عندما يُسألون كيف يتصورون الشكل الذي قد تبدو عليه الروبوتات، يفكر معظم الناس في روبوتات كبيرة وضخمة تعمل في مناطق مسيجة في المصانع الكبيرة، أو محاربين مدرعين مستقبليين يحاكيون السلوك البشري.
ولكن في ما بين ذلك، تظهر ظاهرة جديدة بهدوء: ظهور ما يسمى بـ "الروبوتات التعاونية"، التي يمكنها العمل مباشرة جنبًا إلى جنب مع الموظفين البشريين دون الحاجة إلى سياج أمان لعزلهم.نأمل أن يتمكن هذا النوع من الروبوتات من سد الفجوة بين خطوط التجميع اليدوية بالكامل والخطوط الآلية بالكامل.حتى الآن، لا تزال بعض الشركات، وخاصة الشركات الصغيرة والمتوسطة، تعتقد أن الأتمتة الروبوتية مكلفة للغاية ومعقدة، لذلك لا تفكر أبدًا في إمكانية تطبيقها.
الروبوتات الصناعية التقليدية عادة ما تكون ضخمة الحجم، وتعمل خلف دروع زجاجية، وتستخدم على نطاق واسع في صناعة السيارات وخطوط التجميع الكبيرة الأخرى.في المقابل، تتميز الروبوتات التعاونية بخفة الوزن، ومرونة عالية، ومتنقلة، ويمكن إعادة برمجتها لحل مهام جديدة، مما يساعد الشركات على التكيف مع إنتاج الآلات الأكثر تقدمًا ومنخفض الحجم لمواجهة تحديات الإنتاج على المدى القصير.وفي الولايات المتحدة، لا يزال عدد الروبوتات المستخدمة في صناعة السيارات يمثل نحو 65% من إجمالي مبيعات السوق.وتعتقد جمعية صناعة الروبوتات الأمريكية (RIA)، نقلاً عن بيانات المراقبين، أنه من بين الشركات التي قد تستفيد من الروبوتات، فإن 10٪ فقط من الشركات قامت بتركيب الروبوتات حتى الآن.
تستخدم شركة تصنيع أدوات السمع Odicon أذرعًا روبوتية UR5 لأداء مهام مختلفة في المسبك، بينما تم استبدال أدوات الشفط بمشابك هوائية يمكنها التعامل مع المسبوكات الأكثر تعقيدًا.يتمتع الروبوت ذو الستة محاور بدورة مدتها من أربع إلى سبع ثوانٍ ويمكنه إجراء عمليات التدحرج والإمالة غير الممكنة مع روبوتات Odicon التقليدية ذات المحاور الثنائية والثلاثية.
التعامل الدقيق
لم تتمكن الروبوتات التقليدية التي تستخدمها أودي من حل المشكلات المتعلقة بإمكانية التطبيق وقابلية النقل.لكن مع الروبوتات الجديدة، يختفي كل شيء.أصبحت أجزاء المعينات السمعية الحديثة أصغر فأصغر، وغالبًا ما يبلغ حجمها ملليمترًا واحدًا فقط.لقد كان صانعو أدوات السمع يبحثون عن حل يمكنه امتصاص الأجزاء الصغيرة من القوالب.وهذا أمر مستحيل تمامًا القيام به يدويًا.وبالمثل، لا يمكن تحقيق الروبوتات "القديمة" ذات المحورين أو الثلاثة، والتي يمكنها التحرك أفقيًا وعموديًا فقط.على سبيل المثال، إذا علق جزء صغير في قالب، فيجب أن يكون الروبوت قادرًا على قلبه.
وفي يوم واحد فقط، قامت Audicon بتثبيت الروبوتات في ورشة التشكيل الخاصة بها للقيام بمهام جديدة.يمكن تثبيت الروبوت الجديد بشكل آمن فوق قالب آلة التشكيل بالحقن، وسحب المكونات البلاستيكية من خلال نظام فراغ مصمم خصيصًا، بينما يتم التعامل مع الأجزاء المصبوبة الأكثر تعقيدًا باستخدام المشابك الهوائية.بفضل تصميمه سداسي المحاور، يتمتع الروبوت الجديد بقدرة عالية على المناورة ويمكنه إزالة الأجزاء من القالب بسرعة عن طريق التدوير أو الإمالة.تتمتع الروبوتات الجديدة بدورة عمل تتراوح من أربع إلى سبع ثوانٍ، اعتمادًا على حجم عملية الإنتاج وحجم المكونات.نظرًا لعملية الإنتاج المحسنة، تبلغ فترة الاسترداد 60 يومًا فقط.
في مصنع أودي، يتم تثبيت الروبوت UR بقوة على آلة التشكيل بالحقن ويمكنه التحرك فوق القوالب والتقاط المكونات البلاستيكية.ويتم ذلك باستخدام نظام فراغ مصمم خصيصًا لضمان عدم تلف المكونات الحساسة.
يمكن أن تعمل في مساحة محدودة
في مصنع Cascina Italia الإيطالي، يمكن لروبوت تعاوني يعمل على خط التعبئة والتغليف معالجة 15000 بيضة في الساعة.يمكن للروبوت المجهز بمشابك هوائية أن يكمل عملية تعبئة 10 كرتونة بيض.تتطلب المهمة معالجة دقيقة للغاية ووضعًا دقيقًا، حيث يحتوي كل صندوق بيض على 9 طبقات من 10 أطباق بيض.
في البداية، لم تتوقع كاسينا استخدام الروبوتات للقيام بهذا العمل، لكن شركة البيض أدركت بسرعة فوائد استخدام الروبوتات بعد رؤيتها أثناء العمل في مصنعها الخاص.وبعد مرور تسعين يومًا، تعمل الروبوتات الجديدة في خطوط المصانع.يزن الروبوت 11 رطلاً فقط، ويمكنه التحرك بسهولة من خط تعبئة إلى آخر، وهو أمر بالغ الأهمية لشركة Cascina، التي لديها أربعة أحجام مختلفة من منتجات البيض وتحتاج إلى الروبوت ليكون قادرًا على العمل في مساحة محدودة جدًا بجوار الموظفين البشريين.
تستخدم شركة Cascina Italia روبوت UR5 من شركة UAO Robotics لمعالجة 15000 بيضة في الساعة على خط التعبئة الآلي الخاص بها.ويمكن لموظفي الشركة إعادة برمجة الروبوت بسرعة والعمل بجانبه دون استخدام سياج أمني.نظرًا لأن مصنع كاشينا لم يكن مخططًا له أن يضم وحدة أتمتة آلية واحدة، فقد كان الروبوت المحمول الذي يمكنه التنقل بسرعة بين المهام أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لموزع البيض الإيطالي.
السلامة اولا
لفترة طويلة، كانت السلامة هي النقطة الساخنة والقوة الدافعة الرئيسية للبحث والتطوير في مختبرات الروبوت.ونظرًا لسلامة العمل مع البشر، يتكون الجيل الجديد من الروبوتات الصناعية من مفاصل كروية ومحركات عكسية وأجهزة استشعار للقوة ومواد أخف وزنًا.
تتوافق روبوتات مصنع Cascina مع متطلبات السلامة الحالية المتعلقة بحدود القوة وعزم الدوران.عندما تتلامس الروبوتات مع الموظفين البشريين، يتم تجهيزها بأجهزة التحكم في القوة التي تحد من قوة اللمس لمنع الإصابة.في معظم التطبيقات، بعد تقييم المخاطر، تسمح ميزة الأمان هذه للروبوت بالعمل دون الحاجة إلى حماية السلامة.
تجنب العمل الشاق
في شركة التبغ الاسكندنافية، يمكن للروبوتات التعاونية الآن العمل بشكل مباشر جنبًا إلى جنب مع الموظفين البشريين لتغطية علب التبغ على أجهزة تعبئة التبغ.
وفي شركة التبغ الاسكندنافية، يقوم الروبوت UR5 الآن بتحميل علب التبغ، مما يحرر الموظفين من الكدح المتكرر وينقلهم إلى وظائف أخف.لاقت منتجات الذراع الميكانيكية الجديدة لشركة Youao Robot استحسان الجميع.
يمكن للروبوتات الجديدة أن تحل محل العمال البشريين في المهام المتكررة الثقيلة، مما يحرر عاملًا أو عاملين كان عليهما في السابق القيام بهذه المهمة يدويًا.وقد تم الآن إعادة تعيين هؤلاء الموظفين إلى مناصب أخرى في المصنع.نظرًا لعدم وجود مساحة كافية في وحدة التعبئة والتغليف في المصنع لعزل الروبوتات، فإن نشر الروبوتات التعاونية يبسط عملية التثبيت بشكل كبير ويقلل التكاليف.
طور التبغ الاسكندنافي تجهيزاته الخاصة ورتب للفنيين الداخليين لإكمال البرمجة الأولية.وهذا يحمي المعرفة الفنية للمؤسسة، ويضمن إنتاجية عالية، ويتجنب توقف الإنتاج، فضلاً عن الحاجة إلى مستشارين خارجيين باهظين الثمن في حالة فشل حل الأتمتة.أدى تحقيق الإنتاج الأمثل إلى قيام أصحاب الأعمال باتخاذ قرار بالاحتفاظ بالإنتاج في الدول الإسكندنافية حيث الأجور مرتفعة.تتمتع الروبوتات الجديدة لشركة التبغ بعائد استثمار يصل إلى 330 يومًا.
من 45 زجاجة في الدقيقة إلى 70 زجاجة في الدقيقة
يمكن أن تستفيد الشركات المصنعة الكبرى أيضًا من الروبوتات الجديدة.في مصنع جونسون آند جونسون في أثينا، اليونان، قامت الروبوتات التعاونية بتحسين عملية التعبئة والتغليف لمنتجات العناية بالشعر والبشرة بشكل كبير.تعمل الذراع الآلية على مدار الساعة، ويمكنها التقاط ثلاث زجاجات من المنتج من خط الإنتاج في نفس الوقت كل 2.5 ثانية، وتوجيهها ووضعها داخل آلة التعبئة والتغليف.يمكن أن تصل المعالجة اليدوية إلى 45 زجاجة في الدقيقة، مقارنة بـ 70 منتجًا في الدقيقة عند الإنتاج بمساعدة الروبوت.
في جونسون آند جونسون، يحب الموظفون العمل مع زملائهم الروبوتيين التعاونيين الجدد لدرجة أن لديهم اسمًا لذلك.يُعرف UR5 الآن بمودة باسم "Cleo".
يتم تفريغ الزجاجات ونقلها بأمان دون التعرض لخطر الخدش أو الانزلاق.تعد براعة الروبوت أمرًا بالغ الأهمية لأن الزجاجات تأتي بجميع الأشكال والأحجام ولا تتم طباعة الملصقات على نفس الجانب من جميع المنتجات، مما يعني أن الروبوت يجب أن يكون قادرًا على الإمساك بالمنتج من الجانبين الأيمن والأيسر.
يمكن لأي موظف في جونسون آند جونسون إعادة برمجة الروبوتات لأداء مهام جديدة، مما يوفر على الشركة تكلفة توظيف مبرمجين خارجيين.
اتجاه جديد في تطوير الروبوتات
هذه بعض الأمثلة على كيفية نجاح جيل جديد من الروبوتات في التصدي لتحديات العالم الحقيقي التي فشلت الروبوتات التقليدية في حلها في الماضي.عندما يتعلق الأمر بمرونة التعاون والإنتاج البشري، يجب ترقية قدرات الروبوتات الصناعية التقليدية على كل المستويات تقريبًا: من التثبيت الثابت إلى القابل للنقل، ومن المهام المتكررة دوريًا إلى المهام المتغيرة بشكل متكرر، ومن الاتصالات المتقطعة إلى الاتصالات المستمرة، ومن عدم وجود إنسان. التفاعل إلى التعاون المتكرر مع العمال، ومن العزلة المكانية إلى تقاسم المساحة، ومن سنوات الربحية إلى العائد شبه الفوري على الاستثمار.في المستقبل القريب، سيكون هناك العديد من التطورات الجديدة في مجال الروبوتات الناشئ والتي ستغير باستمرار طريقة عملنا وتفاعلنا مع التكنولوجيا.
طور التبغ الاسكندنافي تجهيزاته الخاصة ورتب للفنيين الداخليين لإكمال البرمجة الأولية.وهذا يحمي المعرفة الفنية للمؤسسة، ويضمن إنتاجية عالية، ويتجنب توقف الإنتاج، فضلاً عن الحاجة إلى مستشارين خارجيين باهظين الثمن في حالة فشل حل الأتمتة.أدى تحقيق الإنتاج الأمثل إلى قيام أصحاب الأعمال باتخاذ قرار بالاحتفاظ بالإنتاج في الدول الإسكندنافية حيث الأجور مرتفعة.تتمتع الروبوتات الجديدة لشركة التبغ بعائد استثمار يصل إلى 330 يومًا.
من 45 زجاجة في الدقيقة إلى 70 زجاجة في الدقيقة
يمكن أن تستفيد الشركات المصنعة الكبرى أيضًا من الروبوتات الجديدة.في مصنع جونسون آند جونسون في أثينا، اليونان، قامت الروبوتات التعاونية بتحسين عملية التعبئة والتغليف لمنتجات العناية بالشعر والبشرة بشكل كبير.تعمل الذراع الآلية على مدار الساعة، ويمكنها التقاط ثلاث زجاجات من المنتج من خط الإنتاج في نفس الوقت كل 2.5 ثانية، وتوجيهها ووضعها داخل آلة التعبئة والتغليف.يمكن أن تصل المعالجة اليدوية إلى 45 زجاجة في الدقيقة، مقارنة بـ 70 منتجًا في الدقيقة عند الإنتاج بمساعدة الروبوت.
وقت النشر: 25 أبريل 2022