طراحی ربات هوشمند

طبق تعربف انجمن رباتیک (Robotic Industrial Association (RIA)) ربات یک دستگاه مکانیکی قابل برنامه ریزی است که به جای یک نیروی انسانی کارهای تکراری و خطرناک با دقت بسیار بالا را انجام میدهد. همچنین طبق تعربف دیگری که از جانب انجمن بین المللی رباتیک (IFR) ارائه گردیده است، ربات هوشمند، رباتی است که به صورت اتوماتیک کنترل میشود، قابل برنامه ریزی مجدد و چند منظوره می باشد و همچنین قابلیت برنامه ریزی در سه تا هفت محور را دارد.
این گونه ربات‌ها اغلب در صنعت و تولید انبوه کاربرد دارند.

مانند

• تست قطعات و تجهیزات
• سیستم های رنگ پاش
• شکل دادن بدنه بوسیله پرس های اتوماتیک
• سوراخ کاری
• اتصال قطعات
• و..

چهار مدل از رایج ترین استراکچرهای ربات که روی آنها کار میکنیم، در زیر معرفی می شوند:

•     ربات کارتزین
•     ربات بازو
•     ربات دلتا
•     ربات اسکارا
  

ربات کارتزین
ربات کارتزین که ربات مختصات کارتزین نیز نامیده می شود، متداول ترین ربات برای کاربردهای سرعت پایین و دقت متوسط و هزینه به صرفه می باشد. این ربات، سه محور دارد که هر کدام از آن ها در محورهای خطی عمود برهم عمل می کنند. این ربات ها برای انجام حرکات دورانی محدود، وظایف جابجایی (pick and place) با دقت و تکرارپذیری بسیار مناسب میباشند. این ربات‌ها دارای سه محور خطی می‌باشند که دو به دو برهم عمودند. به طور بدیهی فضای کاری این ربات یک مکعب است.

ربات بازو
این ربات ها وظیفه جابجایی و قرار دادن محصولات در پالتها در وزنهای مختلف را دارند که باعث کاهش ریسک خرابی قطعه در جابجایی، نظم بالا و پاسخگویی به سرعت بالای خط تولید می شوند. این استراکچر در صنعت خودروسازی بیشترین کاربرد را دارد. به عبارتی دیگر پالتایزینگ به معنای قرار دادن قطعات مختلف روی پالت ها در طول خط تولید و انتقال، می باشد.
این سیستم ها انعطاف پذیر بوده و قابلیت چیدمان با الگوهای مختلف انواع کیسه، بسته یا کارتن را دارند. همچنین قابلیت وزن کشی بسته ها حین جابجایی را نیز دارند.
شایان ذکر است که استراکچرهای مختلفی برای حمل و نقل قطعه در کارخانه طراحی، ساخته و استفاده می شوند که بسته به ابعاد کاری، سرعت، دقت، متریال قطعه قابل حمل و بودجه کارخانجات، استراکچر بهینه مشخص می گردد.
وظیفه پیشنهادی برای این ربات ها به شرح زیر می باشد :

    سلول های رباتیک مخصوص عملیات پالت گذاری و بسته بندی
    بسته‌بندی محصولات و چیدمان در جعبه و پالت (پالتایزینگ) در طول خط تولید یا انتقال

 ربات دلتا

یک ربات دلتا، ربات اتصال موازی ای است که بازوهای مکانیکی عظیم آن روی چرخ لنگر (صفحه متصل به چرخ تراش) آن تقریباً بصورت موازی عمل می کنند.
این موضوع سبب ایجاد حرکات بسیار سریع و بسیار دقیق می شود. مکانیزم موازی علاوه بر توان حمل بار بیشتر و اعمال بار خمشی کمتر به مفاصل، دقت بالاتری نسبت به مکانیزم سری دارد و دسترسی به سرعتها و شتاب های بیشتری را میسر می کند. لذا به طور کلی این ربات که عمده کاربردش در بسته بندی، حمل و نقل قطعات ظریف، مونتاژ، سورتینگ و پردازش تصویر در صنایع مواد غذایی و دارویی و... است، با حذف تماس مستقیم دست انسان با مواد غذایی و دارویی، احتمال آلودگی و انتقال بیماری را از بین می برد. همچنین با توجه به اتصال از بالا (سقف) نیز همچون ربات بازو که اتصال به زمین است، آلودگی ها و درگیری های ربات های ground installation را ندارد. همچنین به دلیل سرعت بالا، ایمنی عالی و payload های مناسب، به عنوان یک ربات قابل اتکا برای صنعت اتوماسیون سازی ایران که صنعت نوپایی است و بسیار جای کار دارد، پیشنهاد می شود.

 ربات اسکارا
ربات های اسکارا دارای حرکت هایی شبیه به بازوی انسان دارند. این ماشینها همگی شامل  “شانه” و “آرنج” همراه با محور “مچ” و حرکت عمودی هستند. اسکاراها  برای انواع کاربردهای عمومی که نیاز به سرعت بالا، تکرارپذیری مناسب و شامل حرکات نقطه ای از قبیل، بسته بندی، مونتاژ، بارگذاری و تخلیه قطعه می باشند، ایده آل هستند. با توجه به مدل حرکات آرنج ربات، ربات های اسکارا برای کاربردهایی که در یک حرکت دایره ای نیاز به شتاب ثابت دارند، مانند pick & place محصولات، بسیار مناسب می باشند. به طور کلی اسکاراها ربات هایی با ابعاد کاری استوانه ای هستند.



کاربرد های اتوماسیون صنعتی

صنایع اتومبیل سازی: تست قطعات و تجهیزات ، سیستم های رنگ پاش ، شکل دادن بدنه بوسیله پرس های اتوماتیک ، سوراخ کاری ، اتصال قطعات

صنایع پلاستیک سازی: ماشین های ذوب و قالب گیری تزریقی ، دمش هوا ، سیستم های تولید و آنالیز پلاستیک

صنایع سنگین: کوره های صنعتی ، سیستم های کنترل دمای اتوماتیک ، وسایل و تجهیزات مورد استفاده در ذوب فلزات

صنایع شیمیایی: سیستم های مخلوط کننده ، دستگاه های ترکیب کننده مواد با نسبت های مختلف

صنایع غذایی: سیستم های عصاره گیری و بسته بندی

صنایع ماشینی: صنایع بسته بندی ، صنایع چوب ، سیستم های سوراخ کاری ، سیستم های اعلام خطر و هشدار دهنده ، سیستم های استفاده شده درجوش فلزات

صنایع حمل و نقل: جرثقیل ها ، سیستم های نوار نقاله ، تجهیزات حمل ونقل

صنایع تبدیل انرژی: ایستگاه های تقویت فشار گاز ، ایستگاه های تولید نیرو، کنترل پمپ های آب ، سیستم های تصفیه آب و هوای صنعتی ، سیستم های تصفیه و باز یافت تصفیه و بازیافت گاز

خدمات ساختمانی: تکنولوژی بالابری ، کنترل هوا و تهویه مطبوع ،سیستم های روشنایی خودکار