ربات صنعتی چیست؟
ربات صنعتی سیستمی اتوماتیک است که در بخشی از فرایند تولید وارد شده و باعث خودکار شدن آن بخش میشود. در این ربات ها از فن آوری های رایانه و علم مکانیک استفاده همزمان شده است.
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.
ربات صنعتی چگونه تکامل یافته است؟
در سال 1937 میلادی، اولین ربات شناخته شده در صنایع تولیدی که می‌توان آن را ربات صنعتی نامید، توسط شخصی به نام Taylor ساخته شد. این ربات از یک موتور الکتریکی به عنوان منبع توان استفاده می‌کرد و دستورات خود را از طریق یک صفحه کاغذی دریافت می‌کرد. قابلیت اصلی این ربات، چیدن لایه‌های چوب و الوار بر روی هم بود که طبق یک الگوی مشخص شده در صفحه کاغذی عمل می‌کرد.
اما اولین ربات رسمی که به عنوان ربات ثبت شد، در سال 1954 میلادی توسط George Devol توسعه پیدا کرد. این ربات می‌توانست اشیا را در شعاع ۵ متری جابه‌جا کند و آن‌ها را از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل کند.
پس از آن، بازوهای رباتیک توسعه یافته و سیستم فرمان‌پذیری آن‌ها نیز از فرمان‌پذیری کاغذی به فرمان‌پذیری توسط ریزپردازنده‌ها تغییر کرد. اولین از این ریزپردازنده‌ها در سال 1975 میلادی به دست اینتل ساخته شد. از آن زمان به بعد، برخی کشورها مانند ژاپن به صنایع مبتنی بر ربات صنعتی سرمایه‌گذاری عظیمی کردند که نتیجه آن توسعه تولید در این کشورها بود.
اما سال 1980 را می‌توان به عنوان آغاز استفاده از رباتیک در صنعت به شکل مدرن و امروزی دانست. این پیشرفت به دلیل توأمان پیشرفت علم الکترونیک و مکانیک و شکل‌گیری دانش مکاترونیک اتفاق افتاد.
تا سال 2008، همچنان از ترکیب ربات‌ها و انسان‌ها در صنایع تولیدی استفاده می‌شد. اما در این سال، یک شرکت دانمارکی ربات‌های مشارکتی را توسعه داد که می‌توانستند با مشارکت یکدیگر، فرایند تولید را از صفر تا ۱۰۰ به انجام برسانند.
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
ربات‌ها در صنعت، بر اساس تعداد محورهای حرکتی خود، درجه‌های آزادی مختلفی دارند. برای رسیدن به هر نقطه‌ای در صفحه، نیاز به دو محور حرکتی و برای دسترسی به هر نقطه در فضا، سه محور حرکتی مورد نیاز است. اضافه‌تر از این، برای کنترل کامل و انجام حرکات پیچیده، ممکن است در راستای آخرین مفصل ربات، سه محور حرکتی دیگر نیز اضافه شوند. ربات‌های صنعتی عموماً بین سه تا هفت محور حرکتی دارند و انتخاب تعداد محورها بسیار مهم است، زیرا طیف حرکت آن‌ها را تعیین میکند.
ربات‌های شش محوره به علت انعطاف‌پذیری بالا، رایج‌ترین نوع ربات‌ها به حساب می‌آیند. این انعطاف‌پذیری باعث میشود که این ربات‌ها قادر به اجرای برنامه‌های پیچیده‌تری باشند. در مواقعی که برنامه‌های کاربردی ساده‌تری نیاز است، ممکن است دامنه حرکت کمتری مورد نیاز باشد. به همین دلیل، برای انجام کارهای اولیه پالت‌گذاری، ربات چهار محوره FANUC M 410ic/185 که دارای دامنه حرکت کمتری است، بسیار مناسب است و در این حوزه به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.
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 ربات‌های صنعتی به دلیل حذف هزینه‌های دستمزد نیروی انسانی، افزایش سرعت تولید و توانایی تولید در مقیاس‌های بالا بدون مسائلی نظیر خستگی، بهره‌وری را به شدت افزایش میدهد.
- افزایش امنیت خط تولید: استفاده از ربات‌ها منجر به حذف نیاز به کارکنان در خط تولید و کاهش خطرات مرتبط با کارکنان، از جمله حوادث منجر به صدمه و فوت. این امر به افزایش امنیت خط تولید و کاهش نگرانی‌های کارفرما و ذینفعان منتهی میشود.
- انعطاف‌پذیری: با توجه به نوع ربات‌های انتخابی در خط تولید، می‌توان آن‌ها را در شرایط آسان و سخت به کار برد. مواردی نظیر تولید در دمای بالا، کاربرد در صنایع برش و موارد دیگر که انسان حاضر به انجام آن‌ها نیست، با استفاده از ربات‌ها امکان‌پذیر میشود.
- دقت بالا: ربات‌های صنعتی، با حذف خطای انسانی ناشی از بی‌دقتی، خستگی و مشکلات مرتبط با انسان، دقت و کیفیت صنایع را بهبود می‌بخشند. این امر منجر به تولید با کیفیت‌تر و مطمئن‌تر محصولات میشود.
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 کاربرد ربات‌ها در تمام زمینه‌های زندگی انسان و در همه مشاغل، از مراقبت از سالمندان گرفته تا تامین منابع انسانی، به سرعت در حال افزایش است. به گفته رئیس فدراسیون جهانی رباتیک، یکی از معیارهای معتبر برای مقایسه کشورها از نظر پیشرفت و سطح تکنولوژی، تراکم ربات‌هاست.
در این مقاله، به توضیح ربات‌های صنعتی و قابلیت‌های آن‌ها برای صنایع مختلف پرداخته‌ایم. همچنین انواع ربات‌های صنعتی را به همراه کاربردهای آن‌ها در صنایع مختلف معرفی نمودیم. امیدواریم با مطالعه این مقاله، اطلاعات خوب و جامعی در ارتباط با انواع ربات‌های صنعتی به دست آورده باشید و بتوانید از آن‌ها به درستی برای تولید و صنعت ایرانی استفاده کنید.پزشکی در زندگی همه افراد نقش مهمی دارد و داشتن اطلاعات پزشکی روزمره در خصوص این مسئله میتواند به بهبود سلامتی و بهداشت افرادکمک کند.