في قطاع التصنيع الصناعي اليوم، تنتشر الروبوتات الصناعية في كل مكان، لتحل محل البشر في العديد من العمليات الثقيلة والمتكررة، بل وحتى الروتينية. وبالنظر إلى تطور الروبوتات الصناعية، يُمكن اعتبار الذراع الروبوتية أقدم أشكال الروبوتات الصناعية. فهي تُحاكي بعض وظائف اليد والذراع البشرية، حيث تؤدي مهام آلية مثل الإمساك بالأشياء وتحريكها وتشغيل الأدوات وفقًا لبرامج ثابتة. واليوم، أصبحت الأذرع الروبوتية الصناعية جزءًا أساسيًا من أنظمة التصنيع الحديثة.
ما هو الذراع الروبوتي؟
تشمل الأنواع الشائعة من الأذرع الروبوتية سكارا، والأذرع الروبوتية متعددة المحاور، والروبوتات التعاونية، وهي تُستخدم على نطاق واسع في مختلف جوانب الحياة والعمل. تتكون هذه الأذرع بشكل رئيسي من هيكل الروبوت، وخزانة التحكم، ووحدة التعليم. يُعد تصميم وتصنيع خزانة التحكم أمرًا بالغ الأهمية لأداء الروبوت واستقراره وموثوقيته. تتضمن خزانة التحكم مكونات مادية وبرمجية. يتكون الجزء المادي من وحدات الطاقة، ووحدات التحكم، والمحركات، وأجهزة الاستشعار، ووحدات الاتصال، وواجهات التفاعل بين الإنسان والآلة، ووحدات السلامة، وغيرها.
المتحكم
وحدة التحكم هي المكون الأساسي لخزانة التحكم. وهي مسؤولة عن استقبال التعليمات من المشغل أو النظام الآلي، وحساب مسار حركة الروبوت وسرعته، والتحكم في مفاصله ومشغلاته. تتضمن وحدات التحكم عادةً أجهزة كمبيوتر صناعية، ووحدات تحكم في الحركة، وواجهات إدخال/إخراج. يُعد ضمان "سرعة ودقة واستقرار" الذراع الروبوتية معيارًا أساسيًا لتقييم أداء وحدات التحكم.
تتمتع وحدة التحكم الصناعية من طراز المجلة من سلسلة AK5 من شركة APQ بمزايا وخصائص كبيرة في التطبيق العملي للأذرع الروبوتية.
مميزات جهاز AK Industrial PC:
- معالج عالي الأداء:يستخدم AK5 معالج N97، مما يضمن قدرات معالجة البيانات القوية وسرعة الحوسبة الفعالة، وتلبية متطلبات التحكم المعقدة للأذرع الروبوتية.
- تصميم مضغوط:يوفر الحجم الصغير والتصميم الخالي من المروحة مساحة التثبيت، ويقلل من ضوضاء التشغيل، ويحسن موثوقية المعدات بشكل عام.
- قدرة قوية على التكيف البيئي:تتيح مقاومة الكمبيوتر الصناعي AK5 لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة العمل بشكل مستقر في البيئات الصناعية القاسية، وتلبية متطلبات الأذرع الروبوتية في سيناريوهات العمل المختلفة.
- أمن وحماية البيانات:مزود بمكثفات فائقة وحماية عند تشغيل القرص الصلب، فهو يضمن حماية البيانات المهمة بشكل فعال أثناء انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ، مما يمنع فقدان البيانات أو تلفها.
- قدرة قوية على التواصل:يدعم ناقل EtherCAT، مما يحقق نقل بيانات عالي السرعة ومتزامن لضمان التنسيق الدقيق والاستجابة في الوقت الفعلي بين مكونات الذراع الروبوتية.
تطبيق سلسلة AK5
تستخدم APQ وحدة التحكم الأساسية AK5 لتزويد العملاء بحل تطبيق كامل:
- سلسلة AK5 - منصة Alder Lake-N
- يدعم وحدات المعالجة المركزية المحمولة من سلسلة Intel® Alder Lake-N
- فتحة DDR4 SO-DIMM واحدة، تدعم ما يصل إلى 16 جيجابايت
- مخرج عرض ثلاثي الاتجاهات HDMI وDP وVGA
- 2/4 واجهات شبكة Intel® i350 Gigabit مع وظيفة POE
- توسيع مصدر الضوء الأربعة
- 8 مدخلات رقمية معزولة بصريًا و8 مخرجات رقمية معزولة بصريًا للتوسع
- توسيع PCIe x4
- يدعم توسيع شبكة WiFi/4G اللاسلكية
- منفذ USB 2.0 Type-A مدمج لسهولة تركيب المحولات
01. تكامل نظام التحكم في الذراع الروبوتية:
- وحدة التحكم الأساسية:يعمل الكمبيوتر الصناعي AK5 كمركز تحكم للذراع الروبوتية، وهو المسؤول عن تلقي التعليمات من الكمبيوتر المضيف أو الواجهة ومعالجة بيانات ردود الفعل المستشعرة في الوقت الفعلي لتحقيق التحكم الدقيق في الذراع الروبوتية.
- خوارزمية التحكم في الحركة:تتحكم خوارزميات التحكم في الحركة المدمجة أو الخارجية في مسار حركة الذراع الروبوتية ودقة الحركة استنادًا إلى معلمات المسار والسرعة المحددة مسبقًا.
- تكامل المستشعر:من خلال ناقل EtherCAT أو واجهات أخرى، يتم دمج أجهزة استشعار مختلفة (مثل أجهزة استشعار الموضع، وأجهزة استشعار القوة، وأجهزة الاستشعار البصرية، وما إلى ذلك) لمراقبة وتقديم ردود الفعل حول حالة الذراع الآلية في الوقت الفعلي.
02. معالجة البيانات ونقلها
- معالجة البيانات بكفاءة:بفضل الأداء القوي لمعالج N97، تتم معالجة بيانات المستشعر وتحليلها بسرعة، واستخراج المعلومات المفيدة للتحكم في الذراع الروبوتية.
- نقل البيانات في الوقت الفعلي:يتم تحقيق تبادل البيانات في الوقت الفعلي بين مكونات الذراع الروبوتية من خلال ناقل EtherCAT، مع سرعات اهتزاز تصل إلى 20-50 ميكروثانية، مما يضمن النقل الدقيق وتنفيذ تعليمات التحكم.
03. ضمان الأمن والموثوقية
- حماية البيانات:يضمن المكثف الفائق وحماية التشغيل للقرص الصلب سلامة وسلامة البيانات أثناء انقطاع التيار الكهربائي عن النظام.
- القدرة على التكيف البيئي:تعمل مقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة والتصميم الخالي من المروحة على تعزيز استقرار وموثوقية جهاز الكمبيوتر الصناعي في البيئات القاسية.
- تشخيص الأعطال والإنذار المبكر:تراقب أنظمة التشخيص المتكامل للأخطاء والإنذار المبكر الحالة التشغيلية لجهاز الكمبيوتر الصناعي والذراع الروبوتية في الوقت الفعلي، وتكتشف المشكلات المحتملة وتعالجها على الفور.
04. التطوير والتكامل المخصص
بناءً على احتياجات هيكل والتحكم في الذراع الآلية، يتم توفير واجهات ووحدات توسعة مناسبة لتحقيق التكامل السلس مع أجهزة الاستشعار والمحركات والمعدات الأخرى.
تتميز سلسلة AK5 من وحدات التحكم الصناعية المصممة على شكل مجلة من APQ، بأدائها العالي وتصميمها المدمج وقدرتها العالية على التكيف مع البيئة وأمن البيانات وحمايتها وقدراتها الاتصالية القوية، مما يُظهر مزايا كبيرة في خزائن التحكم في الأذرع الروبوتية وغيرها من التطبيقات. من خلال توفير دعم فني مستقر وفعال ومرن، تضمن هذه السلسلة "سرعة ودقة واستقرار" الذراع الروبوتية في العمليات الآلية، مما يوفر دعمًا قويًا لتحسين أنظمة التحكم في الأذرع الروبوتية وتحديثها.
وقت النشر: ١٢ أغسطس ٢٠٢٤