رباتیک و اتوماسیون صنعتی

آموزش، تحلیل پروژه، مشاوره و تولید در زمینها تجهیزات صنعتی و رباتیک، PLC, Arm, ...

ربات وسیله‌ای است ساخت انسان که توانایی کار یا عمل خاصی را به صورت خودکار ( از پیش برنامه ریزی شده و بی واسطه انسانی) دارد.
در ساخت ربات‌ها علوم مختلف به ویژه مکانیک، الکترونیک و کامپیوتر دخیل هستند. سخت افزار و برد و مدار شامل، پردازشگرها، راه اندازها و حسگرها توسط علم الکترونیک طراحی و تولید می‌شود. برنامه عملکرد و نرم افزار عملیات که در حافظه ربات توسط کامپیوتر و موتور، اجزا متحرک سیستم انتقال نیرو مانند تسمه و … توسط علم مکانیک طراحی و ساخته می‌شود.

ساخت ربات

در مرحله اول باید ابتدا به ساکن هدف از طراحی ربات مشخص شود. مسایلی که در طراحی ربات باید مد نظر قرار گیرند عبارت است از توانایی، محدودیت مانور، قدرت پردازش و قمیت. هر ربات بصورت کلی دارای سه بخش مهم می‌باشد:

  • ورودی
  •  پردازنده
  • خروجی

ورودی

ورودی شامل اطلاعاتی است که از محیط به ربات منتقل می شود این اطلاعات از طریق کاربر یا حسگر و یا سایر ابزارهای ورودی وارد می شود. بخش ورودی می تواند شامل اقلامی مانند دوربین کلید، حسگر گرمایی، رطوبتی، نور و غیره باشد.

پردازنده

وظیفه تحلیل انجام عملیات بر روی اطلاعات ورودی و اجرای برنامه را بر عهده دارد. مهمترین بخش ربات یا به نوعی مغز سیستم قسمت پردازنده می‌باشد. این بخش از تراشه‌های پردازنده تشکیل شده و وظیفه اصلی آن کنترل سیستم می باشد. شناخته شده‌ترین تراشه پرازنده در میکرو کنترولرها plc و cpu می‌باشند. به خاطر وجود آلودگی  الکتریکی مغناطیسی و در محیط‌های صنعتی و همچنین نیاز به توان الکتریکی بالا برای راه انداختن عملگر ها در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی اغلب plc  به کار گرفته می‌شود.

خروجی

که به آن عملگر نیز گفته می‌شود بخشی از یک ربات می‌باشد که طبق اطلاعات ورودی و برنامه داده شده به حافظه وضعیت خود را تغییر داده و فرمان را اجرا می‌کند. خروجی طبق فرمان پردازنده عمل می‌کند. خروجی از اقلامی مانند صفحه نمایش اهرم مکانیکی رله، موتور، لامپ، و غیره تشکیل می‌شود.

کنترل کننده‌های رله‌ای که پیش از این استفاده می‌شد توان زیادی مصرف می‌کرد و اتلاف انرژی بالایی داشت که به صورت گرما در سیستم تخلیه می‌شد. از دیگر معایب این کنترل کننده‌ها حجم زیاد و سرعت کم آن‌ها بود. بخاطر بالا رفتن انتظاراتی مانند یکپارچه سازی داده‌ها، قابلیت اتصال و تبادل و همینطور گسترش اتوماسیون صنعتی مجموعه‌هایی که باplc  طراحی شدند دیگر پاسخگو نبودند برای همین منظور متولیان امر تولید در جهت تامین نیازهای پیش رو سیستم جدیدی را ارائه دادند که از طرفی قطعیت plc  را در کنترل سیستم داشته باشد و از طرفی هم انعطاف پذیری و توانایی یکپارچه شدن را دارا باشد. این سیستم به اختصار pac  نامیده شد که مخفف سیستم کنترل اتوماسیون با قابلیت برنامه ریزی می‌باشد.
پیشتر نیز طرح ادغامplc  باpc  مورد نظر طراحان بود اما در تمام روش‌های پیشین این امر با اضافه کردن نرم افزار یا سخت افزار به سیستم دیده شده بود. برای ربات‌هایی که قرار است در بخشی از یک شبکه صنعتی به کار گیری شوند ازpac  بهره می‌برند. در صنعت از ربات‌ها برای کاربرد‌های مختلفی طراحی و بر اساس هم در انواع مختلفی ساخته می‌شوند. برای مثال رباتی که موظف است به جا به جایی جام‌های شیشه بکارگیری شود را در نظر بگیرید.  چنین رباتی باید دارای حسگر‌هایی برای شناسایی و تشخیص شیشه در مکان اولیه باشد. همچنین برای جابه جایی به مکنده‌های قوی روی بازو و موتور‌هایی روی مفصل نیاز دارد اینها خروجی‌های ربات هستند. برای بخش پردازنده  نیز می توان ازplc ‌ها بهره جست.

انواع ربات‌ها

در حال حاضر کاربرد ربات مثل سایر قطعات اتوماسیون صنعتی در صنایع مختلف بسیار زیاد است، ربات‌ها در انواع مختلف طراحی تولید و روانه بازار می‌شوند این ربات‌ها برای منظور‌هایی مانند خدمت رسانی سرگرمی رقابت یا صنعتی مانند ربات‌های امدادگر مسیر یاب جنگنده مین یاب و غیره طراحی و تولید شده‌اند.

انواع ربات ها

کاربرد ربات‌های صنعتی

از کاربرد ربات‌های صنعتی می‌توان به موارد زیر اشاره  کرد

1. ربات جوشکار

این ربات‌ها توانایی جوش آرگون وco2  را دارا هستند و با دقت بالا و سرعت بسیار بالایی جوشکاری را اجرا می‌کنند.  کارگران ماهر نیز در زمان جوشکاری‌های طولانی قادر به جوشکاری یکنواخت نخواهند بود و جوشکاری ظاهری نامناسب خواهد داشت و توانایی حرکت به صورت خطی منحنی و دوار از توانایی ربات‌های جوشکار می‌باشد. همچنین کاستن آسیب‌های نیرو‌های انسانی سرعت بالا و دقت یکنواخت از مزایای این ربات‌ها به شمار می‌رود. نیروی انسانی توانایی جوشکاری یکنواخت و بدون توقف برای مدت طولانی یا طول‌های بلند را ندارد اما ربات‌ها در طول مستقیم تا 4 متر به صورت یکنواخت حرکت کند و در نتیجه جوشی تمیز و یکنواخت حاصل خواهد شد.

2. جابجایی و مونتاژ

در عملیات‌های مونتاژ سرعت و دقت بالای ربات‌ها بسیار کار آمد خواهد بود و اهمیت به سزایی دارد. فرایند‌های مختلف از قبیل جایگذاری قطعات در داخل هم لحیم کاری برد الکترونیک پرچ بستن مهره‌ها و را می توان توسط ربات‌ها برنامه ریزی و به انجام رساند.

3. پالت گذاری توسط ربات

یکی از ساده‌ترین فرایند‌هایی که توسط ربات‌ها قابل انجام است انتقال چیدمان و برداشت محصول طبق برنامه از پیش تعریف شده است. از دیگر مزایا می‌توان به قدرت بالا در حمل قطعات سنگین دقت و سرعت اشاره کرد که این امر باعث افزایش بهره وری می‌گردد.

4. نقطه جوش

جوشکاری نقطه‌ای برای نیروی کار انسانی بخاطر سنگینی گان جوشکاری کاری سخت و خسته کننده است. ولی ربات‌های ارزان و ساده برای این کار تحمل وزن 90 تا 150 کیلو گرم برای گان‌ها را خواهند داشت و در خطوط تولید بسیار کار امد و توانمند هستند.

5. نقاشی توسط ربات

ربات‌ها با توانایی حرکت در 6 درجه آزادی در خط‌های رنگ کاری کار برد دارند و با این توانایی توانسته‌اند رنگ کاری قطعات بسیار پیچیده را نیز بصورت رباتیک محقق کنند.