الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت

بواسطة: نشر في: 30 أكتوبر، 2021
mosoah
بحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت

بحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت نقدمه لكم عبر موقع موسوعة فقد أصبحت تقنية التحكم الرقمي واستخدام الروبوت من أهم التقنيات المستخدمة في المصانع الكبرى لما لها من تأثير كبير على تحسين الإنتاج بالإضافة إلى تقليل تكلفة الأيدي العاملة بل أن صناعة الروبوتات من أغنى الصناعات ومن أفضل الوظائف للإقبال الكبير علي المتخصصين في مجال الصناعة لندرة وجودهم، فقد أصبح علم الروبوتات وتشغيلها من أهم المجالات العلمية وتوجد الكثير من الدراسات والأبحاث حول ذلك الموضوع ولكننا خلال هذه البحث سنحاول أن يتضمن  عدد من العناصر المهمة حول تقنية التحكم الرقمي والروبوت

بحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت

من لا يمكنه الاطلاع على الدراسات الحديثة يعتقد أن الروبوت ما هو إلا ذلك الإنسان الآلي الذي نلجأ إليه ونستخدمه للقيام بتلك الأعمال الشاقة والمملة بدلًا من أن نقوم بها بأنفسنا لنحيا دون تعرب أو مشقة، ولكن الواقع هو العلى العكس تمامًا من تلك الصورة التي صدرتها لنا أفلام الخيال العلمي، ولكن يجب علينا إدراك ما هو الواقع الحقيقي لتقنيات التحكم الرقمي والروبوتات.

  • كان الهدف الأساسي الذي تمت صناعة الإنسان الآلي والروبوتات من أجله 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.
  • أما الآن فقد أصبح استخدام الروبوت في حياتنا اليومية من أبرز سمات العصر وذلك لما يقدمه من خدمات.

تعريف الروبوت وتاريخ تشأته

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

تعريف الروبوت

  • قاموس كامبريدج: تم تعريفه بأنه عبارة عن آلة تقوم بتأدية المهام بشكل أوتوماتيكي ويتم التحكم فيه من خلال الحاسوب.
  • قاموس أوكسفورد: يعرف على انه عبارة عن آلة تقوم بتنفيذ مجموعة من المهام الصعبة والمعقدة أتوماتيكيًا عبر برمجتها من خلال الحاسب الآلي.
  • من خلال تلك التعريفات يمكننا القول بأن تعريف الروبوت يخضع لمجموعة من النقاط وأهمها:
    • يمكن التحكم في الروبوت من خلال المعالجات أو من خلال الحاسب الآلي.
    • يمتلك  الروبوت مجموعة من الحساسات حتى يمكنه التفاعل مع البيئة المحيطة من حوله.

تاريخ نشأة الروبوت وتطويره

  • أول روبوت تم صناعته في العالم وتم استخدامه في المصنع بشكل رسمي من إنتاج شركة جنرال موتورز عام 1961م.
  • وقد تم إطلاق اسم يونيمايت عليه واستخدم في مصنع الشركة بولاية نيوجيرسي.
  • وفي عام 1969م تمكن الباحثون في جامعة ستانفورد الأمريكية من اختراع أول ذراع يمكن التحكم فيه من خلال الحاسب الآلي، والذي كان يتميز بحجمه الضخم في تلك الفترة.
  • منتصف السبعينات من القرن الماضي كانت أهم الفترات التي حدث بها تطور في صناعة الروبوتات عندما تم اختراع المعالج الدقيق microprocessor.
  • وكانت تلك هي الانطلاقة حيث تبعها ثورة صناعة الحاسبات الشخصية ومع التطور المستمر للمعالج  الدقيق microprocessor كان يتناقص حجم الحاسب الآلي وتزداد قدرات الذاكرة وسعتها.

أنواع الروبوتات

هناك الكثير من التصنيفات والأنواع للروبوتات، وكل تصنيف يقسم الروبوتات إلى أنواع وفقًا لعامل محدد فنجد من تلك التصنيفات التصنيف الأوروبي والتصنيف الأمريكي والتصنيف الياباني، وحيث أن اليابان هي المُصَنِع الأكبر للروبوتات سنتعرف على التصنيف الروبوتات الذي تتبناه اليابان والذي قامت بوضعه الجمعية اليابانية للروبوتات الصناعية، فهو يتكون من 6 فئات وهم:

الفئة الأولى: أجهزة يتحكم بها يدويا Manual Controlled Devices

  • تتمتع أجهزة الروبوتات في هذه الفئة بقدرتها على الحركة في جميع الاتجاهات.
  • ولكنه يتم تشغيله من خلال المشغل البشري لتحديد أوامر التشغيل.

الفئة الثانية: روبوت لتنفيذ عمليات محددة التتابع fixed sequence Robot

  • يمكن للروبوت في هذه الفئة تنفيذ عدد من العمليات المتتالية والتي تكون جزء من نظام تشغيل الروبوت وتم تحديدها عند الصناعة.
  • بالرغم من ذلك إلا أن ذلك يعد أكثر عيوبها حيث أنها تحتاج إلى إعادة ضبط عند الرغبة في تغيير الأوامر التي ينفذها.

الفئة الثالثة: روبوت لتنفيذ عمليات متغيرة التتابع Variable sequence Robo

  • هذه الفئة أيضًا تقوم بعمليات متتالية بشكل تلقائي تم تحديده أثناء الصناعة والبرمجة.
  • ولكنها تتميز بإمكانية تغيير ذلك 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 حتى يمكنه تنفيذ العمل بخطوات متوافقة ومثالية.
    • ومن ثم يقوم الروبوت بتسجيل الخطوات وحفظها.
  • الحالة الثانية: إعادة التنفيذ:عند ضبط الروبوت على وضع التشغيل فإنه يقوم بتنفيذ الأوامر وفقًا للخطوات الجديدة.

الفئة الخامسة: روبوت يتحكم به رقميا Numerical Control Robot

  • تتضمن هذه الفئة الروبوتات الحديثة حيث يتم التحكم فيها من خلال الحاسب الآلي.
  • ويكون برنامج  الحاسب الآلي هو الذي يحتوي على كافة الخطوات والعمليات المطلوب تنفيذها ويتم تنفيذها حسب التتابع المحدد في البرنامج.
  • من السهل إعادة برمجة الروبوت حيث لا يحتاج الأمر إلا لإعادة برمجة برنامج الحاسب الآلي.
  • في هذه الفئة يعتبر العقل المدبر هي الروبوتات المعروفة بالمتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة Programmable Logic Controller (PLC).

الفئة السادسة: الروبوت الذكي Intelligent Robot

  • هي المستوى المتطور من الفئة الخامسة والتي يتم التحكم فيها من خلال الحاسب الآلي.
  • يتميز روبوتات الفئة السادسة بقدرتهم على فهم البيئة المحيطة ومن ثم القيام بالعمل المطلوب إلى جانب قرته على التكيف مع الظروف البيئية المتغيرة.

مكونات الروبوت

حتى يمكننا القول بأن ذلك الجهاز هو روبوت لابد من توفر عدد من الشروط به، وكذلك بعض المكونات التي تتوافق مع الشروط وتتمثل في:

مكونات تشغيل الروبوت

الشروط الأربعة التالية تعد هي المكونات الهامة لتشغيل الروبوت:

  • الميكانيكا: وهي عبارة عن هيكل الروبوت وجسمه.
  • الإلكترونيات: وتتمثل في الحساسات والمحركات والعقل.
  • الكهرباء: والمقصود بها الطاقة التي يتم استخدامها من قِبل المحركات والمكونات الإلكترونية.
  • الحاسوب: حيث يحتوي على برنامج التشغيل والذي يحدد الأوامر والشغل للعقل الروبوتي والذي يتم تحديدها للروبوت من خلال الخوارزميات.

المكونات الرئيسية للروبوت

يتكون الروبوت بشكل أساسي من المكونات التالية:
  • الحاسب الآلي أو نظام التحكم:
    • هو العقل الذي يقوم بتنفيذ برامج التشغيل عبر التحكم في المكونات الأخرى.
    • يجب توفير مجموعة من التجهيزات التي تتناسب مع برمجة الحاسب لتحميل البرامج عليه.
  • نظام الاستشعار والحساسات:
    • الحساسات هي الأداة التي تقوم بتحويل المؤثر الفيزيائي إلى إشارة كهربية حتى يتمكن الحاسب من قراءتها.
    • اختلاف الهدف من الروبوت ينتج عنه اختلاف في نظام الإشعار والحساسات المستخدمة في الروبوت.
  • نظام السونار لتحديد المسافات:
    • استخدام تقنية السونار لتحديد المسافات حيث أن الروبوت يحتاج إلى قياس المسافات وتحديد الأبعاد.
  • نظام الرؤية بالكاميرات:
    • بعض الروبوتات تحتاج إلى هذا النظام وفي هذه الحالة يجب أن تتوفر البرمجيات المسئولة عن معالجة الصور.
  • نظام الحركة أو الانتقال:
    • الكثير من الروبوتات لا يحتاج إلى نظام الحركة الكامل حيث تقتصر الحركة على الأذرع فقط وقبضة اليد.
    • عند الحاجة إلى استخدام روبوت للحركة الكاملة والانتقال من مكان إلى آخر يتم استخدام:
      • العجلات.
      • أطراف متحركة.
  • الذراع:
    • هي الوحدة الأساسية والمكون الرئيسي في جميع الروبوتات.
    • يتم تصنيف الذراع وفقصا لعدد درجات حرية حركة الذراع.
  • قبضة اليد:
    • من المكونات الرئيسية التي لا يمكن الاستغناء عنها كالذراع.
    • يختلف تصميم قبضة اليد وفقصا للغرض من الروبوت فهي التي يمسك بها الروبوت الأشياء للتعامل معها.
  • نظام توليد توليد الأصوات:
    • هو نظام فرعي وليس رئيسي فيا لروبوت ويحتاج إلى توليد المؤثرات الصوتية.
  • نظام توليد الكلام:
    • يعمل نظام توليد الكلام من خلال استخدام مكونات الكلام وذلك حتى يمنح الروبوت بعض الخصائص البشرية حتى يتمكن من إجراء المحادثات مع البشر بلغتهم.

استخدامات الروبوت

يستخدم الروبوت في العديد من التطبيقات وفي كافة المجالات فنجد أن الروبوتات يتم استخدامها في المجالات التالية:
  • التطبيقات الصناعية:
    • يعرف باسم الروبوت الصناعي وهو من أهم  التطبيقات للروبوت فهي الأساس والهدف الرئيسي لصناعة الروبوت.
  • استكشاف الأماكن البعيدة:
    • تمكن الإنسان من استكشاف القمر عن طريق استخدام الروبوتات حيث أن الإنسان لا يمكنه البقاء على سطح القمر لفترات طويلة.
    • كما أنه تم استكشاف كوكب المريخ عبر إرسال روبوتات لتقوم ببعض المهام الاستكشافية.
  • تنفيذ المهام الخطرة:
    • الهدف من استخدام الروبوت للقيام بتلك المهام هو حماية الإنسان من التعرض للخطر.
    • من تلك المهام:
      • عمليات إطفاء الحرائق.
      • البحث عن القنابل والمتفجرات وتدميرها.
      • التعامل مع المواد المشعة.
      • تعقيم الأماكن الملوثة بالأمراض المعدية أو بالمواد الكيماوية السامة.
  • التطبيقات العسكرية والأمنية:
    • ومنها:
      • المركبات الآلية الطائرة _ الطائرات بدون طيار.
    • تستخدم للمهام التالية:
      • عمليات المراقبة والاستكشاف.
      • عمليات التجسس.
      • العمليات القتالية.

خاتمة بحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت

استخدام الروبوت في العملية التعليمية يقدم الكثير من الفوائد ويحقق عدد من الأهداف التي يصعب تحقيقها، إلى جانب الأهداف التي يحققها عند الاستخدام في الحياة اليومية وفي كاف المجالات الأخري فقد ساعد على اكتشاف سطح القمر.
إلى هنا نكون قد وصلنا إلى ختام فقرات بحث عن تقنيات التحكم الرقمي والروبوت والذي قدمناه لكم من عبر موقع الموسوعة العربية الشاملة، وقد تضمن الكثير من الجوانب الأساسية ن تقنية التحكم الرقمي والروبوتات.

المراجع