يتمحور العمل في هذا البحث حول تصميم مُناول روبوتي تسلسلي صناعي يمتلك أربع درجات حرية (4-DOF) يقوم بأعمال المُناولة على خطوط الإنتاج و أعمال التوضيب للقطع الصغيرة، و يتميز بالمرونة و بإمكانية الانسجام مع الروبوتات الأخرى ضمن منطقة العمل.
يوضّح البحث
التوصيف الميكانيكي للمُناول و دراسة النموذج الحركي المباشر و النموذج الحركي العكسي بالإضافة إلى دراسة المسار. محركات المُناول الكهربائية هي محركات السيرفو (DC Servo motor). تصميم نظام القيادة الالكتروني للمُناول يستخدم شريحة الآردوينو (Arduino UNO).
تُتيح الواجهة التطبيقية التخاطبية، التي تم بنائها ضمن البيئة البرمجية (Microsoft Visual Studio)، التحكُم بسهولة بالمُناول الروبوتي. حيث يحاكي نموذج المُناول الثلاثي الأبعاد (3D) حركته على أرض الواقع.
يُناقش القسم الأخير من البحث نتائج اختبار النموذج التطبيقي للمُناول الروبوتي الذي قمنا بتصميمه و تنفيذه.
إن عملية التحكم بالأذرع الروبوتية تشتمل على العديد من التحديات الهندسية انطلاقاً من
مرحلة التصميم الميكانيكي إلى مرحلة البرمجة. تعد مسألة الحركة المجردة العكسية واحدة
من أكثر تلك التحديات صعوبة, حيث أنها تتطلب تحديد زوايا المفاصل لإيصال النهاية
ال
مؤثرة إلى موقع محدد, و تنبع صعوبة هذه المسألة من لا خطيّتها و امكانية تعدد الحمول
أو عدم وجودها في بعض الأحيان. اقترحت العديد من الحمول لحل مسألة الحركة
المجردة العكسية منها التحليلية و منها العددية بالإضافة إلى الحمول المعتمدة على الذكاء
الصناعي. في هذا البحث تم مناقشة حل مسألة الحركة المجردة العكسية باستخدام نظام
الاستدلال العائم المتكيّف عصبونياً و اقترحت بعض التعديلات و تم بيان مدى جدواها.
اهتم الصناعيون بأتمتة مصانعهم لزيادة الانتاج و خفض التكاليف و تحسين جودة المنتج من خلال استخدام الأذرع الآلية في قيادة و انهاء معظم العمليات الانتاجية، حيث تتصف الأذرع الآلية بأنها هياكل ميكانيكية قابلة للبرمجة لأداء مهام تتميز بالدقة و السرعة و الوث
وقية.
استند البحث في استنتاج المسار الأمثل على توليد مسارات افتراضية (مثلثية، منحنية، مربعة) تعبر عن حركة الذراع الآلي للوصول إلى نقطة الهدف، حيث تم معرفة زمن الانتقال و زوايا الدوران و العزم في المفاصل تحت تأثير الجاذبية الأرضية من خلال دراسة الحركة الأفقية و الشاقولية للذراع الآلي.
تبين حركة الذراع الآلي وفق المسارات المقترحة أن أفضل المسارات سلامة على محركات الذراع الآلي هو المسار النصف دائري كونه يحد من حدوث صدمات ميكانيكية أو ظهور قيم مرتفعة للعزوم عند المفاصل. في حين تبين ان المسار الذي يحقق أقل زمن للوصول الى نقطة الهدف و بالتالي اقل كمية في الطاقة المستهلة هو المسار المثلثي في حالة الحركة الافقية للذراع على الرغم من ظهور انحرافات حادة في مخططات العزم و الطاقة نتيجة التغير المفاجئ في اتجاه الحركة.
يظهر التأثير السلبي للجاذبية الأرضية خصوصا عند حركة المفصل الثاني للأعلى أو الأسفل, مما يسبب بظهور قمم في منحني الطاقة تعبر عن قيم مرتفعة للعزم في هذا المفصل.
