش از ۲۵۰ هزار ربات صنعتی در سراسر جهان بوده است.

Kawasaki

صنایع سنگین کاواساکی به عنوان یکی از فعال ترین صنایع تولید ربات‌های صنعتی در ژاپن شناخته می‌شود. بیش از ۴۵ سال سابقه در این حوزه از کاواساکی انتخابی مطمئن ساخته است. تا کنون بالغ بر ۱۲۰ هزار ربات تولید شده توسط این شرکت راه‌اندازی شده است.

Stäubli

شرکت سوئیسی تولید ربات‌های صنعتی است که در سال ۱۹۸۲ فعالیت خود را آغاز کرده است. براساس اطلاعات موجود، گردش مالی این شرکت برابر با ۱.۰۳ میلیارد دلار در سال است.

Comau

یک شرکت ایتالیایی است که در زمینه تولید تجهیزات خودکارسازی، ربات‌های صنعتی، ماشین‌ابزارها و سیستم‌های انتقال نیرو برای شرکت‌ها و برندهای زیرمجموعه گروه فیات فعالیت می‌کند. مرکز آن در شهر تورین قرار دارد و بالغ بر ۳۰ سال تجربه را در زمینه‌ی ربات‌های صنعتی به اشتراک گذاشته است. حدود ۳۲ هزار دستگاه از ربات‌های صنعتی تولید کوماو در سراسر جهان در حال فعالیت هستند.

Epson

اپسون بخشی از کمپانی سیکو اپسون ژاپن است که تا کنون بالغ بر ۴۵ هزار دستگاه ربات را در سراسر جهان نصب کرده است.

برخی دیگر از شرکت‌های سازنده‌ی معروف بدین شرح هستند:

• Motoman آمریکا زیر مجموعه یاسکاوا ژاپن
• هیوندای کره جنوبی
• Adept Technology آمریکا
• پاناسونیک ژاپن
• میتسوبیشی ژاپن
• Omron ژاپن
• Reis آلمان
• Cloos آلمان
• SEF آلمان

زاگرس رباتیک