اگر به‌دنبال یک تحول واقعی در خط تولید خود هستید، ربات‌های شش‌محوره همان ابزاری هستند که می‌توانند کسب‌وکار شما را چند پله جلوتر ببرند؛ این ربات‌ها با ترکیب دقت، انعطاف و هوشمندی، نه‌تنها سرعت و کیفیت تولید را افزایش می‌دهند، بلکه به ارتقای جایگاه رقابتی شما در بازار هم کمک می‌کنند. در دنیای امروز که هر ثانیه و هر میلی‌متر اهمیت دارد، استفاده از فناوری‌های پیشرفته دیگر یک انتخاب نیست، بلکه یک ضرورت است؛ اما ربات شش‌محوره چیست و چرا تا این حد مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته؟ در ادامه همراه ما باشید تا به این سوال پاسخ دهیم.
بررسی محورهای حرکتی ربات شش محور
ربات‌های شش‌محوره همان‌طور که از نامشان پیداست از شش محور یا درجه آزادی (Degrees of Freedom) تشکیل شده‌اند؛ هر محور امکان یک حرکت مستقل به ربات را می‌دهد؛ این محورها معمولا به‌شکل زیر عمل می‌کنند:
1- محور اول (پایه)
این محور در پایه ربات قرار دارد و به کل ساختار اجازه می‌دهد تا به‌صورت افقی حول محور خود بچرخد (معمولاً تا ±180 درجه). این حرکت برای تنظیم موقعیت کلی ربات در فضای کاری استفاده می‌شود.
2- محور دوم (شانه)
این محور در قسمت شانه ربات قرار دارد و به بازوی اصلی اجازه می‌دهد به‌صورت عمودی بالا و پایین برود. این حرکت برای تنظیم ارتفاع و دسترسی به نقاط مختلف در ارتفاعات متفاوت ضروری است.
Six-axis robots are the most flexible robot types out there. They can contort their bodies in ways other robots just can’t.
ربات‌های شش‌محوره از نظر انعطاف‌پذیری در صدر قرار دارند. آن‌ها می‌توانند بدن خود را به شکلی حرکت دهند که سایر ربات‌ها قادر به انجام آن نیستند.
منبع: howtorobot.com
3- محور سوم (آرنج)
محور سوم در وسط بازوی ربات قرار دارد و به آن اجازه می‌دهد مانند آرنج انسان خم شود. این محور دامنه دسترسی ربات را تنظیم می‌کند و به آن امکان می‌دهد به نقاط دوردست‌تر یا نزدیک‌تر برسد.
4- محور چهارم (چرخش مچ)
این محور در مچ ربات قرار دارد و چرخش دایره‌ای (تا 360 درجه) را برای تنظیم جهت ابزار انتهایی (End of Arm Tooling – EOAT) فراهم می‌کند.
5 محور پنجم (شیب مچ)
این محور به مچ ربات اجازه می‌دهد به‌صورت عمودی یا افقی خم شود، که برای تنظیم دقیق زاویه ابزار در هنگام کار با قطعات پیچیده ضروری است.
6- محور ششم (چرخش مچ)
محور ششم امکان چرخش کامل 360 درجه‌ای ابزار انتهایی را فراهم می‌کند و به ربات اجازه می‌دهد جهت قطعه را بدون تغییر موقعیت بازو تغییر دهد.
انواع ربات‌های شش‌محوره
ربات 6 محوره در دو نوع ربات صنعتی و کوبات در بازار وجود دارد. ربات‌های صنعتی با توانایی انجام وظایف سنگین به افزایش بهره‌وری، یکنواختی و کیفیت در صنایع کمک می‌کنند؛ در کنار آن کوبات‌ها به‌راحتی در خطوط تولید ادغام شده و برای محیط‌هایی که نیاز به تعامل مستقیم با انسان دارند، بسیار ایده‌آلند.
در جدول زیر نگاهی کوتاه به انواع ربات 6 محوره داشته‌ایم.
| نوع ربات | توضیحات | ویژگی‌ها | کاربردها |
| ربات صنعتی | · برای انجام وظایف سخت و پیچیده در محیط‌های تولیدی طراحی شده‌اند. | · ساختار مقاوم
· ظرفیت بار بالا · دقت زیاد · سرعت بالا |
· خطوط مونتاژ خودروسازی
· تولید قطعات الکترونیکی · جابه‌جایی مواد · جوشکاری · رنگ‌کاری · مونتاژ دقیق |
| کوبات | · برای همکاری مستقیم با انسان توسعه پیدا کرده‌اند و ایمنی و بهره‌وری را افزایش می‌دهند. | · مجهز به حس‌گرها و سیستم‌های ایمنی پیشرفته
· قابلیت کار بدون حفاظ در کنار انسان · رابط کاربری آسان |
· مونتاژ قطعات کوچک
· بسته‌بندی · کنترل کیفیت |
ربات‌های شش‌محوره چطور کار می‌کنند؟
ربات‌های شش‌محوره از طریق نرم‌افزارهای پیشرفته‌ای مثل ROS (سیستم‌عامل رباتیک) یا ابزارهای اختصاصی شرکت‌های سازنده، مانند MotoSim برای یاسکاوا و Roboguide برای فانوک، کنترل و مدیریت می‌شوند؛ این نرم‌افزارها به اپراتور این امکان را می‌دهند که مسیرهای حرکتی، سرعت عملکرد و وظایف خاص ربات را با دقت بالا تنظیم کند؛ علاوه‌براین، بسیاری از این ربات‌ها به حس‌گرهای پیشرفته‌ای مثل حس‌گرهای نیرو/گشتاور یا سیستم‌های بینایی مجهز هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد با محیط اطراف خود تعامل کنند و وظایف پیچیده‌تری مثل شناسایی اشیا یا تنظیم خودکار حرکات را انجام دهند.
هر یک از شش محور این ربات‌ها توسط یک موتور سروو (Servo Motor) کنترل می‌شود که با استفاده از انکودرهای دقیق، موقعیت و سرعت هر محور را به‌صورت لحظه‌ای تنظیم می‌کند؛ این موتورها به یک واحد کنترل مرکزی متصل هستند که از طریق نرم‌افزارهای تخصصی برنامه‌ریزی می‌شود و هماهنگی بین محورها را تضمین می‌کند. برای انتقال نیرو و حرکت به محورها، از سیستم‌های مکانیکی مانند گیربکس‌ها و تسمه‌ها استفاده می‌شود که عملکرد روان و دقیقی را فراهم می‌کنند؛ طراحی این ربات‌ها معمولاً با استفاده از بازوهای سبک اما مقاوم، اغلب از جنس آلومینیوم یا فولاد، انجام می‌شود تا هم توانایی تحمل بارهای سنگین را داشته باشند و هم بتوانند حرکات سریع و دقیق را با کارایی بالا اجرا کنند.
کاربردهای ربات‌های شش‌محوره
ربات 6 محوره به دلیل انعطاف‌پذیری، دقت و تطبیق‌پذیری بالای خود، در صنایع متنوعی نقش کلیدی دارد؛ این ربات‌های همه‌کاره با توانایی انجام عملیات پیچیده، جابه‌جایی مواد و بهینه‌سازی فرآیندها، بهره‌وری و کارایی را در خطوط تولید افزایش می‌دهند؛ در ادامه، مهم‌ترین کاربردهای این ربات‌ها را با شما در میان می‌گذاریم.
1- ربات‌های مونتاژ
این ربات‌ها با دقت بسیار بالا، قطعات را در موقعیت‌های مشخص قرار داده و به هم متصل می‌کنند؛ در صنایع خودروسازی، الکترونیک و هوافضا، این ربات‌ها با تضمین موقعیت‌دهی دقیق و اتصال مؤثر، کیفیت یکنواخت و سرعت مونتاژ را بیشتر می‌کنند.
2- ربات‌های بسته‌بندی
در فرآیندهای بسته‌بندی، این ربات‌ها وظایفی مثل برداشتن، قراردادن و پالت‌گذاری محصولات را انجام می‌دهند. با سرعت و دقت بالا و توانایی تطبیق با اندازه‌های مختلف بسته‌ها، این ربات‌ها ظرفیت تولید را افزایش داده و کیفیت بسته‌بندی را یکنواخت نگه می‌دارند.
3- ربات‌های CNC
هنگام ادغام با ماشین‌های CNC، این ربات‌ها خودکارسازی و کارایی فرآیندهای ماشین‌کاری را ارتقا می‌دهند. ربات‌های 6 محوره می‌توانند قطعات را بارگذاری و تخلیه کنند، ابزارها را تعویض کنند و عملیات پیچیده‌ای با دقت بالا انجام دهند، که به بهبود بهره‌وری و اجرای ماشین‌کاری‌های دقیق منجر می‌شود.
4- ربات‌های Pick and Place
این ربات‌ها با حرکات سریع و دقیق، اشیاء با اشکال، اندازه‌ها و وزن‌های مختلف را از یک مکان برداشته و در مکان دیگر قرار می‌دهند؛ این قابلیت، جابه‌جایی مواد را ساده کرده، خطای انسانی را کاهش داده و بهره‌وری خطوط تولید را بهینه می‌کند.
ربات‌های شش‌محوره با توجه به کاربردهایی که دارند، در صنایع زیر به‌وفور استفاده می‌شوند.
- صنعت خودروسازی: ربات 6 محوره در صنعت خودروسازی، برای جوشکاری (قوس الکتریکی، نقطه‌ای و لیزری)، رنگ‌پاشی، مونتاژ و جابه‌جایی قطعات استفاده می‌شود.
- صنعت فلزات: در برش، سنگ‌زنی، پرداخت‌کاری و ماشین‌کاری، این ربات‌ها با توانایی حمل بارهای سنگین و اجرای حرکات پیچیده، فرآیندهای تولید قطعات فلزی را بهبود می‌بخشند.
- صنعت غذا و نوشیدنی: این ربات‌ها در بسته‌بندی، پالت‌گذاری، مرتب‌سازی و کنترل کیفیت نقش دارند. طراحی بهداشتی و دقت آن‌ها، استانداردهای ایمنی غذایی را حفظ کرده و نیاز به نیروی انسانی را کاهش می‌دهد.
- صنعت نساجی: در برش پارچه، دوخت و جابه‌جایی مواد، این ربات‌ها با سرعت و تکرارپذیری بالا، خودکارسازی عملیات پیچیده را ممکن کرده و کیفیت محصولات را یکنواخت نگه می‌دارند.
- کاربردهای پزشکی: در جراحی‌های رباتیک، جابه‌جایی تجهیزات و بسته‌بندی داروها، این ربات‌ها با دقت و کنترل بالا به کار گرفته می‌شوند.
- بازرسی و کنترل کیفیت: با استفاده از دوربین‌ها و حس‌گرها، این ربات‌ها برای شناسایی عیوب (مثل ترک‌ها یا نقص‌های سطحی) و بازرسی قطعات به‌کار می‌روند.
این ربات‌ها با توانایی دسترسی به زوایای مختلف و اجرای وظایف متنوع، به‌عنوان یکی از پرکاربردترین ابزارها در اتوماسیون صنعتی شناخته می‌شوند.
مزایای ربات شش‌محوره چیست؟
از مهم‌ترین مزایای ربات شش‌محوره می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- انعطاف‌پذیری بالا در فضاهای سه‌بعدی
ربات‌های شش‌محوره با داشتن شش درجه آزادی، می‌توانند در جهات مختلف و زوایای گوناگون حرکت کنند؛ این ویژگی باعث می‌شود بتوانند به‌راحتی در فضاهای محدود یا پر از مانع مانور داده و وظایف پیچیده‌ای مثل جوشکاری، مونتاژ یا ماشین‌کاری را با دقت بالا انجام دهند.
2- دامنه حرکتی وسیع و نصب متنوع
این ربات‌ها بسته به مدل، می‌توانند محدوده‌هایی از چند صد میلی‌متر تا چند متر را پوشش دهند؛ همچنین این ربات‌ها امکان نصب روی زمین، دیوار یا سقف را دارند که استفاده از فضای کاری را بهینه می‌کند و به این وسیله می‌توان از این ربات‌ها در محیط‌های کاری متنوع استفاده کرد.
Improved wrist action and flexibility, robot software and programming capabilities, and multiple mounting options are just some of the benefits six axis robots have to offer.
عملکرد بهبود یافته مچ، انعطاف‌پذیری، قابلیت‌های نرم‌افزاری و برنامه‌نویسی ربات، و گزینه‌های نصب متنوع تنها بخشی از مزایایی هستند که ربات‌های شش‌محوره ارائه می‌دهند.
منبع: robots.com
3- چندکاره‌بودن و تطبیق‌پذیری
ربات‌های شش‌محوره در طیف متنوعی از کاربردها مثل جابه‌جایی مواد، جوشکاری، مونتاژ، بسته‌بندی و بازرسی کیفیت قابل استفاده هستند؛ با امکان برنامه‌ریزی مجدد و افزودن تجهیزات جانبی مثل سیستم‌های بینایی ماشین، این ربات‌ها به‌راحتی با تغییرات خط تولید و نوع محصول سازگار می‌شوند.
4- دقت و تکرارپذیری مناسب
این ربات‌ها می‌توانند با دقتی در حد ±0.01 تا ±0.1 میلی‌متر عمل کنند. این سطح از تکرارپذیری برای انجام کارهایی مثل مونتاژ قطعات ظریف یا جوشکاری دقیق کاملاً مناسب است.
5- بهبود بهره‌وری و صرفه‌جویی اقتصادی
با کاهش نیاز به نیروی انسانی، کاهش خطاهای انسانی، افزایش سرعت تولید و کاهش ضایعات، این ربات‌ها به بهبود بهره‌وری کمک می‌کنند. قابلیت استفاده مجدد در پروژه‌های مختلف هم باعث می‌شود هزینه سرمایه‌گذاری در طول زمان توجیه‌پذیرتر باشد.
6- ارتقای ایمنی در محیط کار
ربات‌های شش‌محوره می‌توانند وظایف خطرناک یا تکراری را به‌شکل خودکار انجام دهند، که این موضوع به کاهش خطرات برای اپراتورها و بهبود شرایط ایمنی در محیط‌های صنعتی منجر می‌شود؛ در مدل‌های مشارکتی (Cobots)، استفاده از سنسورهای ایمنی و سیستم‌های توقف اضطراری، امکان کار هم‌زمان با انسان‌ها را به‌صورت ایمن فراهم می‌کند.
محدودیت‌های ربات شش‌محوره چیست؟
با وجود مزایای فراوان، ربات‌های شش‌محوره با محدودیت‌هایی هم همراه هستند که لازم است قبل از انتخاب و پیاده‌سازی در خطوط تولید، به آن‌ها توجه کرد. محدودیت‌هایی مثل:
1- هزینه اولیه و نگهداری بالا
ربات 6 محوره با توجه به قابلیت‌ها و پیچیدگی ساختار، قیمت بالایی دارد که بسته به برند، ظرفیت و ویژگی‌ها، این قیمت می‌تواند متغیر باشد؛ علاوه‌برآن، هزینه‌هایی مثل ابزار انتهایی (EOAT)، سیستم‌های ایمنی، نصب و نگهداری دوره‌ای هم باید در نظر گرفته شود؛ تعویض قطعات، گریس‌کاری محورها و سرویس باتری‌ها از جمله موارد نگهداری ضروری‌ند که در صورت خرابی می‌توانند هزینه‌بر باشند.
2- پیچیدگی در برنامه‌ریزی و راه‌اندازی
راه‌اندازی و برنامه‌نویسی این ربات به دانش فنی و آشنایی با نرم‌افزارهای تخصصی نیاز دارد؛ برای کاربران مبتدی، این فرآیند می‌تواند زمان‌بر و چالش‌برانگیز باشد و نیاز به آموزش‌های تخصصی داشته باشد.
3- محدودیت در فضا و انعطاف‌پذیری نسبت به ربات‌های هفت‌محوره
اگرچه ربات‌های شش‌محوره قابلیت دسترسی مناسبی دارند، اما در فضاهای بسیار کوچک یا شلوغ، به‌ویژه با ابزارهای انتهایی حجیم، ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشند؛ در مقابل، ربات‌های هفت‌محوره با داشتن یک محور اضافی، امکان انجام حرکات پیچیده‌تر و انعطاف‌پذیری بیشتر را دارند؛ این موضوع برای کاربردهایی که به حداکثر انعطاف و دسترسی نیاز دارند، یک نقطه‌ضعف بزرگ محسوب می‌شود.
برای انتخاب ربات‌های شش‌محوره به چه نکاتی باید توجه کرد؟
برای اینکه بتوانید یک ربات 6 محوره مناسب را انتخاب کنید، بهتر است به نکات زیر توجه ویژه‌ای داشته باشید:
1- ظرفیت بار (Payload)
ظرفیت بار ربات انتخابی شما باید با وزن قطعات یا ابزارهایی که قرار است جابجا کند، مطابقت داشته باشد؛ این ظرفیت از چند کیلوگرم (برای مونتاژ ظریف) شروع شده و تا بیش از 1000 کیلوگرم (برای جابجایی مواد سنگین) ادامه دارد.
2- دامنه دسترسی (Reach)
نکته دیگری که هنگام انتخاب ربات شش‌محوره باید به آن توجه کنید، دامنه دسترسی ربات است؛ این دامنه باید با اندازه فضای کاری شما هماهنگ باشد؛ برای مثال، ربات‌هایی با دامنه دسترسی 370 میلی‌متر برای کارهای کوچک و ربات‌هایی با دامنه 3200 میلی‌متر برای خطوط تولید بزرگ بسیار ایده‌آلند.
3- سرعت و دقت
بسته به کاربردی که از ربات انتظار دارید، باید تعادل مناسبی را بین سرعت و دقت ربات در نظر بگیرید؛ برای مونتاژ ظریف، دقت بالا (تکرارپذیری ±0.01 میلی‌متر) مهم است، درحالی‌که برای جابه‌جایی مواد، طبیعی‌ست که سرعت اولویت داشته باشد.
4- محیط کاری
اگر محیط کار شما دمای بسیار بالایی دارد یا لازم است ربات در یک محیط فوق بهداشتی کار کند، بهتر است هنگام انتخاب ربات شش‌محوره، به این جزییات توجه کنید؛ همچنین با توجه به فضای کاری‌تان، بهتر است امکان نصب ربات روی زمین، دیوار یا سقف را بررسی کنید.
5- برند و پشتیبانی
برندهای معروفی مثل FANUC، KUKA و YASKAWA معمولا ربات‌های شش‌محوره باکیفیتی را تولید می‌کنند و شما می‌توانید برای خرید روی این سه برند حساب ویژه‌ای باز کنید؛ همچنین پشتیبانی فنی و خدمات پس‌ازفروش هم از عوامل مهمی هستند که شما باید هنگام انتخاب ربات به آن‌ها توجه کنید.
جمع‌بندی
ربات‌های شش‌محوره با توانایی شبیه‌سازی حرکات دست انسان و انعطاف‌پذیری بسیار بالا، یکی از بهترین ابزارها برای اتوماسیون صنعتی هستند؛ این ربات‌ها با دقت بالا، دامنه حرکتی وسیع و قابلیت استفاده در کاربردهای متنوع، می‌توانند بهره‌وری و کیفیت تولید را به‌شکل چشم‌گیری افزایش دهند؛ با این حال، انتخاب مدل مناسب نیاز به بررسی دقیق نیازهای خط تولید، بودجه و شرایط محیطی دارد.
اگر در زمینه انتخاب ربات‌های شش‌محوره به اطلاعات بیشتری نیاز دارید، می‌توانید برای دریافت مشاوره رایگان، از طریق شماره زیر با کارشناسان ما در تیم تی‌اس‌روبوت در تماس باشید؛ ما در تی‌اس‌روبوت با تمام دانش و تجربه‌ای که در این زمینه داریم، آماده راهنمایی شما عزیزان هستیم.
برای مطالعه بیشتر شما
What is a 6th Axis Robot? 2024 Guide