بحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت

البحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت يتم تقديمه لكم عبر موقع موسوعة، حيث أصبحت تقنية التحكم الرقمي واستخدام الروبوت من أهم التقنيات المستخدمة في المصانع الكبيرة بسبب تأثيرها الكبير على تحسين الإنتاج وتقليل تكلفة العمالة. صناعة الروبوتات هي واحدة من أغنى الصناعات وتوفر فرص عمل جيدة للمتخصصين في هذا المجال النادر. علم الروبوتات وتشغيلها هو أحد المجالات العلمية الرئيسية وهناك العديد من الدراسات والأبحاث حول هذا الموضوع وسنحاول في هذا البحث تضمين عدد من العناصر المهمة حول تقنية التحكم الرقمي والروبوت

بحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت

من لا يستطيع الاطلاع على الدراسات الحديثة يعتقد أن الروبوت هو ببساطة الإنسان الآلي الذي نستخدمه للقيام بالأعمال الشاقة والمملة بدلا منا، ولكن الواقع هو عكس ذلك تماما ويجب علينا فهم حقيقة تقنيات التحكم الرقمي والروبوتات.

• كان الهدف الأساسي من صنع الإنسان الآلي والروبوتات وابتكار التقنية الرقمية هو مساعدة الإنسان في مجال الصناعة.
• وفيما بعد أصبح تصني الروبوت الهدف الرئيسي منه في 3 مجالات:
  • المهام المتكررة والمملكة التي يقوم بها الإنسان.
  • المهام الخطرة للحفاظ علي حياة الإنسان.
  • المهام الترفيهية.
• حاليا، أصبح استخدام الروبوت في حياتنا اليومية واحدا من أبرز سمات العصر بناء على الخدمات التي يقدمها.

تعريف الروبوت وتاريخ تشأته

لا يوجد تعريف محدد للروبوت حيث يمكن استخدامه لتعريف الروبوت، ولكن هناك بعض التعريفات التي حددها بعض العلماء، ومنها تعريفات الروبوت في القواميس التالية:

تعريف الروبوت

• قاموس كامبريدج: تعرف الآلة بأنها تنفذ المهام بشكل تلقائي ويتم التحكم بها من خلال الحاسوب.
• قاموس أوكسفورد: يعرف عبارة عن آلة تقوم بتنفيذ مهام صعبة ومعقدة تلقائيا بواسطة البرمجة عبر الحاسوب.
• باستخدام تلك التعريفات، يمكننا أن نقول أن تعريف الروبوت يعتمد على مجموعة من النقاط الهامة
  • يمكن التحكم في الروبوت عبر المعالجات أو عبر الحاسوب.
  • يمتلك الروبوت مجموعة من الحساسات ليتفاعل مع البيئة المحيطة به.

تاريخ نشأة الروبوت وتطويره

• أول روبوت صنع في العالم وتم استخدامه في المصنع رسميا، وتم إنتاجه من قبل شركة جنرال موتورز في عام 1961.
• وقد أطلق عليه اسم يونيمايت واستخدم في مصنع الشركة بولاية نيوجيرسي.
• في عام 1969م، تمكن الباحثون في جامعة ستانفورد الأمريكية من ابتكار أول ذراع قابلة للتحكم عن طريق الحاسوب، والتي كانت تتميز بحجمها الضخم في ذلك الوقت.
• في منتصف السبعينات من القرن الماضي، حدث تطور هام في صناعة الروبوتات عندما تم ابتكار المعالج الدقيق (microprocessor)
• وهذه هي البداية حيث تلتها ثورة في صناعة الحواسيب الشخصية ومع تطور المعالج الميكروية الدقيق، تناقصت حجم الحاسوب وزادت قدرات وسعة الذاكرة.

الفئة الأولى: أجهزة يتحكم بها يدويا Manual Controlled Devices

• تتمتع أجهزة الروبوتات في هذه الفئة بقدرتها على الحركة في جميع الاتجاهات.
• لكن يتم تشغيله من قبل مشغل بشري لتحديد أوامر التشغيل.

الفئة الثانية: روبوت لتنفيذ عمليات محددة التتابع fixed sequence Robot

• يستطيع الروبوت في هذه الفئة تنفيذ سلسلة من العمليات المتتالية التي تكون جزءا من نظام تشغيل الروبوت، وتم تحديدها أثناء عملية التصنيع.
• على الرغم من ذلك، فإن هذا يعتبر أكثر عيوبها حيث أنها تحتاج إلى إعادة ضبط عند الرغبة في تغيير الأوامر التي تنفذ.

الفئة الثالثة: روبوت لتنفيذ عمليات متغيرة التتابع Variable sequence Robo

• تقوم هذه الفئة أيضا بعمليات متتابعة تلقائيا وقد تم تحديدها أثناء عملية التصنيع والبرمجة.
• لكنها تمتاز بإمكانية تغيير هذا التتابع أو تبديل خطة العمل عن طريق بذل بعض الجهد، ولكن دون الحاجة إلى تعديل نظام تشغيل الروبوت أو تعديله.

الفئة الرابعة: الروبوت المتعلم Playback Robot

• يكون الروبوت في هذه الفئة على حالتين:
• الحالة الأولى: التعلم والتسجيل:
  • حيث يقوم الإنسان بتحريك الروبوت ليتمكن من تنفيذ العمل بخطوات متناسقة ومثالية.
  • ثم يقوم الروبوت بتسجيل الخطوات وحفظها.
• الحالة الثانية: عند ضبط الروبوت على وضع التشغيل، سيقوم بتنفيذ الأوامر وفقا للخطوات الجديدة.

الفئة الخامسة: روبوت يتحكم به رقميا Numerical Control Robot

• تشمل هذه الفئة من الروبوتات الحديثة حيث يتم التحكم فيها عبر الحاسوب الآلي.
• يحتوي برنامج الحاسوب على جميع الخطوات والعمليات التي يجب تنفيذها وتنفيذها وفقا للتسلسل المحدد في البرنامج.
• من السهل إعادة برمجة الروبوت حيث لا يتطلب سوى إعادة برمجة برنامج الحاسوب.
• في هذه الفئة، تعتبر الروبوتات المدبرة هي الوحدات المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)

الفئة السادسة: الروبوت الذكي Intelligent Robot

• هو المستوى المتقدم من الفئة الخامسة والذي يتم التحكم فيه عن طريق الحاسوب الآلي.
• تتميز الروبوتات من الفئة السادسة بقدرتها على فهم البيئة المحيطة والقيام بالمهام المطلوبة، بالإضافة إلى قدرتها على التكيف مع التغيرات البيئية.

• الحاسب الآلي أو نظام التحكم:
  • العقل هو المسؤول عن تنفيذ برامج التشغيل من خلال التحكم في المكونات الأخرى.
  • يتطلب تحميل البرامج على الحاسوب توفير مجموعة من التجهيزات التي تتوافق مع برمجته.
• نظام الاستشعار والحساسات:
  • الحساسات هي الأداة التي تحول المؤثر الفيزيائي إلى إشارة كهربائية ليتمكن الحاسوب من قراءتها.
  • اختلاف هدف الروبوت يتسبب في اختلاف في نظام الإشعار والحساسات المستخدمة في الروبوت.
• نظام السونار لتحديد المسافات:
  • استخدام تقنية السونار لقياس المسافات حيث يحتاج الروبوت إلى قياس المسافات وتحديد الأبعاد.
• نظام الرؤية بالكاميرات:
  • بعض الروبوتات تحتاج إلى هذا النظام، وفي هذه الحالة يجب توفر البرمجيات المسئولة عن معالجة الصور.
• نظام الحركة أو الانتقال:
  • كثير من الروبوتات لا تحتاج إلى نظام حركة كامل، حيث تقتصر حركتها على الذراعين وقبضة اليد فقط.
  • عند الحاجة إلى استخدام روبوت للحركة الكاملة والانتقال من مكان لآخر، يتم استخدام:
    • العجلات.
    • أطراف متحركة.
• الذراع:
  • هي الوحدة الأساسية والمكون الرئيسي في جميع الروبوتات.
  • تصنف الذراع وفقا لعدد درجات حرية حركتها.
• قبضة اليد:
  • من المكونات الرئيسية التي لا يمكن الاستغناء عنها كالذراع.
  • تختلف تصميم قبضة اليد وفقا لغرض الروبوت، حيث تكون مختلفة حسب الأشياء التي يمسك بها الروبوت ويتعامل معها.
• نظام توليد توليد الأصوات:
  • إنه نظام فرعي وليس رئيسي في روبوتي، ويحتاج إلى إنتاج المؤثرات الصوتية.
• نظام توليد الكلام:
  • يعمل نظام توليد الكلام من خلال استخدام عناصر الكلام، ليمنح الروبوت بعض الصفات البشرية لكي يتمكن من المحادثة مع البشر بلغتهم.

استخدامات الروبوت

• التطبيقات الصناعية:
  • يعرف هذا النوع من الروبوت باسم الروبوت الصناعي، وهو واحد من أهم التطبيقات للروبوتات حيث يعتبر الهدف الرئيسي لصناعتها.
• استكشاف الأماكن البعيدة:
  • يمكن للإنسان استكشاف القمر باستخدام الروبوتات، حيث لا يستطيع الإنسان البقاء على سطح القمر لفترات طويلة.
  • تم استكشاف كوكب المريخ من خلال إرسال روبوتات لتنفيذ بعض المهام الاستكشافية.
• تنفيذ المهام الخطرة:
  • الهدف من استخدام الروبوت لأداء تلك المهام هو حماية الإنسان من التعرض للخطر.
  • من تلك المهام:
    • عمليات إطفاء الحرائق.
    • البحث عن القنابل والمتفجرات وتدميرها.
    • التعامل مع المواد المشعة.
    • قم بتطهير المناطق الملوثة بالأمراض المعدية أو المواد الكيميائية السامة.
• التطبيقات العسكرية والأمنية:
  • ومنها:
    • الطائرات الآلية – الطائرات بدون طيار.
  • تستخدم للمهام التالية:
    • عمليات المراقبة والاستكشاف.
    • عمليات التجسس.
    • العمليات القتالية.

نحن هنا نصل إلى نهاية فقرات البحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت، والتي قدمت لكم من خلال موقع الموسوعة العربية الشاملة، وتضمنت العديد من الجوانب الأساسية لتقنية التحكم الرقمي والروبوتات.

المراجع

• 1.
• 2.