عضو فريق قوي

لا يكاد يخلو أي وصف للتصنيع الحديث من مصطلحات مثل «الصناعة 4.0» أو «المصنع الذكي» (Smart Factory) أو «التعاون بين الإنسان والروبوت». لكن ليس الروبوت وحده هو الذي يجب أن يفي بالمتطلبات. لكي ينجح هذا المفهوم، يجب أن تستوفي جميع المكونات متطلبات الإنتاج الحديث، الذي سيصبح أكثر تعاونًا في المستقبل.

تتمثل مهمة الروبوتات التعاونية في الجمع بين مزايا القوى العاملة البشرية ومزايا استخدام الروبوتات، وبالتالي تحقيق أفضل نتيجة ممكنة في مجال التصنيع. يجمع مجال التعاون بين الإنسان والروبوت (MRK) بين مزايا كلا العالمين. يتم دمج قدرة الإنسان على التعلم وخبرته ومهارته في الارتجال على النحو الأمثل مع نقاط قوة الروبوت، مثل الدقة والإتقان وقابلية التكرار بسرعة عالية. إن التطور نحو تعاون وثيق ومتكامل، حيث تتداخل مجالات عمل الإنسان والروبوت، يتطلب إزالة الفصل بشكل متزايد بين محطة عمل الروبوت المزودة بسياج واقٍ ومحطات العمل اليدوية. يُعدّ أمن «الروبوت الزميل» أحد أهم الموضوعات والشرط الأساسي في تطبيق الروبوتات التعاونية (Cobots). فلا فائدة من أن يكون الروبوت وحده مزودًا بآليات أمان، دون أن يكون وحدة الإمساك (المعالج النهائي) مزودة بها أيضًا. ولتلبية هذه المتطلبات على وجه التحديد، قامت شركة «Weiss Robotics» للتكنولوجيا المتطورة في Ludwigsburg، والمتخصصة في تطوير وتصنيع المكونات الميكاترونية لمهام المناولة الصعبة، وحدة إمساك تُعد أداة مرنة للروبوتات التعاونية بفضل حوافها المستديرة وقوة الإمساك المحددة بأمان. يستوفي «CRG 30» بشكل قياسي توصيات DGUV الخاصة بأنظمة الروبوتات التعاونية، فضلاً عن متطلبات المعيار ISO/TS 15066، مما يبسط بشكل كبير عملية تقييم المخاطر الإلزامية للمنشأة في تطبيقات الروبوتات التعاونية.

التعاون والأمان منذ مرحلة التكامل مع الروبوت

ولكن الأمر لا يتوقف عند هذا الحد. فقد ذهب مهندسو شركة «Weiss Robotics» خطوة أبعد في تنفيذ هذا المفهوم. ولتحقيق أفضل نتائج ممكنة في إعادة تجهيز الآلات بضغطة زر واحدة وضمان الجودة المدمج في عملية التصنيع في تطبيقات «Pick & Place»، قاموا بتطوير «GRIPKIT» بالتعاون مع شركة «Universal Robots» الدنماركية المصنعة للروبوتات الخفيفة. وهنا يبدأ التعاون بين الإنسان والروبوت منذ مرحلة التجميع البسيطة للغاية لوحدة الإمساك، والإعداد والبرمجة البديهيين للمقابض والروبوت، حتى دون الحاجة إلى معرفة برمجية تذكر. فوحدات الإمساك التي أثبتت كفاءتها في القطاع الصناعي، والتي طورتها الشركة المتخصصة في تقنيات الإمساك ومقرها Ludwigsburg، تتكامل بشكل شبه سلس مع أذرع الروبوتات من شركة «Universal Robots». ويوجد حاليًا ما مجموعه ستة طرازات من «GRIPKIT»، تغطي نطاقًا واسعًا من التطبيقات، بما في ذلك التطبيقات التعاونية. ويحتوي GRIPKIT على جميع المكونات اللازمة لتنفيذ تطبيق الإمساك باستخدام Universal Robots بسهولة وسرعة. بدءًا من محول الحافة ومحول الواجهة المناسب، تتضمن حزمة التسليم أيضًا الكابلات الضرورية ومواد التثبيت المناسبة، بالإضافة إلى ذاكرة USB تحتوي على الوثائق والمكوّن الإضافي URCaps. وبذلك يصبح GRIPKIT حلاً حقيقيًّا من نوع «Plug-and-Work».

تقنية الإمساك التكيفية كشرط أساسي للصناعة 4.0

يُشير مصطلح «الصناعة 4.0»، باعتباره مصطلحًا رئيسيًّا آخر في مجال التصنيع المعاصر، إلى التكامل المتزايد بين الإنتاج التقليدي وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات. وهذا أمر ضروري أيضًا، نظرًا لأن المنتجات يجب أن تُكيَّف بشكل متزايد وفقًا لرغبات العملاء، مع الحاجة إلى إنتاجها بأكبر قدر ممكن من الكفاءة الاقتصادية حتى في أصغر الكميات. ولكي يمكن إعادة تصميم عملية التصنيع بحيث يصبح التحويل من النسخة «أ» إلى النسخة «ب» ممكنًا من الناحية البرمجية، بمجرد الضغط على زر تقريبًا، يجب ضمان ربط البيانات بين جميع المكونات النشطة المشاركة في العملية وإمكانية ضبط معلماتها أثناء التشغيل. فالتواصل المستمر حتى مستوى الميدان هو وحده الذي يتيح إعادة تكوين العملية بسهولة، وبالتالي تحقيق إنتاج متغيرات آلي يمكن تبريره اقتصاديًا. توفر وحدات الإمساك عالية الأداء التي تنتجها شركة التكنولوجيا الرائدة في Ludwigsburg واجهات البيانات الضرورية بشكل قياسي، كما يمكن إعادة ضبط معلماتها بسهولة في الميدان. وهكذا، تتمتع وحدات الإمساك من شركة «Weiss Robotics» بإمكانية الاتصال عبر شبكة «Ethernet-» أو «IO-Link»، حسب التطبيق المستهدف. بمساعدة IO-Link، يمكن تحديد المواقع المسبقة لأصابع الإمساك بمرونة، كما يمكن ضبط موضع الإمساك وقوة الإمساك بحرية. وبذلك، يمكن التبديل بسلاسة بين ما يصل إلى ثمانية أوضاع إمساك محددة المعلمات، مما يجعل من السهل للغاية مناولة الأجزاء المختلفة دون الحاجة إلى إعادة تجهيز تستغرق وقتًا طويلاً وتكلفة عالية.

الإمساك الذكي

توفر المعلومات المستمرة حول سير العملية الحالي الأمان وترفع من جودة النتيجة وقابليتها للتكرار. وهكذا، فإن وحدة CRG مزودة بحلقة مضيئة تزود المستخدم بمعلومات بديهية عن الحالة الحالية للمقبض من خلال أنماط الإضاءة والألوان المختلفة. وتزداد الدقة بفضل بيانات التشخيص التي يوفرها النظام لكل وحدة إمساك. وهكذا، يقوم نظام القياس المطلق عالي الدقة بتسجيل موضع الأصابع بشكل موثوق حتى بدون الحاجة إلى حركة مرجعية أولية. تتيح ميزة التعرف المدمجة على أجزاء القطعة المراد الإمساك بها معالجة موثوقة للقطع المعقدة حتى في المواقف الصعبة. وبفضل التحكم في قوة الإمساك بدون مستشعرات، يمكن إمساك الأجزاء الهشة أو القابلة للكسر أو المرنة بأمان وموثوقية في أي وقت. تحدد أحدث الخوارزميات القائمة على النماذج قوة الإمساك الحالية بناءً على حالة المحرك وتضبطها بدقة على القيمة المحددة. تضمن هذه التقنية نتيجة إمساك قابلة للتكرار حتى في ظل ظروف بيئية متغيرة.

أقصى قدر من توافر النظام بفضل أجهزة الاستشعار المدمجة

في تطبيقات الإمساك التقليدية، غالبًا ما تتسبب مستشعرات القرب الموجودة على وحدة الإمساك في حدوث مشكلات في الإنتاج. فغالبًا ما يتم وضعها في مكان مكشوف على هيكل الماسك، مما يجعلها معرضة بشكل خاص للتلوث والتغيير غير المقصود في الإعدادات والتلف. بالإضافة إلى ذلك، يتعين ضبطها يدويًّا، وهو ما يستغرق وقتًا طويلاً ويكون عرضة للأخطاء. ولذلك، تتميز وحدات الإمساك من شركة «Weiss Robotics» بأجهزة استشعار موضع مدمجة. وهذا يجعل مستشعرات القرب الخارجية غير ضرورية ويحسن استقرار العملية بشكل كبير.

كما تتيح وحدة التحكم في العملية المدمجة في وحدات الإمساك إمكانية المراقبة المستمرة لعملية الإمساك وصولاً إلى الكشف المستهدف عن الأعطال باستخدام بيانات التشخيص المتوفرة من جانب المكونات. ويمكن استدعاء المعلمات ذات الصلة بالعملية، مثل نقطة الإمساك ومدة الحركة، من وحدة الإمساك في أي وقت. ويوفر التحليل الزمني لهذه القيم من جانب المنشأة معلومات عن «حالة» عملية المناولة، مما يتيح التدخل المبكر لفريق الصيانة. وبذلك يتم تقليل أوقات التوقف غير المنتجة للمنشأة إلى الحد الأدنى وزيادة كفاءتها الاقتصادية.

وهذا يوضح كيف توفر وحدات الإمساك الكهربائية المؤازرة والملاقط الهوائية الذكية قيمة مضافة لمشغل المنشأة من خلال رقمنة عملية الإمساك. في الحياة اليومية لمنشأة إنتاج يتم التحكم فيها بواسطة البرمجيات وتخضع للصيانة وفقًا للاحتياجات، تُعد هذه الوحدات المكونات الأساسية التي تجعل الإنتاج الآلي المرن — الذي يُطلب كثيرًا تحت مصطلحات مثل «الصناعة 4.0» و«MRK» و«Smart Factory» — ممكنًا حتى عند حجم الدفعة 1.