כעת מפעלי ייצור פונים לייצור אינטליגנטי, והכנסת רובוטים תעשייתיים היא הבחירה של רוב האנשים. יישומים אופייניים של רובוטים תעשייתיים כוללים ריתוך, צביעה, הרכבה, איסוף והצבה (למשל אריזה, פלטיזציה ו-SMT), בדיקת מוצר ובדיקה; כל העבודה מתבצעת ביעילות, עמידות, מהירות ודיוק. טכנולוגיית הרובוטיקה התעשייתית משתנה במהירות ועושה התקדמות מדהימה לאורך השנים, מרובוטים שיתופיים אופייניים לרובוטים שיתופיים ברמת דיוק גבוהה.
על רצפת מפעל, לא תראה רובוטים רצים או קופצים כמו רובוטים של בוסטון דיינמיקס. אבל תראה שהם פועלים ללא רבב, ומשחררים את העובדים ממשימות מסוכנות, משעממות וחוזרות על עצמן.
לאחרונה, המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה"ב זיהה את ארבעת סוגי הרובוטים הרלוונטיים ביותר לתעשיית הייצור כמו רובוטים מפרקים, רובוטים SCARA, רובוטים קרטזיים ורובוטים שיתופיים.
ראשון. רובוט מפרקי
רובוטים מפרקים הם רובוטים שיש להם פריסה משולבת דו-חולית הדומה לזרועותינו האנושיות. ניתן לסווג רובוטים מפרקיים לפי כמה נקודות סיבוב יש להם, כאשר לחלק מהמכשירים יש עד שבע דרגות חופש. המורכבות המכנית של יחידות אלו הופכת אותם ליקרים יחסית ומעט איטיים יותר מהסוגים האחרים.
רובוטים מפרקיים נותרו ללא ספק הסוג הגדול ביותר של רובוטים, על פי InteractAnalysis. רובוטים מפרקיים היוו 59.6 אחוז מהמשלוחים העולמיים ב-2019 וצפויים להוות 57.5 אחוזים מכלל השוק עד 2023.
היתרון של רובוטים מפרקים הוא שהם יכולים לעקוף מכשולים שייחסמו סוגים אחרים של רובוטים. מכשירים אלו הם אולי הסוג הנפוץ ביותר בשימוש כיום. הם יכולים לשמש עבור: לקחת-and-place, ניפוק, אריזה, חלקים וריתוך וכו'.
שְׁנִיָה. רובוט SCARA
רובוטי SCARA, רובוטי זרוע רובוטיים אופקיים מרובי מפרקים, הם יכולים לנוע לאורך ציר ה-x וה-y, אך הזרועות קשיחות בכיוון ציר Z וננעלות במקומן לאורך ציר z. כתוצאה מכך, לרובוט SCARA יש תאימות סלקטיבית, שיש לה יתרונות בחלק מפעולות הרכבה, כגון הכנסת סיכה עגולה לחור עגול.
רובוט SCARA, צילום: ADTECH
פחות החופש של SCARA פירושו פחות מנועים, חישובי בקרה פשוטים יותר ואלגוריתמי בקרה, ופחות כוח מחשב נדרש. יש פחות צירים בין הבסיס לחלק שייבנה, מה שאומר גם שהשגיאה המצטברת מצטמצמת.
שיקול חשוב ברובוטיקה של רצפת המפעל הוא עד כמה רובוט יכול לעבוד מהכן בהשוואה לשטח הקרקע שתופס הכן עצמו, ו-SCARA מאוד יתרון מבחינה זו, שם הוא בדרך כלל תופס פחות מקום ברצפת המפעל.
למרות שמכונת ה-SCARA מוגבלת יחסית, בסך הכל מדובר ברובוט מהיר יותר, זול יותר, מדויק יותר וקל יותר לשלוט בו.
שְׁלִישִׁי. רובוטים קרטזיאניים
רובוט קרטזי, המכונה גם רובוט קרטזי, הוא יכול לנוע ישירות לאורך שלושה צירים (אורך, רוחב וגובה). בשל החוסן המובנה של מבנה זה, ניתן להשתמש בו בעומסים הכבדים ביותר.
ההבדל בין רובוטים קרטזיניים לרובוטים SCARA הוא היכולת לנוע על ציר ה-Z. בהשוואה לשניים, התגובה של SCARA תהיה מהירה יותר, הציוד יהיה נקי יחסית, מושב התקנת המושב היחיד שלו דורש טביעת רגל קטנה, כך שזו יכולה להיות דרך התקנה פשוטה יותר וללא הפרעה. מצד שני, SCARA יהיה יקר יותר מזרוע רובוטית קרטזית מסורתית, ותוכנת הבקרה תדרוש מנגנון קינמטיקה הפוכה עבור התנועה הליניארית. יתרה מכך, רובוטים קרטזיניים יכולים לשמש לאיסוף, הרכבה ואפילו הפצה של חומרים כגון דבקים.
רביעי. COBOT (רובוט שיתופי)
רובוט שיתופי (בקיצור קובוט) הוא רובוט שנועד לקיים אינטראקציה הדוקה עם בני אדם בחלל עבודה משותף. עד 2010, רוב הרובוטים התעשייתיים תוכננו לפעול באופן אוטונומי או עם הנחיה מוגבלת, כך שהם לא צריכים לדאוג לאינטראקציה קרובה עם בני אדם, ופעולותיהם לא חייבות לדאוג לבטיחות האנשים סביבם, כל אלה. הן תכונות שרובוטים שיתופיים צריכים לקחת בחשבון.
כפי שתואר על ידי הפדרציה הבינלאומית לרובוטיקה (IFR), רובוטים תעשייתיים שיתופיים (COBOTS) נועדו לשתף פעולה עם בני אדם כדי לבצע משימות בתעשייה. לפי IFR, שיתוף פעולה זה מתקיים בארבע רמות:
יחידות נפרדות: בני אדם ורובוטים עובדים בקרבת מקום, אך במרחבי עבודה פיזיים נפרדים. אין אינטראקציה או סנכרון בין אדם למחשב.
שיתוף פעולה רציף: יש כמה צמתים בין סביבות עבודה של בני אדם לרובוטים. עם זאת, פעולתו של משתתף אחד מתחילה רק לאחר סיום פעולתו של המשתתף השני.
שיתוף פעולה: אנשים ועובדים עובדים יחד.
שיתוף פעולה רספונסיבי: רובוטים מגיבים לפעולות אנושיות בזמן אמת.
רמות אלו מוצגות להלן. האזור הירוק מייצג את מרחב העבודה של הרובוט והאזור הצהוב מייצג את מרחב העבודה של העובד.
שיתוף פעולה רציף הוא הרמה המתקדמת ביותר שמאומצת בדרך כלל במפעלים של ימינו ויש ליישם באמצעות ראיית מכונה ובינה מלאכותית. בנוסף, ענפים משיקים של רובוטים שיתופיים הם רובוטים המשמשים ביישומים כירורגיים, כמו ניתוח עיניים רובוטי ראשון שבוצע בשנת 2016. אולי המפורסם שבהם הוא מערכת הניתוח הרובוטית daVinci של Intuitive Surgical, שלמרות שהיא מתאימה לכאורה, לא הוגדרה כ קובוטיקה של מפתחיו. כל תנועה של הרובוט נשלטת על ידי המנתח, אבל בדיוק שאף יד אדם לא יכולה להתקרב אליו.
עם שליטה רובוטית, מנתחים יכולים לפעול דרך חתכים קטנים יותר, להפחית הליכים פולשניים ולהאיץ את החלמתם של החולים.
ברור שרמה זו של דיוק ושליטה במנוע עדין ניתן למצוא באינספור יישומים בסביבות תעשייתיות. עם זאת, רובוטים שיתופיים ברמת דיוק גבוהה הם כיום יקרים מכדי שמפעלי ייצור רגילים יכולים להרשות לעצמם לעת עתה.