تعریفی که برای ربات صنعتی توسط ISO 8373 (فدراسیون بین‌المللی رباتیک، 2013) ارائه شده است:
یک ربات صنعتی، یک بازوی مکانیکی با قابلیت کنترل خودکار، برنامه‌ریزی و چندکاره برای استفاده در اتوماسیون صنعتی است که دارای 3 یا تعداد بیشتری محور قابل برنامه ریزی میباشد و ممکن است دارای محل استقرار ثابت و یا سیار (mobile) باشد.
فیلم ربات های صنعتی و حضور شرکت تامیکو در نمایشگاه صنعت:
شرکت تامیکو توانایی تامین ربات های صنعتی و قطعات مورد نیاز خطوط تولیدی کشور را در سریعترین زمان ممکن دارد. به علاوه، بهره‌مندی از برترین متخصصان صنعت و دانشگاه امکان اجرای پیچیده‌ترین پروژه‌های صنعتی در حوزه رباتیک و اتوماسیون را برای شرکت تامیکو فراهم کرده است.
برای انتخاب ربات برای یک کاربرد خاص موارد زیر لازم است در نظر گرفته شوند:
نوع ساختار و تعداد محورها تاثیر مهمی روی عملکرد یک ربات دارد، که همانطور که ادامه توضیح داده می‌شود، سبب می‌شود یک ساختار را برای کاربردهای خاص مناسب‌تر کند. به عنوان مثال، ساختار SCARA برای کارهای مونتاژی که به سرعت و تکرار بالا نیاز دارند، مناسب است.
ظرفیت حمل بار یا تحمل وزن: معمولاً حداکثر باری است که می توان روی فلنج مخصوص نصب ابزار در انتهای ربات تحمل کرد.
تکرارپذیری: این معیار نشان می دهد که یک ربات تا چه حد توانایی دارد که یک کار تکراری را به طور یکسان انجام دهد. تکرارپذیری مشخص شده برای یک ربات معمولاً تکرارپذیری نقطه ای است اما در برخی موارد تکرارپذیری مسیر نیز بیان می شود. لازم به ذکر است که ربات ها اگرچه قابل تکرار هستند اما ذاتا دقیق نیستند. بیشتر ربات‌ها به دلیل ساختارشان، قادر به حرکت به یک موقعیت فرمان‌دهی شده دقیق نیستند، به عنوان مثال، مختصات XYZ در فضا، اما به طور مداوم یک موقعیت آموزش داده شده را در محدوده خطای مشخص شده توسط تکرارپذیری آنها تکرار می‌کنند. تکرارپذیری نقطه ای برای جوشکاری نقطه ای، جابجایی، مونتاژ و انواع کاربردهای مشابه مفید است اما برای کاربردهای فرآیندی مانند جوشکاری و چسب زنی، تکرارپذیری مسیر مفیدتر است.
فضای کاری: مجموعه ای از تمام نقاطی است که ربات قابلیت دسترسی به آنها را دارد.
ربات صنعتی یک ساختار دارای مفصل است که می‌تواند پیکربندی های متفاوتی داشته باشد.
این ساختارها و مزایای آنها در ادامه بحث خواهند شد. هر ساختار از اتصال تعدادی مفصل چرخشی یا خطی به دست می‌آید.
رایج‌ترین نوع پیکربندی، بازوی مفصلی است. این ساختار شبیه‌ترین به بازوی انسانی میباشد و بسیار انعطاف‌پذیر است.
این نوع ربات‌ها عموما ماشین‌های 6 محور می‌باشند. گاهاً ماشین‌های 7 محور نیز برای داشتن افزونگی در سیستم و در نتیجه کار کردن در فضاهای پیچیده موجود هستند. این ساختار از 6 محور چرخشی، که هر یک روی مفصل قبلی سوار شده است، تشکیل می‌شود. با استفاده از این ربات‌ها می‌توان به هر نقطه ای از فضا، در فضای کاری و از هر زاویه ای دست پیدا کرد.
شماری از این ربات‌ها نیز وجود دارند که دارای 4 بازوی مفصلی هستند. این ربات ها برای کاربردهای خاصی مانند پالتایزینگ، بسته بندی، جابجائی اشیاء (pick and place) طراحی شده‌اند که نیازی به تغییر زاویه ابزار سر ربات ندارند. بنابراین، دو محور سر ربات مورد نیاز نیستند. این ربات ها امکان دستیابی به سرعت های بالاتر با قدرت حمل بارهای سنگین تر در مقایسه با ماشین‌های 6 محور هم‌رده خود را دارند.
پیکربندی اسکارا ویژگی‌های متفاوتی را به ربات های مفصلی اضافه می کند. این ساختار برای کاربرد مونتاژ (assembly) توسعه داده شد، بنابراین نام Selective Compliance Assembly Robot (ربات مونتاژ منطبق بر انتخاب) برای آن در نظر گرفته شد که نام SCARA کلمه اختصاری این کلمات است. Selective Compliance به این معناست که ربات در دو محور x و y انعطاف پذیر است و در راستای محور z صلب است.
چهار محور این ربات شامل یک چرخش پایه، یک حرکت عمودی خطی و به دنبال آن دو حرکت چرخشی در همان صفحه عمودی میباشد. این ربات توانایی کار کردن در سرعت‌های بالا و شتاب بالا را دارد و همچنین دقت بسیار بالایی می‌تواند داشته باشد.
ماشین‌های اسکارا اغلب کوچک هستند و بیشترین باری که می توانند حمل کنند در حدود 2 کیلوگرم با طول دسترسی حدود یک متر است. کاربرد این ربات‌ها عموما برای مونتاژ است. برای کاربردهایی مانند بسته بندی، بارگذاری در پرس های کوچک، چسب زنی و سایر کاربردها نیز استفاده می شوند. کاربرد این ربات ها به دلیل اندازه آنها و محدودیت آنها در 4 محور محدود است.
پیکربندی SCARA حدود 12% کل فروش ربات را در بر می‌گیرد و این در حالی است که بیشتر فروش آن در قاره آسیا میباشد که به دلیل اندازه بازار بخش الکترونیک و در نتیجه مونتاژ در این منطقه است. قاره آسیا 50% کل بازار فروش ربات SCARA را در دست دارد (براساس اعلام فدراسیون بین‌المللی رباتیک، 2013 )
دسته ربات‌های کارتزین شامل تمام ربات های صنعتی است که تنها از درایوهای خطی برای سه محور اصلی استفاده می‌کنند و حرکت ربات در سیستم مختصات کارتزین صورت می‌گیرد. به عبارت ساده‌تر این ربات‌ها تنها در جهات کارتزین x و y و z و به صورت خطی حرکت دارند. مدل خاصی از این ربات ها که دارای دو پایه برای محور x هستند و محور y که در بین این دو پایه حرکت می‌کند با نام ربات‌های گنتری (Gantry Robots) نیز شناخته می‌شوند.
کاربردهای این ربات بسیار متنوع است اگرچه معمولاً برای جابجایی، پالتایزینگ، قالب‌گیری پلاستیک، مونتاژ و همکاری با ماشین آلات استفاده می‌شوند. آنها همچنین برای فرآیندهایی مانند جوشکاری و چسب زنی، به ویژه در قطعات بسیار بزرگ کاربرد دارند. ماشین‌های کارتزین دومین پیکربندی محبوب ربات ها هستند که حدود 22 درصد از فروش جهانی روبات‌ها را به خود اختصاص می‌دهند (فدراسیون بین‌المللی رباتیک، 2013).
یک ربات موازی از یک پلتفرم متحرک تشکیل می‌شود که توسط مجموعه‌ای از زنجیره‌های سینماتیکی موازی یکسان به یک پایه ثابت متصل است. این بازوها اصطاحا پا نامیده می‌شوند. end-effector (ابزار سر بات) به پلتفرم متحرک متصل است.
پیکربندی ربات موازی یا دلتا (شکل زیر) یکی از جدیدترین پیشرفت ها در پیکربندی ربات‌ها است. این شامل ماشین هایی می شود که بازوهای آنها دارای مفاصل خطی (prismatic) یا چرخشی همزمان هستند. این نوع از ربات های موازی را به عنوان ماشین های سقفی می سازند که موتورهای موجود روی پلتفرم ثابت نصب می‌شوند و بازوهای متصل به آن را به حرکت در می‌آورند. مزیت این روش این است که وزن روی بازوها را کاهش می دهد و در نتیجه شتاب و سرعت بسیار بالایی را فراهم می‌کند. اغلب قدرت حمل بار این نوع از ربات ها پایین است.
بنابراین، کاربرد اصلی این نوع ربات در جابجایی اشیا و قطعات، به ویژه در خطوط بسته بندی صنایع غذایی، و همچنین مونتاژ قطعات است. این ماشین‌ها می‌توانند زمان چرخه‌ای مشابه SCARA را به دست آورند. این نوع ربات در تعداد نسبتا کمی فروخته می‌شود و تنها حدود 1 درصد از بازار جهانی را به دست می آورد ( فدراسیون بین‌المللی رباتیک، 2013).
این ربات ها ترکیبی از محورهای چرخشی و خطی دارند که معمولاً با یک چرخش پایه و به دنبال آن یک محور خطی عمودی و افقی و پس از آن چند محور چرخشی بیشتر در مچ دست (wrist) دارند. این نوع ربات ساختاری سفت و سخت، با دسترسی خوب به حفره ها دارد و برنامه ریزی آنها آسان است. با این حال، آنها نیاز به فاصله در پشت بازو دارند. آنها به ویژه برای همکاری با ماشین آلات و کاربردهای عمومی برداشتن و گذاشتن اشیاء مناسب هستند.
عمدتاً در صنعت الکترونیک، به ویژه کاربردهای اتاق تمیز استفاده می‌شوند و حدود 2٪ از بازار جهانی را به خود اختصاص می‌دهند. مشابه SCARA، به دلیل قدرت بخش الکترونیک در آن منطقه، که حدود 90 درصد از فروش جهانی را به خود اختصاص می‌دهد، در آسیا بیشترین محبوبیت را دارند (فدراسیون بین‌المللی رباتیک، 2013).
منبع: کتاب به کارگیری سیستم های رباتیکی
در تصویر زیر اجزای یک ربات صنعتی قابل ملاحظه است.
نمودار زیر تراکم ربات های صنعتی در سطح جهانی را نشان می دهد که تعداد ربات های در حال کار به ازای هر 10000 کارمند را نمایش می دهد.
به کارگیری ربات در کارخانه‌های سرتاسر جهان با سرعت بالایی ادامه می‌یابد: براساس جدیدترین آمار، میانگین تراکم جهانی ربات به رکورد 162 واحد در هر 10000 کارمند در سال 2023 می‌رسد – این رقم بیش از دو برابر تعداد اندازه‌گیری شده در هفت سال پیش (74 واحد) می باشد. این آمار بر اساس گزارش جهانی رباتیک 2024 است که توسط فدراسیون بین المللی رباتیک (IFR) ارائه شده است.
اتحادیه اروپا دارای تراکم ربات 219 واحد به ازای هر 10000 کارمند است که افزایش 5.2 درصدی را نشان می دهد و آلمان، سوئد، دانمارک و اسلوونی در ده کشور برتر جهان هستند.
تراکم ربات در آمریکای شمالی 197 واحد در هر 10000 کارمند است که 4.2 درصد افزایش یافته است. ایالات متحده رتبه دهم جهان را در بین خودکارترین کشورها در صنعت تولید دارد.
تراکم ربات آسیا 182 واحد به ازای هر 10000 نفر شاغل در بخش تولید است – افزایش 7.6٪. اقتصادهای کره، سنگاپور، سرزمین اصلی چین و ژاپن در میان ده کشور برتر خودنمایی شده هستند.
جمهوری کره با 1012 ربات به ازای هر 10000 کارمند، اولین به کارگیرنده ربات های صنعتی در جهان است. از سال 2018، تراکم ربات ها به طور متوسط 5 درصد افزایش یافته است. اقتصاد کره به دو مشتری بزرگ برای ربات های صنعتی متکی است، یکی صنعت مشهور الکترونیک و دیگری صنعت قوی خودروسازی کره.
سنگاپور با 770 ربات به ازای هر 10000 کارمند در رتبه بعدی قرار دارد. سنگاپور کشوری کوچک با تعداد بسیار کم کارمند در صنایع تولیدی است، بنابراین می‌تواند به تراکم بالای ربات‌ها با تعداد نسبتاً کمی ربات نیز دست یابد.
چین در سال 2023 با پشت سر گذاشتن آلمان و ژاپن در جایگاه سوم قرار گرفت. فشار این کشور به استفاده از فناوری اتوماسیون منجر به تراکم بالای ربات 470 ربات در هر 10000 کارمند (2022: 402 واحد) می شود. چین در سال 2019 وارد 10 کشور برتر شد. این کشور توانسته است تراکم ربات های خود را در عرض چهار سال دو برابر کند.
آلمان با 429 ربات به ازای هر 10000 کارمند در رتبه چهارم قرار دارد. تراکم ربات بزرگترین اقتصاد اروپا از سال 2018، 5 درصد به طور سالانه افزایش یافته است.
ژاپن با 419 دستگاه در جایگاه پنجم قرار دارد. تراکم ربات ها در کشور غالب تولید کننده ربات در جهان به طور متوسط 7 درصد در هر سال (2018-2023) افزایش یافته است.
تراکم ربات در ایالات متحده در سال 2023 به 295 واحد رسید. این کشور در رتبه دهم جهان قرار دارد.
نمودار زیر صنایعی را که بیشترین تعداد ربات را استفاده می کنند نمایش می دهد. در سال 2022 تعداد 157000 دستگاه ربات صنعتی در صنعت برق و الکترونیک نصب شده است. تعداد 136000 ربات صنعتی در صنعت خودروسازی در سال 2022 نصب شده است. صنایع بعدی که بیشترین تعداد نصب ربات صنعتی را داشته اند، صنایع فلزی و ماشین سازی، محصولات شیمیایی و پلاستیک، صنایع غذایی می باشد.
اگر به این مقاله علاقه‌مند بودید، شاید به این مقالات نیز علاقه مند باشید:
برای اطلاع از قیمت انواع ربات های شرکت تامیکو و همچنین دریافت مشاوره برای پروژه‌های مرتبط با اتوماسیون خط تولید و خطوط تولید رباتیک با کارشناسان شرکت تماس بگیرید.
شرکت تامیکو ارائه دهنده خدمات در زمینه فروش ربات‌های نو و دست دوم، سلول‌های روباتیک، طراحی خط تولید و اتوماسیون، آموزش‌های کاربردی صنعتی، تعمیرات و نگهداری است.
