سیستم های ربات ثابت (در محل ثابت) معمولاً به عنوان ربات های چند محوره شناخته می شوند که برای انجام حرکات با دقت و کارایی بالا در یک فضای کاری مشخص طراحی شده اند. این سیستم ها ستون فقرات دستگاه های مدرن تولید و اتوماسیون هستند. در این دستگاه ها، تکرارپذیری، سرعت و ظرفیت بارگذاری عوامل کلیدی هستند.
رباتهای رایج شامل رباتهای مشارکتی (cobots)، بازوهای رباتیک مفصلی، بازوهای رباتیک مفصلی انتخابی (SCARA) و مکانیسمهای مثلثی (موازی) و همچنین کنترل عددی کامپیوتری (CNC) و تراشهای دروازهای هستند. با توجه به نیازهای کاربردی مختلف، این ربات ها را می توان بر روی ریل، دیوار، سقف، کف نصب کرد یا مستقیماً در ماشین آلات تولید ادغام کرد و امکان استقرار انعطاف پذیر فرآیندهای مونتاژ، جابجایی مواد، بسته بندی، بازرسی و پردازش را فراهم کرد.
با ترکیب الکترونیک رانندگی پیشرفته، حسگرهای دقیق، و معماری کنترل بلادرنگ، این پلتفرمهای ربات ثابت، قابلیت اطمینان، تنوع، تطبیق پذیری و دقت لازم برای محیطهای تولیدی هوشمند را فراهم میکنند. با این حال، برای به حداکثر رساندن مزایا و عملکرد این سیستمها، طراحان باید آخرین پیشرفتها در تشخیص حرکت، سنجش موقعیت و ناحیه، کنترل حرکت و فناوریهای اتصال را درک کرده و به کار گیرند.
این مقاله به طور مختصر به معرفی الزامات طراحی ربات های پیشرفته می پردازد. سپس راه حل های نمونه و جعبه ابزار ارزیابی مرتبط را برای دستگاه های آنالوگ معرفی کنید. طراحان می توانند از این کیت ها برای پیاده سازی این سیستم ها استفاده کنند.
الزامات طراحی برای ربات های پیشرفته
در مقایسه با روباتهای متحرک، رباتهای ثابت پیشرفته (شکل 1) دو تفاوت دارند: آنها در یک محیط نسبتاً ثابت و به طور کلی شناختهشده عمل میکنند و توسط باتری محدود نمیشوند. با این حال، حتی در شرایط کاری که دائماً در حال تغییر است، رباتهای ثابت باید همچنان قابلیتهای عملیاتی با سرعت بالا داشته باشند و دقت، تکرارپذیری و دقت را حفظ کنند. برای مثال، این روباتها ممکن است نیاز داشته باشند بستههایی را که دائماً از نظر اندازه، شکل، وزن، جهت و موقعیت در حال تغییر هستند، بردارند و آنها را بهطور دقیق روی یک تسمه نقاله متحرک قرار دهند. برای این منظور، این ربات ها باید بتوانند به طور مستقل وضعیت فعلی را ارزیابی کرده و تنظیمات پویا را انجام دهند، در حالی که به طور مداوم محیط کار و شرایط اطراف را درک می کنند.
روبات های ثابت شناخته شده
شکل 1: روبات های صنعتی ثابت معروف و پرکاربرد اکنون دارای دقت فوق العاده بالا، انعطاف پذیری بالا و قابلیت های تطبیقی قدرتمند هستند. (منبع تصویر: Analog Devices Inc.)
برای برآورده کردن این الزامات، لازم است فناوریهای زیر را با دقت ادغام کنید: کنترل حرکت افکتور پایانی، فناوری تصویربرداری زمان پرواز (ToF) برای ادراک محیطی، واحد اندازهگیری اینرسی (IMU) برای سنجش حرکت، و پیوند سریال چندرسانهای گیگابیتی (GMSL) برای اطمینان از ارتباط با سرعت بالا.
1: کنترل حرکت بازوی رباتیک افکتور انتهایی: عملکرد بازوی رباتیک مانند دست یا گیره است که در صورت نیاز می توان آن را باز یا بسته کرد. بازوی رباتیک باید از نیروی مناسب برای حفظ نیروی گیره قابل اعتماد بدون آسیب رساندن به محموله استفاده کند. این امر مستلزم آن است که درایور موتور بتواند به طور دقیق موتور را تنظیم کند و از عملکرد دقیق، سازگار و پایدار اطمینان حاصل کند. به دلیل محدودیت وزن و فضا، درایو نیز باید سبک وزن و ساختار جمع و جور باشد.
سروو درایو تک محور TMCM-1617 (شکل 2) یکی از راه حل های صحیح برای این کنترلر است. این درایور موتور سه فاز بدون جاروبک DC (BLDC) دارای وزن 24 گرم و ابعاد 36.8 میلی متر در 26.8 میلی متر در 11.1 میلی متر است که تا 18 A RMS جریان را با ولتاژ منبع تغذیه از 8 ولت تا 24 ولت ارائه می دهد.