في التصنيع الصناعي المعاصر، باتت الروبوتات الصناعية منتشرة في كل مكان، لتحل محل البشر في العديد من العمليات الشاقة والمتكررة والروتينية. وبالنظر إلى تاريخ تطور الروبوتات الصناعية، يمكن اعتبار الذراع الروبوتية الشكل الأول لها. فهي تحاكي بعض وظائف اليد والذراع البشرية، وتؤدي مهامًا آلية مثل الإمساك بالأشياء ونقلها وتشغيل الأدوات وفقًا لبرامج محددة. واليوم، أصبحت الأذرع الروبوتية الصناعية جزءًا لا يتجزأ من أنظمة التصنيع الحديثة.
مما يتكون الذراع الروبوتي؟
تشمل الأنواع الشائعة للأذرع الروبوتية أذرع سكارا، والأذرع الروبوتية متعددة المحاور، والروبوتات التعاونية، والتي تُستخدم على نطاق واسع في مختلف جوانب الحياة والعمل. تتكون هذه الأذرع بشكل أساسي من هيكل الروبوت، ووحدة التحكم، ووحدة التحكم اليدوية. يُعد تصميم وتصنيع وحدة التحكم أمرًا بالغ الأهمية لأداء الروبوت واستقراره وموثوقيته. تتضمن وحدة التحكم مكونات مادية وبرمجية. يشمل الجزء المادي وحدات الطاقة، وأجهزة التحكم، وبرامج التشغيل، وأجهزة الاستشعار، ووحدات الاتصال، وواجهات التفاعل بين الإنسان والآلة، ووحدات السلامة، وغيرها.
المراقب
وحدة التحكم هي المكون الأساسي في لوحة التحكم. وهي مسؤولة عن استقبال التعليمات من المشغل أو النظام الآلي، وحساب مسار حركة الروبوت وسرعته، والتحكم في مفاصل الروبوت ومحركاته. تتضمن وحدات التحكم عادةً أجهزة كمبيوتر صناعية، ووحدات تحكم في الحركة، وواجهات إدخال/إخراج. ويُعد ضمان "سرعة ودقة واستقرار" ذراع الروبوت معيارًا حاسمًا لتقييم أداء وحدات التحكم.
تتميز سلسلة وحدات التحكم الصناعية AK5 من APQ، المصممة على غرار المجلات، بمزايا وخصائص مهمة في التطبيق العملي للأذرع الروبوتية.
ميزات جهاز الكمبيوتر الصناعي AK:
- معالج عالي الأداءيستخدم جهاز AK5 معالج N97، مما يضمن قدرات معالجة بيانات قوية وسرعة حساب فعالة، ويلبي متطلبات التحكم المعقدة للأذرع الروبوتية.
- تصميم صغير الحجميساهم الحجم الصغير والتصميم الخالي من المراوح في توفير مساحة التركيب، وتقليل ضوضاء التشغيل، وتحسين الموثوقية العامة للمعدات.
- قدرة عالية على التكيف مع البيئة: إن مقاومة جهاز الكمبيوتر الصناعي AK5 لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة تسمح له بالعمل بثبات في البيئات الصناعية القاسية، مما يلبي متطلبات الأذرع الروبوتية في سيناريوهات العمل المختلفة.
- أمن البيانات وحمايتها: مزود بمكثفات فائقة وحماية من انقطاع التيار الكهربائي للقرص الصلب، مما يضمن حماية البيانات المهمة بشكل فعال أثناء انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ، ويمنع فقدان البيانات أو تلفها.
- قدرات تواصل قويةيدعم ناقل EtherCAT، مما يحقق نقل بيانات متزامن عالي السرعة لضمان التنسيق الدقيق والاستجابة في الوقت الحقيقي بين مكونات الذراع الروبوتية.
تطبيق سلسلة AK5
تستخدم شركة APQ وحدة التحكم AK5 كوحدة تحكم أساسية لتزويد العملاء بحل تطبيقي متكامل:
- سلسلة AK5 - منصة ألدر ليك-إن
- يدعم معالجات Intel® Alder Lake-N المحمولة
- فتحة واحدة من نوع DDR4 SO-DIMM، تدعم حتى 16 جيجابايت
- مخرج عرض ثلاثي الاتجاهات HDMI و DP و VGA
- 2/4 واجهات شبكة جيجابت Intel® i350 مع وظيفة PoE
- توسيع مصدر الضوء إلى أربعة مصادر ضوئية
- 8 مداخل رقمية معزولة بصريًا و8 مخارج رقمية معزولة بصريًا للتوسيع
- توسيع PCIe x4
- يدعم توسيع نطاق الشبكة اللاسلكية عبر الواي فاي/الجيل الرابع
- منفذ USB 2.0 من النوع A مدمج لسهولة تركيب المحولات
1. تكامل نظام التحكم في الذراع الروبوتية:
- وحدة التحكم الأساسية: يعمل جهاز الكمبيوتر الصناعي AK5 كمركز تحكم للذراع الروبوتية، وهو مسؤول عن تلقي التعليمات من الكمبيوتر المضيف أو الواجهة ومعالجة بيانات التغذية الراجعة للمستشعر في الوقت الفعلي لتحقيق تحكم دقيق في الذراع الروبوتية.
- خوارزمية التحكم في الحركة: تتحكم خوارزميات التحكم في الحركة المدمجة أو الخارجية في مسار حركة الذراع الروبوتية ودقة الحركة بناءً على معلمات المسار والسرعة المحددة مسبقًا.
- تكامل أجهزة الاستشعار: من خلال ناقل EtherCAT أو واجهات أخرى، يتم دمج أجهزة استشعار متنوعة (مثل أجهزة استشعار الموضع، وأجهزة استشعار القوة، وأجهزة الاستشعار البصرية، وما إلى ذلك) لمراقبة حالة الذراع الروبوتية وتقديم ملاحظات عنها في الوقت الفعلي.
02. معالجة البيانات ونقلها
- معالجة البيانات بكفاءة: باستخدام الأداء القوي لمعالج N97، تتم معالجة بيانات المستشعر وتحليلها بسرعة، واستخراج معلومات مفيدة للتحكم في الذراع الروبوتية.
- نقل البيانات في الوقت الفعلي: يتم تحقيق تبادل البيانات في الوقت الحقيقي بين مكونات الذراع الروبوتية عبر ناقل EtherCAT، مع سرعات ارتعاش تصل إلى 20-50 ميكروثانية، مما يضمن النقل الدقيق وتنفيذ تعليمات التحكم.
3. ضمان الأمن والموثوقية
- حماية البيانات: يضمن المكثف الفائق وحماية التشغيل لمحرك الأقراص الصلبة سلامة البيانات وسلامتها أثناء انقطاع التيار الكهربائي عن النظام.
- القدرة على التكيف مع البيئة: تعمل مقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة والتصميم بدون مروحة على تعزيز استقرار وموثوقية جهاز الكمبيوتر الصناعي في البيئات القاسية.
- تشخيص الأعطال والإنذار المبكر: تقوم أنظمة التشخيص المتكاملة للأعطال والإنذار المبكر بمراقبة الحالة التشغيلية للحاسوب الصناعي والذراع الروبوتية في الوقت الفعلي، وتكتشف المشكلات المحتملة وتعالجها على الفور.
04. التطوير والتكامل المخصص
استنادًا إلى بنية واحتياجات التحكم للذراع الروبوتية، يتم توفير واجهات ووحدات توسيع مناسبة لتحقيق التكامل السلس مع أجهزة الاستشعار والمشغلات والمعدات الأخرى.
تُقدّم سلسلة وحدات التحكم الصناعية AK5 من APQ، المصممة على غرار المجلات، أداءً عاليًا وتصميمًا مدمجًا وقدرة فائقة على التكيف مع مختلف الظروف البيئية، بالإضافة إلى أمان البيانات وحمايتها، وقدرات اتصال قوية، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لخزائن التحكم في الأذرع الروبوتية وغيرها من التطبيقات. وبفضل توفيرها دعمًا فنيًا مستقرًا وفعالًا ومرنًا، تضمن هذه السلسلة سرعة ودقة واستقرار الذراع الروبوتية في العمليات الآلية، مما يُسهم بشكل كبير في تحسين وتطوير أنظمة التحكم في الأذرع الروبوتية.
تاريخ النشر: 12 أغسطس 2024