ربات صنعتی چیست؟
ربات صنعتی سیستمی اتوماتیک است که در بخشی از فرایند تولید وارد شده و باعث اتومات شدن آن بخش میشود.
امروزه پیچیدگی های فرایند تولید در صنایع مختلف، افزایش حجم کار و البته رقابتی بودن بازار، منجر به جایگزینی ربات صنعتی با نیروی انسانی شده است. واقعیت این است که در نظر گرفتن حفظ سلامت نیروی کار، جلوگیری از بروز خطا حین فرایند تولید و افزایش سرعت ایجاب میکند که از ربات ها به ویژه ربات صنعتی به عنوان بهترین جایگزین برای نیروی انسانی استفاده شود. این رباتها اغلب کاملا برنامه‌پذیر هستند و در ابعاد متفاوت از جمله نانو و میکرو تا ابعاد بزرگ کارخانه‌ای یافت می‌شوند و توانایی اضافه شدن به خط تولید را دارند. هرچند که رباتها تولبد داخلی قابل توجهی ندارد ولی از نمونه های خارجی در تولید و صنعت ایرانی استفاده می گردد.
ربات صنعتی چگونه تکامل یافته است؟
در سال ۱۹۳۷ میلادی، اولین ربات شناخته شده در صنایع تولیدی که با نام ربات صنعتی شناخته میشود، توسط Taylor ساخته شد. این ربات از یک موتور الکتریکی برای تأمین نیرو استفاده می‌کرد و دستورات خود را از یک صفحه کاغذی دریافت می‌کرد. توانایی این ربات در چیدن لایه‌های چوب و الوار بر روی هم بر اساس یک الگوی مشخص شده در صفحه کاغذی بود.
در سال ۱۹۵۴ میلادی، George Devol اولین ربات رسمی که به عنوان ربات ثبت شده است، توسعه داد. این ربات توانایی جابجایی اشیا را در شعاع ۵ متری داشت و می‌توانست اشیا را از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل کند.
سپس با گذر زمان، بازوهای رباتیک توسعه پیدا کردند و سیستم فرمان‌پذیری آنها از کاغذی به فرمان‌پذیری توسط ریزپردازنده‌ها تغییر کرد. اولین آنها در سال ۱۹۷۵ میلادی توسط اینتل ساخته شد.
در دهه‌های بعد، کشورهایی نظیر ژاپن به طور گسترده‌تری در سرمایه‌گذاری و توسعه ربات‌های صنعتی فعالیت کردند که منجر به پیشرفت تولید در این کشورها شد.
اما شروع دوران مدرن و امروزی استفاده از رباتیک در صنعت به سال ۱۹۸۰ برمی‌گردد که دلیل آن پیشرفت همزمان علوم الکترونیک و مکانیک و تداخل دانش مکاترونیک بود.
تا سال ۲۰۰۸، همچنان از ترکیب کار انسان و ربات در صنایع تولیدی استفاده می‌شد، اما در همین سال، یک شرکت دانمارکی ربات‌های مشارکتی را توسعه داد که این رباتها با همکاری یکدیگر، فرآیند تولید را از مرحله صفر تا صد به انجام می‌رساند.
ربات صنعتی چگونه کار میکند
همانطور که گفته شد، ربات‌های صنعتی مجموعه‌ای از مکانیزم‌های مختلف هستند. اجزای مکانیکی و الکترونیکی در کنار یکدیگر فعالیت می‌کنند تا بازوی رباتیک بتواند کار خود را انجام دهد.
نوع کاربرد ربات‌های صنعتی بر اساس دستورالعملی که تحت عنوان «برنامه نویسی» به آن داده میشود، مشخص خواهد شد. به عنوان مثال از یک ربات می‌توان برای جوشکاری استفاده کرد، و از همان ربات با کددهی متفاوت، می‌توان برای جابجایی اجسام سنگین استفاده کرد.
شاخص‌های فنی ربات صنعتی
تعداد محور
هر محور در یک ربات صنعتی نشان‌دهنده‌ی یک درجه آزادی است، به این معنا که هر محور به وسیله‌ی یک موتور قابل کنترل است و حرکت مستقلی دارد. برای دستیابی به هر نقطه‌ای در صفحه، نیاز به دو محور حرکتی است، و برای دستیابی به هر نقطه‌ای در فضا، نیاز به سه محور حرکتی داریم. به‌طور کلی، برای کنترل کامل ربات صنعتی، به ازای هر بند بازوی ربات، سه محور حرکتی اضافه میشود. برخی از ربات‌های صنعتی دارای تعداد محورهای بیشتری نیز هستند و معمولاً بین سه تا هفت محور دارند.
ربات‌های شش محوره به عنوان یکی از رایج‌ترین انواع ربات‌های صنعتی شناخته می‌شوند. این نوع رباتها به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، قادر به انجام برنامه‌های پیچیده‌تری هستند. اما برای برخی از کاربردها و برنامه‌های ساده‌تر، ربات‌های با تعداد محورهای کمتر ممکن است کافی باشند. به همین دلیل، ربات چهار محوره FANUC M 410ic/185 به خوبی برای انجام کارهای پالت‌گذاری اولیه استفاده میشود.
درجات آزادی
درجه آزادی حرکت مستقل ربات را تعیین می کند. هر چه یک ربات محورهای بیشتری داشته باشد، انعطاف پذیری یا امکان حرکت بیشتری خواهد داشت. به عبارت دیگر درجات آزادی همان تعداد محورهای تعبیه شده در ربات صنعتی میباشند.
فضای کاری
فضای کاری در واقع محدوده ای است که ربات میتواند به آن نقاط دسترسی داشته باشد. این فضا در ربات های بند بند، در قالب یک کُره است که شعاع آن، فضای کاری ربات محسوب میشود.
دسترسی
دسترسی یک ربات در واقع معیاری برای سنجش این است که بازوی رباتیک تا چه حد باز میشود؟ این عدد درسترسی در جهت های مختلف را نشان میدهد. نکته قابل توجه این است که ممکن است دسترسی در راستای یک جهت بیشتر یا کمتر ازسایر جهت ها باشد.
ظرفیت وزنی
این شاخصه در واقع حداکثر وزن قابل حمل توسط بندهای ربات است، بدون اینکه به دقت و سرعت آن لطمه وارد شود. ظرفیت وزنی ربات صنعتی معمولاً بر حسب کیلوگرم بیان می شود. ظرفیت وزنی که به آن ظرفیت بار هم گفته میشود، در بین ربات های صنعتی بسیار متنوع بوده و از 0.5 تا بیش از 1000 کیلوگرم متغیر است. در نظر گرفتن وزن قطعات کار و همچنین وزن هر گونه ابزار نصب شده بر روی ربات به شما کمک می کند تا یک ربات با ظرفیت بار مناسب انتخاب کنید. به عنوان مثال، اگر برنامه شما شامل پالت کردن جعبه ها باشد، ربات FANUC R2000ib/125L با قابلیت بلند کردن بارهای سنگین، یک گزینه ایده آل خواهد بود.
وزن ربات صنعتی
وزن ربات در واقع وزن بازوی آن را مشخص میکند که بر حسب کیلوگرم مشخص میشود. اگر قصد دارید ربات صنعتی خود را روی دیوار یا سقف، نصب کنید، در هنگام خرید ربات صنعتی با به وزن آن توجه داشته باشید.
سرعت و شتاب
میزان سرعت حرکت ربات صنعتی، حداکثر میزان مسافتی است که در هر ثانیه میتواند طی کند بدون اینکه به ربات فشار بیاید و یا دچار اختلال شود. سرعت با واحد متر بر ثانیه سنجیده میشود.
حداکثر میزان شتاب قابل ارائه به هریک از محورهای ربات با در نظر گرفتن بار مشخص در کابردهایی نظیر حمل
تکرارپذیری
همانطور که میدانید از ربات های صنعتی برای کارهای تکراری مثل تولید مداوم محصولات صنعتی استفاده میشود. مقدار فاصله مسافتی که در حرکت رفت و برگشتی در یک مسیر ثابت میتواند بپیماید؛ تکرار پذیری ربات صنعتی را نشان میدهد.
دقت
اختلاف بین مختصات عددی یک نقطه مشخص شده توسط نرم ربات و مکانی که ربات به آن حرکت کرده است، میزان دقت ربات صنعتی را نشان میدهد.
مزایای استفاده از ربات صنعتی برای کارخانجات
افزایش بهره‌وری
استفاده از ربات های صنعتی در کارخانجات به دلیل حذف هزینه‌های دستمزد نیروی انسانی، افزایش سرعت تولید و توانایی تولید در مقیاس‌های بالا بدون مسائلی مانند خستگی و… بهره‌وری را به شدت افزایش دادند.
افزایش امنیت خط تولید
همواره امنیت کارکنانی که در خط تولید صنایع مشغول کار هستند نگرانی بزرگی برای کارفرما و ذینفعان محسوب میشود. زیرا این افراد همواره با خطراتی نظیر از کار افتادگی و حوادث منجر به صدمه و فوت دست و پنجه نرم می‌کنند که با جایگزینی این افراد با رباتها این مسأله به نوعی حل شده محسوب میشود.
انعطاف پذیری
با توجه به نوع ربات انتخابی شما در خط تولید می‌توانید از آن در همه شرایط آسان و سخت استفاده کنید، شرایطی که انسان حاضر به انجام آن فعالیت‌ها نیست. مانند تولید در دمای بالا مثل کوره‌ها، استفاده از صنایع برش و…
دقت بالا
شاید پیش از پیدایش رباتها، همزمانی سرعت و دقت در صنایع، افسانه‌ای بیش نبود که پیدایش رباتها با توجه به حذف خطای انسانی ناشی از بی‌دقتی، خستگی، مشکلات و… افزایش دقت و در نتیجه کیفیت صنایع را به همراه داشت.
انواع ربات صنعتی
ربات صنعتی Handling
این نوع رباتها با سرعت و قدرت بالا کار می‌کنند و از حساسیت بسیار بالایی برخوردارند . وظیفه آنها اغلب جابه‌جایی مواد، تأمین مواد اولیه برای ربات‌های عملگر مانند CNC و دریافت مواد تولید شده از ربات‌های عملگر و انتقال آن به قسمت بسته‌بندی است.
ربات صنعتی برش
این نوع ربات صنعتی همانطور که از نامش هم برمی‌آید وظیفه برش و تبدیل قطعات بزرگ به کوچک‌تر را انجام می دهد. از انواع پیچیده این ربات می‌توان به ربات‌های CNC اشاره کرد که با دقتی بسیار بالا به برش مواد اولیه و تبدیل آن به قطعه مورد نیاز می‌پردازند.
ربات‌های پرس و بسته‌بندی
ربات‌های پرس انواع مختلفی دارند از جمله نورد که برای تبدیل مواد اولیه حجیم به وروقه‌ها کاربرد دارد. که یکی از این انواع بسته‌بندی و پرس مواد مختلف از جمله مواد غذایی، نوشیدنی‌ها و سایر موارد از این دست می‌باشد.
ربات‌های رنگ‌آمیزی
در نگاه اول ربات‌های ساده‌ای بنظر می‌رسند اما هرگز اینطور نیست. این نوع ربات صنعتی در مواردی که نیازمند رنگ‌آمیزی در شرایط سخت و خطرناک، دمای بالای محل کار و هنگام وجود مواد سمی در ترکیبات رنگ و… نقش حیاتی ایفا خواهد کرد.
ربات‌های جوش
یکی از مواردی که با افزایش دقت منجر به افزایش کیفیت در محصول نهایی شد شکل‌گیری و توسعه ربات‌های جوش بود . زیرا این نوع ربات صنعتی با دقت بالا و توانایی جوش نقطه‌ای در صنایع بسیار حساسی نظیر صنایع هواپیماسازی، فضایی و… بسیار مهم واقع شد.
ربات صنعتی در چه صنایعی استفاده میشود؟
ربات صنعتی تقریبا در تمامی صنایع قابل استفاده است اما در موارد زیر بیشترین کاربرد و اهمیت را داراست:
- صنایع هواپیمایی
- صنایع فضایی
- خودروسازی
- غذا و نوشیدنی
- الکترونیکی
- کشاورزی
- پزشکی و بهداشتی
- کنترل کیفیت
کلام آخر در مورد ربات صنعتی
توسعه و استفاده از رباتها در تمام زمینه‌های زندگی انسان و مختلف مشاغل به سرعت در حال افزایش است. از مراقبت از سالمندان تا تامین منابع انسانی، رباتها نقش مهمی را در بهبود کیفیت زندگی و افزایش بهره‌وری انسان‌ها ایفا می‌کنند. تراکم رباتها، به عنوان یکی از معیارهای مهم برای مقایسه کشورها از نظر پیشرفت و سطح تکنولوژی، مورد توجه قرار گرفته است.
در این مطلب، به بررسی ربات‌های صنعتی و قابلیت‌های آنها در صنایع مختلف پرداخته‌ایم. همچنین انواع ربات‌های صنعتی را به همراه کاربردهای آنها در صنایع مختلف معرفی نمودیم. امیدواریم با مطالعه‌ی این مقاله، اطلاعات جامع و کاربردی در ارتباط با انواع ربات‌های صنعتی به دست آورده و بتوانید از آنها بهره‌مندی کنید و در تولید و صنعت ایران بهترین استفاده را به عمل آورید.