امروز: چهارشنبه 25 مهر 1397
دسته بندی محصولات
بخش همکاران
بلوک کد اختصاصی

بررسی رباتهای صنعتی و مشخصات آنها در جوشكاری

بررسی رباتهای صنعتی و مشخصات آنها در جوشكاری دسته: الکترونیک و مخابرات
بازدید: 1 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 9002 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 112

از اواخر دهه هفتاد، تقاضا برای استفاده از رباتها در صنایع شروع به پیشرفت فوق العاده ای نمود دلیل اصلی رشد چشمگیر صنایع رباتیک، عمدتاً به خاطر ملاحظات اقتصادی است جنبه دیگر استفاده از رباتها بالا رفتن سرعت تولید و دقت کار می باشد بطوریکه بعلت دقت کامپیوتری، رباتها نسبت به کارگر در این حالت ضایعات کمتر شده و مصرف مواد اولیه پایین می آید به عنوان مث

قیمت فایل فقط 17,000 تومان

خرید

فهرست مطالب

فصل اول : جایگاه و کاربرد ربات در صنعت......................................... 1

1-1- مقدمه ........................................................................................................... 1

2-1- تاریخچه ...................................................................................................... 1

3-1-     تعریف ربات .............................................................................................. 2

4-1-  کارگاه Work life 2000................................................................... 3

1-4-1- تاثیر تغییرات تكنولوژیكی بر رفتار اپراتورها.......................... 4

2-4-1- جوشکاری و سلامتی....................................................................... 5

3-4-1-   مدیریت منابع انسانـی................................................................. 6

5-1-     درسهایی مهم برای صنایع تولیدی ........................................................ 8

6-1-     مزایای استفاده از ربات در صنعت......................................................... 8

1-6-1-1.             کاهش حجم انبارها و تسهیل در جریان گردش کار ...................... 9

2-6-1- بهبود کیفیت و افزایش میزان فروش ...................................................... 9

3-6-1-        کاهش هزینه های مربوط به ضایعات و دو باره کاری......................... 10

4-6-1- کاهش حوادث ناشی از کار و افزایش ایمنی در آن ................................... 10

5-6-1-        کاهش هزینه های ناشی از تغییر خط تولید ............................................... 10

7-1-     تجزیه و تحلیل اقتصادی استفاده از ربات در فرایند تولید ............................. 11

1-7-1-        مدت زمان بازگشت سرمایه (The Payback Period)................. 12

2-7-1-  سود سرمایه گذاری  (Return on Investiment ROI)....... 12

فصل دوم: مشخصات ربات های صنعتی  ........................................ 14

1-2- مقدمه ..................................................................................................................... 14

2-2- اجزای رباتهای صنعتی ................................................................................... 15

2-2-1- واحد مکانیکی ..................................................................................................... 15

2-2-2-        کنترل کننده(Contoroller)  .................................................................... 28

2-2-2-1-          رباتهای نقطه به نقطه (Point to point serro controlled Robots)... 29

2-2-2-2-          رباتهای با مسیر پیوسته .................................................................... 30

3-2-2-2- ترکیب دو روش نقطه به نقطه و مسیر پیوسته .............................. 31

4-2-2-2-                   رباتهای با مسیر کنترل شده ........................................................ 31

3-2-2-     منبع قدرت (Power supply)  ................................................................. 32

1-3-2-2- انواع مکانیزمهای تغییر نسبت سرعت و قدرت................................. 38

4-1-2- حساسه ها (sensors) .................................................................................. 40

1-4-1-2- حساسه های نیرو و ممان (Force and moment sensors).................... 41

2-4-1-2حساسه های لامسه ای (Touch sensors)  ................................................... 41

3-4-1-2-                                                                                                                                                                                                                                                  حساسه های مجاورتی (Proixinity sensors) .......................................................... 42

4-4-1-2-                                                                                                                                                                                                                                                  حساسه های مکان و حرکت ........................................................................................................ 42

5-4-1-2-                                                                                                                                                                                                                                                  حساسه های بینایی ........................................................................................................... 43

2-2-   شکل هندسی بازو............................................................................................... 44

3-3-         تعاریف و اصطلاحات فنی ............................................................................. 46

1-3-2- درجات آزادی .................................................................................................. 46

2-3-2- فضای کاری ربات (work space).............................................................. 46

3-3-2- بار مجاز(pag load) .................................................................................... 47

4-3-2-     سرعت ربات .................................................................................................. 47

5-3-2-     دقت (Auuracy) .......................................................................................... 47

6-3-2-     تکرارپذیری(Repeatabilty) .................................................................... 47

4-2-نکاتی در مورد استفاده از ربات صنعتی در یک فرآیند تولیدی مکانیزه  47

فصل سوم: ربات صنعتی جوشکار............................................... 49

1-3- مشخصه­های عمومی........................................................................................... 49

2-3- بازوی مکانیکی ................................................................................................... 50

1-2-3- پیکربندی یا شکل مهندسی بازو................................................................. 51

2-2-3- درجات آزادی .................................................................................................. 52

3-2-3- تکرارپذیری ..................................................................................................... 52

4-2-3- بار مجاز(Pag load) ................................................................................... 52

5-2-3- سرعت حرکت ................................................................................................. 52

6-2-3- سیستم محرک ................................................................................................ 53

7-2-3- دقت در مکان­یابی نقاط ................................................................................ 53

8-2-3- موارد متفرقه  ................................................................................................. 54

3-3- سیستم کنترل  .................................................................................................... 54

1-3-3- سخت افزار  ........................................................................................................ 54

1-1-3-3- محورهای حرکتی ..................................................................................... 54

2-1-3-3- اندازه حافظه و مدت زمان ممکنه نگهداری اطلاعات در حافظه......... 54

3-1-3-3-      ذخیره سازی جانبی برنامه ها ............................................................ 55

4-1-3-3-                                                                                                                                                                                                                                                  مرتبط سازی بوسیله بردها............................................................................................... 55

2-3-3-     نرم افزار ......................................................................................................... 55

1-2-3-3-                                                               روش های برنامه ریزی ربات................................. 56

2-2-3-3-                                                                                           روش برنامه ریزی راهنمایی.....................   56

3-2-3-3-  روش برنامه ریزی (work through).................................................. 57

4-2-3-3- روش برنامه­ریزی گاهی (walk – through) و زبان برنامه­نویسی بصورت همزمان ............................................................................................................................................. 58

5-2-3-3-      عوامل  عمومی مؤثر در برنامه­ریزی ربات....................................... 58

4-3- ویژگی های سیستم جوشکاری........................................................................ 59

1-4-3- توانایی چند عملیاتی بودن ........................................................................ 59

2-4-3- کنترل خودکار ولتاژ ..................................................................................... 59

3-4-3- تصحیح مسیر درز جوش ........................................................................... 61

4-4-3- مشخص کردن برخورد ................................................................................. 61

5-3- پارامترهای ورودی و خروجی در فرآیند جوشکاری .................................. 61

6-3- استفاده از ربات برای کنترل پارامترهای ورودی جوشکاری ................... 63

فصل چهارم: جوشکاری با کامپیوتر (CWS) و نمونه­ای از ربات جوشکار........... 64

4-1- مقدمه...................................................................................................................... 64

2-4- آشنایی با CWS................................................................................................. 64

3-4- CWSچگونه کار می­کند؟ ................................................................................. 65

4-4- دستگاه شبیه ساز جوشکاری Simulator ................................................. 66

1-4-4- دستگاه شبیه‌ساز مدل ETS-OIM  ........................................................ 66

2-4-4- امکانات دستگاه ETS-OIM ..................................................................... 67

3-4-4- ویژگی های فنی دستگاه .............................................................................. 67

4-4-4- اجزای متعلقات شبیه ساز ........................................................................... 68

5-4-4- روش کار و انتخاب حالت ........................................................................... 69

6-4-4- نحوه محاسبه خطاها از طریق دستگاه OIM- ETS ........................... 70

5-4- ساخت ربات جوشکار در داخل کشور ............................................................ 71

فصل پنجم : طراحی مکانیزم و اجزاء و سیستم های عمل کننده هیدرو لیکی ربات های صنعتی :79

1-5 طراحی مکانیزم :                                                                                                  79

1-1-5 : طراحی مکانیزم اصلی :                                                                                  79

2-1-5 طراحی مکانیزم غلتش ( ROLL ) در مچ :                                                    82

3-1-5 طراحی مکانیزم گریپ :                                                                                  83

2- 5 * طراحی اجزاء اولیه *                                                                                        85

1 – 2 – 5 – مشخصات کلی :                                                                                      85

2-2-5 : طراحی اجزاء مکانیزم اصلی :                                                                                     86

3-2-5 طراحی اجزاء مکانیزم مچ و گریپ                                                                   90

3-5- طراحی مدار سیستم‌های عمل‌كننده (هیدرولیك)                                                           93

1-3-5 شرایط خاص و انتظارات از سیستم هیدرولیک                                                             93

2-3-5 طراحی بخش تولید فشار، دبی و ایجاد فشارهای لازم                                       94

3-3-5 طراحی مدارهیدولیک بخش ویژه محورهای B,C                                           95

4-3-5 طراحی مدارهیدرولیک بخش ویژه محور A                                                    96

5-3-5 طراحی مدار هیدرولیک بخش ویژه محور D ( هیدروموتور)                           98

6-3-5 طراحی مدارهیدورلیک بخش ویژه گریپ                                                       99

منابع..................................................................................................................................   102

فصل اول : جایگاه وكاربرد ربات در صنعت  

1-1  مقدمه

     از اواخر دهه هفتاد، تقاضا برای استفاده از رباتها در صنایع شروع به پیشرفت  فوق العاده ای نمود. دلیل اصلی رشد چشمگیر صنایع رباتیک، عمدتاً به خاطر ملاحظات اقتصادی است. جنبه دیگر استفاده از رباتها بالا رفتن سرعت تولید و دقت کار می باشد بطوریکه بعلت دقت کامپیوتری، رباتها نسبت به کارگر در این حالت ضایعات کمتر شده و مصرف مواد اولیه پایین می آید. به عنوان مثال، صرفه جویی در مصرف رنگ را در  رباتهای رنگپاش حدود 10 تا 50 درصد است. همچنین در بکارگیری رباتها مخارجی چون لباس،دستکش، خوراک و وسایل نظافت کارگر را نیز کاهش می دهد که به جنبه اقتصادی بودن آن می افزاید. در بسیاری از بخشهای تولید که عملیات خطرناک بوده و یا محیط کار پر سروصدا وآلوده است، استفاده از رباتها می تواند کارگران را از خطرات ناشی از کار حفظ نماید. یك مثال چنین عملیاتی پرسکاری است که بطور مرتب موجب نقص عضو و صدمه به کارگران می گردد و یا رنگ پاشی که محیط آن بعلت استفاده از مواد شیمیایی برای سلامت کارگران مناسب نیست با جایگزین شدن رباتها در مراکز کارهای طاقت فرسا و حساس، کمک بسیار موثری به سلامت کارگران و دیگر پرسنل و رشد فکری آنها و رشد و بهبود تولید خواهد شد.

اینها دلایلی هستند که تا کنون باعث رشد روز افزون کاربرد رباتهای صنعتی در صنایع مختلف شده است.

2-1  تاریخچه: 

با اختراع  کامپیوتر و پیوند آن با ماشین های مکانیکی کم کم رباتهای صنعتی بوجود آمدند که می توان از یک دست مکانیکی که در سال 1947 در آزمایشگاه ملی آرگون ساخته شدند به عنوان اولین ربات نام برد .توضیح مختصری که در مورد کلمه ربات لازم به نظر می رسد این است که این کلمه از واژه (Robota)  در نمایشنامه رباتهای همه کاره در سال 1921 بکار برده شده.

سیر تکامل رباتهای صنعتی شاهد سه  نسل بوده است. این تقسیم بندیها در حقیقت متکی به اصول طراحی سیستم های کنترل آنها است و به این  صورت نامگذاری شده اند.

نسل اول: رباتهای قابل برنامه ریزی (prigigramable)، این ربات ها به طور پیوسته و یکنواخت حرکات برنامه ریزی شده را انجام می دهند ولی قابلیت نشان دادن عکس العمل در برابر حوادث پیش بینی نشده را ندارند.

نسل دوم: رباتها مجهز به حساسه هایی هستند که قادر به ادراکاتی از قبیل بینایی، احساس گرما و موقعیت و همچنین انجام واکنش در برابر نیرو می باشند. آنها قادرند با توجه به اطلاعات دریافتی عملیاتی را کنترل کنند.

نسل سوم: رباتها دارای هوش مصنوعی (Artifcias In telligevcp Robots) دارای ادراکاتی بیشتر از نسل دوم مانند قدرت تصمیم گیری و تشخیص طرح و ابعاد قطعه و همچنین تکمیل و تصحیح حرکات در عملیات مختلف هستند. قدرت بینایی، مشابه سازی از تأثیرات محیطی به صورت دیجیتال و استفاده از حس کننده ها از ویژگی های این نسل از رباتهاست.

لازم به توضیح است که پیدایش یک نسل جدید از رباتها به معنی زوال نسل قبلی نیست بلکه نسلهای قبلی ضمن حیات خود، کاربرد گسترده تر و روزافزونی نیزپیدا می کند و هریک قادر به انجام کارهای به خصوصی در صنعت هستند.

تعریف ربات:

با وجود پیشرفتهای زیاد در ساختن و بکارگیری رباتها هنوز دانشمندان در مورد تعریف ربات با هم به توافق نرسیده اند.

 انجمن رباتهای صنعتی ژاپن رباتها را شش گروه زیر تقسیم می کند.

1-                       یک دست مکانیکی که توسط اپراتور کار می کند (Mechanical Monipulator)

2-                       ، یک دست مکانیکی که کارهای تکراری را قدمهای متوالی تعریف شده انجام می دهد و به سادگی ترتیب کارها قابل تغییرنیست. (fixed sequence)

3-                       ربات با ترتیبات متغیر (variable sequence) ،یک دست مکانیکی که کارهای تکراری را قدمهای متوالی با ترتیب تعریف شده است انجام می دهد و این ترتیب به سادگی قابل تغییر است.

4-                       ربات قابل آموزش (plag. Back) که عبارت است از دست مکانیکی که توسط حافظه خود می تواند عملیاتی را که قبلاً انجام شده است تکرار نماید.

5-                       ربات با کنترل عددی (Numericol control) عبارت است از رباتی که با برنامه کامپیوتری کار می کند.

6-                       ربات با هوش (intelle gont) توانایی درک از محیط و استعداد انجام کار با توجه به تغییر در                                      شرایط محدوده عمل کار را دارد.

شكل (1- 1 ) نمونه ای از ربات جوشكار

1-3 کارگاه Work life  2000

با ورود سیستمهای اتوماتیك و روباتیك‌، طبیعی است كه ویژگیهای كاری كلیه پرسنل تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. این طــور به نظر می رسد كه در اثر به كارگیـری استـــراتژی جدید صنعتی ( ماشینی شدن )‌، استفاده از نیرو و كارهای یدی به مـــــرور زمان به فراموشی سپرده می شود. با این وجود گروهی معتقدند كه منابع انسانی همچنان اهمیت خود را حفظ كرده و حتی به آن بهای بیشتری نیز داده خواهد شد.

جهت شفاف ساختن مطالب مورد بحث‌، كارگاهی تحت عنوان work life 2000 برگزار گردید. در این كارگاه‌، جوشكاری به عنوان یكی از زیر شاخه های تولید كه تغییرات تكنولوژیكی در آن به وضوح آشكار بوده و خصوصا صنایع كشورهای اروپایی به دلیل رو به نقصان گذاشتن جوشكاران ماهر توجه خاصی نسبت به آن دارند، مورد بررسی قرار گرفت. در دنیا پیشرفت تكنولوژیكی تدریجی در صنایع جوش قابل مشاهده است. روش ها و مواد جدید مرتبا معرفــی می گردند. به موازات پیشرفت های ذكر شده‌، واضح و مبرهن است كه منابع انسانی نیز ركن مهمی را تشكیل میدهند كه نباید به فراموشی سپرده شوند. در بسیاری از كشورها‌، صنعت جوشكاری با معضل بزرگی مواجه شده و آن عبارت از حفظ نیروی جوشكار ماهر و عدم استقبال جوانان از این فن می باشد. از آنجایی كه جهت احراز صلاحیت لازم برای عنوان جوشكار ماهر‌، سالها آموزش و تمرین لازم بوده و از سوی دیگر محیط كار جوشكاری پر خطر بوده و تمیز نمی باشد‌، لذا خصوصا جوانان چندان تمایلی جهت پذیرش جوشكاری به عنوان شغل آینده خود ندارند. این امر به خصوص در كشورهایی كه آمار بیكاری بالایی دارند بسیار نمایان می باشد. واضح است كه صنعت جوشكاری می بایستی به فكر چاره بوده و راه حلی جهت این معضل بیندیشد.

 در كارگاه مربوطه مطالب ذیل مورد بحث و بررسی قرار گرفت :

-    تاثیر اتوماسیون و روبات بر صنعت جوش

-    انواع عاملی كه در محیط كار بر سلامتی جوشكار تاثیر می گذارند.

-    مهارتهایی كه پرسنل می بایستی در كارگاههای جوشكاری سال 2000  كسب نمایند.

-    موقعیت  فعلی و آتی جوشكاری با توجه به اینكه جوانان رغبت چندانی به پذیرفتن این فن به عنوان شغل آتی ندارند.

-    چگونه جوشكاران می توانند به عنوان عضوی فعال و مولد تا سن بازنشستگی در این حرفه به خدمت ادامه دهند.

-    با توجه به عدم تمایل افراد به كار در صنایع تولیدی‌، وضعیت احتمالی آینده چگونه خواهد بود.

-    با توجه به روابط بازار كار‌، آیا نیاز به ساختار جدیدی می باشد.

بطور كلی بحث بر روی تاثیر تغییرات تكنولوژیكی بر شخصیت كاری و مهارتهای مـورد نیاز‌، موارد بهداشتی و مدیریت منابع انسانی متمركز شده بود.

تاثیر تغییرات تكنولوژیكی بر رفتار اپراتورها

تجزیه و تحلیل در زمینه معرفی تكنولوژی های جدید‌، بر پایه كارهای تحقیقاتی چندین موسسه جوشكاری در نقاط مختلف دنیا انجام پذیرفت. این پروژه توسط آقای Boekholt‌، مشاور ارشد یك شركت بین المللی جوشكاری انجام گرفت.

تغییرات تكنولوژیكی ذكر شــده شامل مكانیزه شــدن و استفاده از روبات در صنایع جوشكاری می گردد.

در زمینه مكانیزه نمودن جوشكاری‌، به اهداف مهمی در جهت استفاده از سیستمهای مكانیكی با هزینه كم یعنی استفاده از ماشین های كوچك و یا كله گی هایی كه تــرچ جوشكاری بر روی آنها نصب بوده نایل گردیدند.

  مزایای این سیستم ساده به قرار زیر است :

-    حداقل هزینه سرمایه گذاری

-    بالا بردن بازدهی جوشكاری

-    تجهیزات قابل حمل بوده و انعطاف بالایی دارند

-    كیفیت یكنواخت و خوب جوشكاری

روباتها می توانند توسط افرادی كه جهت كار با آنها آموزش دیده اند به كار گرفته شوند. احتیاجی نیست كه این اشخاص در رابطه با روشهای جوشكاری و یا رفع عیب اطلاعاتی داشته باشند و بطور كلی از سازماندهی تولید جدا می باشند. بنظر می رسد كه این سیستم بسیار نسبت به اختلالات حساس باشــد . روش دیگر‌، استفاده از سیستم روبات به عنوان بخشی از پروسـه می باشد. گروهی از جوشكاران ماهر نه تنها دانش كار را می آموزند بلكه برنامه ریزی و سرویس روبات را نیز فرا خواهند گرفت.

این سیستم احتیاج به سرمایه گذاری اولیه بیشتری دارد ولی در مقابل قابلیت بالایی برای مشكلات عملی و همچنین انطباق با تغییرات خصوصا" تولیدات جدید دارد.

مطالب فوق الذكر حاكی از آن است كه در آینده احتیاج به اپراتورهای صلاحیت دار جهت كار با روباتها افزونی خواهد یافت و این اپراتورها می بایستی دانش كافی در زمینه روشهای جوشكاری داشته باشند. بنابر این استخدام های آتی بر پایه به كارگیری جوشكاران دستی ماهر می باشد.

این نكته را نبایستی فراموش نمود كه درصد بالای از تولیدات جوشكاری به صورت دستی و با روشهای نیمه اتوماتیك Tig , Mag / Mig  و جوشكاری قوســی با الكترود روکش دار انجام می پذیرد . همچنین روشهای دیگری نیز برای مقاصد خاصی به كار می روند . در واقـع اكثر پروژه های جوشكاری توسط جوشكاران ماهری كه از روش های دستی چون   Mag / Mig  برای جوشكاری لوله استفاده می كنند‌، انجام می پذیرد.

4-1 جوشکاری و سلامتی

شرایط كاری كه در كارگاههای سنتی جوشكاری برای سلامت جوشكاران مضر است به قرار ذیل می باشند:

-    تشعشع شدید اشعه

-    گاز و دودهای حاصل از جوشكاری

-    سر و صدای زیاد

-    موقعیت های كاری نامناسب

-    قطعات سنگین

در اكثر كشورهای صنعتی تعداد كمی از جوشكاران می توانند تا سن بازنشستگی همچنان به صورت حرفه ای فعال بمانند. دلیل عمده این امر مشكلاتی است كه در رابطه با سلامتی شخص پدید آمده و موجب بازنشستگی زود هنگام و یا انتقال به مشاغلی دیگر می گردد.

جوشكاران در معرض عوارض وخیم ناشی از آتش سوزی‌، سقوط از ارتفاع و یا برق گرفتگی می باشند. همچنین در معرض آسیب های فیزیكی چون بریدگی‌، سوختگی در اثر تماس با فلز داغ‌، جرقه های جوشكاری و تابش اشعه های مادون قرمز و ماوراء بنفش نیز می باشند. ذرات ریز و گازهای حاصله از جوشكاری نیز موجب بیماریهای جدی می شوند. گازهای حاصله از جوشكاری می توانند موجب حالت خفگی‌، ذات الریه و تب فلزی گردند.

همچنین اثرات مزمن این گازها بر سیستم تنفسی سبب آسم و برونشیت مزمن می شود. از آنجائیكه جوشكاران در معرض غبارهای آزبست و همچنین دود و غبار آلومینیومی می باشند بنابراین عوارضی چون تصلب بافت ها دامن گیر آنها می گردد و جذب آلومینیوم و منگنز نیز سبب بیماریهای مربوط به سیستم اعصاب مركزی می شود. جوشكاران مرد در معرض كاهش قدرت باروری قرار گرفته كه این نیز به دلیل كرم و منگنز ناشی از جوشكاری می باشد . بنا به گزارش انجمن مطالعات بهداشتی در سوئد ‌، 90  درصد از جوشكاران در معرض بازنشستگی زود هنگام هستند . در این آمار‌، جوشكاری رتبه هفتم را دارد‌، بدین معنی كه 6 نوع شغل دیگر نیز موجود می باشد كه خطر آنها از لحاظ موارد پزشكی بیشتر از جوشكاری می باشد. از دلایل اصلی این بازنشستگی بیش از موعد‌، بیماریهای عضلانی و جمجمه ای و سیستم گردش خون می باشد . در مطالعات دیگری كه بر روی جوشكاران شاغل در كشتی سازی انجام گرفت‌، مشخص گردید كه ضایعات پزشكی در جوشكاران نسبت به كارگرانی كه در سایر بخش ها چون كشتی و یا تعمیرات موتور كار می كنند بسیار بیشتر می باشد و جوشكارانی كه بخاطر عوارض ناشــی از شغل‌، كار خود را تــرك می كنند 20 درصد بیشتر از كارگـرانی است كه در بخش كنتــرل كار می كنند.

از موارد بالا چنین نتیجه گیری می شود كه از نقطه نظر پزشكی‌، مشكلی كه بیش از همه سلامتی جوشكاران را به مخاطره می اندازد ناراحتی های مربوط به عضلات و جمجمه می باشد. در آینده‌، مطمئنا" جوشكاری بر روی مواد پرآلیاژ و آلومینیوم كه احتیاج به مهارت بالا دارد ادامه خواهد داشت و موارد محدودی خواهد بود كه این جوشكاری ها با سیستم های روباتیك انجام پذیرد . بنابر این در سالیان آتی نیز جوشكاران در معرض ذرات و غبار مضر و تنش ها خصوصا" در شركتها  و سازمانهای كوچك خواهند بود. ساعات جوشكاری در روز افزایش یافته و بدین ترتیب تاثیر این مواد بر جوشكاران بیشتر خواهد گردید. این مشكل به خصوص در كارگاههای تولید قطعات بـــزرگ كه جوشكاری در یك محل و بر روی یك قطعه انجــام می پذیرد بیشتر نمایان می باشد. از لحاظ مسایل اجتماعی یكی از بیماریهای رایج شغلی‌، بیكاری می باشد. بایستی به این مسئله توجه نمود كه استفاده از سیستمهای اتوماتیك در جوشكاری منجر به بیكاری گشته كه خود سبب تاثیرات مضری بر سلامتی می گردد.

5-1  مدیریت منابع انسانـی

با وجود آنكه اتوماسیون و استفاده از روبات در صنایع جوشكاری به مرور زمان اهمیت بیشتری می یابد، ولی در آینده جوشكاری دستی همچنان به عنوان یك فعالیت مهم در صنعت جوش ارزش خود را حفظ خواهد نمود و تعادلی مابین روشهای دستی و اتوماتیك بوجود خواهد آمد. معمولا" یك جوشكار در سن 30  الی 35  سالگی مهارتهای بالای جوشكاری به عنوان مثال مهارت و ظرفیت فیزیكی لازم را كسب مینماید و با بیشتر روشها و مواد جوشكاری آشنا بوده و به عنوان عضو فعال انجام وظیفه می نماید. در سن 40 و یا كمی بالاتر‌، مشكلاتی در رابطه با برآورد كردن نیازهــای كار گریبان گیر او خواهد شد. و در این مرحله اگر وظایف كاری جوشكار تغییر نكند‌، مشكلات پزشكی برای او پیش خواهد آمد و بعد از گذشت چند سال مسئله بازنشستگی زود هنگام و یا تغییر شغل مواجه خواهد شد . این وضعیت در شرایطی كه نیروی كار ارزان و قابل دسترس بود و همچنین تقاضا برای جوشكاران ماهر زیاد نبود‌، به خوبی قابل حل بود. ولی امروزه شرایط تغییر كرده و دلایل این تغییرات به قرار ذیل می باشد :

-    در اكثر كشورها‌، ترغیب جوانان به جوشكاری روز بروز مشكل تر می گردد.

-    آمار حاكی از آن است كه در آینده خصوصا" در اروپا رقابت شدیدی برای نیروی كار خواهد بود.

-    رتبه و موقعیت اجتماعی  جوشكاری در جامعه پایین می باشد و اكثرا" فرزندان خانواده های كم درآمد به این شغل روی می آورند.

-    افزایش تقاضا برای تولید سبب افزایش زمان جوشكاری می گردد كه خود موجب بار كاری بیشتر برای جوشكاران می شود. این امر خود سبب ایجاد تنش بر كلیه افراد دخیل در تولید می شود.

-    تقاضا برای كیفیت بالاتر موجب آن می گردد كه جوشكار تحت آموزش دائمی برای كسب مهارتهای لازم باشد .

-    اتوماسیون و استفاده از روبات نیاز به اپراتورهای دارای دانش كافی در جوشكاری و برنامه ریزی تولید را می طلبد.

با توجه به مطالب ذكر شده چنین می توان نتیجه گرفت كه صنایع می بایستی متوجه مسئله رقابت فشرده در جهت استخدام و حفظ جوشكاران ماهر باشند. در این رابطه حرفه جوشكاری بایستی مورد حمایت قرار گیرد. معرفی تكنولوژی جدید در یك سازمان باید با همیاری مشترك كارگر و كارفرما انجام پذیرد. روش و رفتار به كار گرفته شده در موسسات و جامعه بطور فزاینده ای جوشكاران را به بازنشستگی زود هنگام ترغیب می نماید. این شرایط می بایستی تغییر یابد. دانش كافی برای شروع اقداماتی در این زمینه موجود می باشد . در كشور فنلاند با اعمال شرایط خاصی‌، جوشكاران تا سن معمول بازنشستگی یعنی 65 سال به كار ادامه می دهند. مواردی كه در نظر گرفته شد شامل شرایط اقتصادی‌، وضع جسمانی خوب‌، علاقه به كار و مناسبات اجتماعی بودند.

مکانیسم های ارتقاء و توانایی کار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و یک جعبه ابزار (box tool) برای مؤسسات طراحی گردید . این به اصطلاح جعبه ابزار در واقع به عنوان راهنمایی برای :

الف) اشتغال

ب) برنامه ریزی

ج) تنظیمات بر حسب تقدم کار

نتایج نه تنها از لحاظ توانایی کار رضایت بخش بودند، بلکه سبب بهبود در مسئله بازنشستگی نیز گشتند.صنایع اروپایی با کمبود نیروی کار مواجهند. این امر نه تنها به ظاهر عدم توانایی حفظ و نگهداری نیروهای ماهر فعال می باشد، بلکه استخدام نیروی جوان هم روز به روز رو به کاهش می گذارد.

در کل اروپا، مدارس مهندسی، آموزش و برنامه های آموزشی دیگر جذابیتی برای نسل جوان ندارد.

صنعت جوش نسبت به سایر شاخه های تولید با این مشکلات بیشتر مواجه است. بنابراین مباحث مطرح شده در این مقاله بایستی با جدیت بیشتری در نظر گرفته شود.

:

1. در آینده جوشکاری دستی و اتوماتیک بطور مشترک و در کنار هم خواهد بود ولی جوشکاری دستی با مسائل مواجه خواهد شد که ناشی از پیشرفت های تکنیکی می باشد و لذا در آینده به کارگران با مهارتهای بالاتر نیاز می باشد.

2. رباتها و سایر ماشین ها در صورتی که توسط اپراتور هایی که دارای دانش کافی در رابطه با روشهای پایه باشند به کار گرفته شوند، درجنین شرایطی بازدهی افزایش خواهد یافت. معرفی تکنولوژی های جدید تولید بایستی با همکاری مدیریت و اپراتور ها انجام پذیرد.

3. مؤسسات بایستی تغییرات اساسی در سازمان خود داده تا در بکارگیری افراد مشکلی نداشته باشند لذا به مسئله مدیریت منابع انسانی باید توجه داشت.

4. صنایع باید قابلیت ارائه کار جذاب، محیط کاری خوب، فرصتهای شغلی خوب و حقوق مناسب را داشته باشند.

6-1  مزایای استفاده از ربات در صنعت

اکثر اوقات در تهیه و توجیه اقتصادی و مالی برای یک پروژه رباتیک بسیاری از قسمت های قابل صرفه جویی حذف گردیده زیرا تهیه آن احتیاج به زحمت و کوشش بیشتری دارد.

تعیین صرفه جویی مستقیم، از کارگر آسانترین قدم است و در نتیجه آن پایه ای برای توجیه اقتصادی پروژه می شود. این عمل میتواند اثرات منفی روی کارگران و افراد عادی  بگذارد زیرا بلافاصله تصور آنها این خواهد بود که سیاستها و برنامه های مدیریت و رؤسای کارخانجات تنها حذف نیروی کارگری می باشد . در صورتی كه استفاده از كارگر با وظیفه سخت تر و حتی آموزش كار با همان ربات ها میتواند اثرات منفی را پوشش دهد و اگر تعیین صرفه جویی های غیر مستقیم که بسیار مشکل تر می باشند از قبیل استفاده بهتر از ماشین ها و کیفیت بهتر تولید و کاهش ضایعات و دو باره کاری و کاستن ذخایر انبارها و برنامه بهتر تولیدی و کاستن سطح مورد نیاز کارخانجات و بسیاری از منابع دیگر که در این توجیهات اقتصادی منظور نمی شوند  برای کارگران تشریح شوند. شاید بسیاری از مسائل درگیری ها و مقاومت کارگران با روند این تکنولوژی از بین رفته و یا تا حد زیادی تقلیل پیدا کند.

این صرفه جویی ها می تواند از نظر کمیت بسیار قابل توجه باشد معمولاً صرفه جویی مستقیم در هر پروژه مشخص و معین می شود و این صرفه جویی ها بطور معمول در سه گروه تقسیم بندی می شوند:

1-                       صرفه جویی مستقیم از هزینه های کارگری

2-                       افزایش تولید از نظر تیراژ و كاهش ضایعات

3-                       صرفه جویی در مواد اولیه با كاهش ضایعات ، اجرای طرحهای پیچیده

صرفه جویی مستقیم هزینه کارگر باید شامل تمام مخارج آنها برای کارخانجات یعنی منافع جنبی کارگران از قبیل بیمه و درمان و بازنشستگی و غیره هم باشد و این اضافه بر مزد ساعتی کارگران می باشد وقتی که کارگر را با ربات مقایسه می کنیم حتماً اثرات تورم را نیز باید در محاسبات منظور گردانیم مثل افزایش دستمزدهای مستمر .

افزایش تولید در نتیجه استفاده از یک سیستم رباتیک حاصل می شود که باعث ساخت قطعات بیشتری در زمان تعیین شده ساعتی، روزانه یا شیفت در مقایسه با روش دستی کارگران است، مثلاً اگر یک سیستم رباتیک تولیدی در حدود 25درصد بالاتر از روش قبل ایجاد کند مقدار صرفه جویی شده مستقیم از کارگران حدود 25/1 ضربدر خرج روش دستی قبلی خواهد بود.

اغلب رباتها قادر نیستند که سریعتر از یک کارگر در هر سیکل عمل نمایند زیرا کارگران با استفاده از تطابق دست و چشم می توانند در مدت زمان کوتاه بازدهی بیشتری داشته باشند. اما از آنجائیکه بدلیل فاکتور های خاص انسانی از قبیل خستگی و کم شدن توجه به کاربر و بی حوصلگی و دیگر فاکتورها، یک کارگر نمی تواند در دراز مدت به همان سرعت و کیفیت یکنواخت عمل نماید. در انتهای یک شیفت هشت ساعته عادی است که تنها شش تا هفت ساعت یا کمتر کارمفید بتواند ارائه دهد.

لازم به توضیح است که تجربیات و آمار شرکتهای معتبر نشان داده است که از هر هشت ساعت کار روزانه تعداد ساعت کارمفید در ژاپن در حدود هفت ساعت و در آ مریکا حدود 5/6 ساعت و در اروپا 6-5/5 ساعت و در کشورهای حوزه خلیج فارس مانند کویت که از رفاه مادی بیشتری برخوردارهستند نیم ساعت و در ایران ما در حدود یک ساعت می باشد و بنابراین روند اتوماسیون در کشور ما، برای رسیدن به اهداف برنامه های اقتصادی و صنعتی که بالا رفتن کیفیت تولیدی و پایین آمدن قیمت را سبب می شود سریع می باشد. در زیر به تعداد دیگر از مزایای بکارگیری رباتها اشاره می شود:

1-6- 1 کاهش حجم انبارها و تسهیل در جریان گردش کار:

اگر قطعات بدون استفاده در انبار قرار بگیرند و یا منتظر فرآیند بعدی در خط تولید معطل شوند، نه تنها ارزش به آن قطعات اضافه نشده است بلکه خرج نگهداری آن در انبار نیز اضافه شده است.

یک سیستم رباتیک با در اختیار گرفتن قطعه و حمل آن در جهت یک سری از فرآیند های لازم و زنجیره ای باعث کاسته شدن ذخیره انبارها می گردد و نتیجه آن صرفه جویی در زمان است و همچنین حذف فرآیند های جانبی و کاستن فضای کاری و ذخیره انبارها تا حد بسیار زیادی می تواند در پایین آوردن مخارج تولیدی یک قطعه نقش عمده ای داشته باشند و به عنوان مثال یک ربات جوشکار (arc welding) با یک مشعل (torch) به طور میانگین می تواند به اندازه سه کارگر جوشکار کار انجام دهد و این به علت بهبود در زمان جرقه ایجاد قوس الکتریکی (Arc) می باشد.

همچنین وسایل ایمنی و محافظتی که برای جداسازی کارگران از محیط سخت کاری استفاده می شود در خصوص رباتها حذف می شوند

2-6-1                       بهبود کیفیت و افزایش میزان فروش:

کار یکنواخت باعث کیفیت خوب و یکنواخت و ارزان می شود و این از اثرات مثبت اتوماسیون است . امروزه در بازار های جهان تمام مشتریان به دنبال کیفیت بالا و قیمت ارزانتر هستند. استفاده از رباتها در صنعت اتومبیل سازی بخصوص در جوشکاری نقطه ای (spot welding) به مقداری بسیار زیاد کیفیت بدنه های اتومبیل ها را افزایش داده و این خود بعنوان وسیله تبلیغی از طرف کارخانه های تولیدی در دنیا استفاده شده است .

در عمل کیفیت بهتر باعث کاسته شدن دفعات بازرسی در خط تولید می گردد.

3-6-1                   کاهش هزینه های مربوط به ضایعات و دو باره کاری:

ضایعات در مورد مواد مصرفی بیشتر به علت عدم توجه و یا عدم رعایت فرآیند کار از طرف کارگران می باشد. مانند اسپری کردن قطعات که ممکن است بیش از حد در یک یا چند نقطه زده شود، با استفاده از رباتهای صنعتی این کار بهتر و آسانتر کنترل می شود و از ضایعات کاسته خواهد شد و همچنین ضایعات کارهای دستی کارگران به علت خستگی و یا عدم توجه که باعث دوباره کاری می شود، با استفاده از رباتهای صنعتی حذف می شود و احتیاج به کارگر مجدد برای دوباره کاری نخواهد بود.

4-6-1                       کاهش حوادث ناشی از کار و افزایش ایمنی در آن:

با توجه به جداول و آمار و ارقام موجود رابطه با حوادث و سوانح ناشی از کار می توان به اهمیت استفاده هرچه بیشتر از سیتم های خودکار و رباتیک پی برد و دیده می شود که تعداد صدمه در مردان بیشتر از زنان است و عمده صدمات در گروه سنی 20 تا 40 سال اتفاق می افتد و همچنین باید توجه داشت که بسیاری از حوداث اصولاً گزارش نمی شوند.

5-6-1                       کاهش هزینه های ناشی از تغییر خط تولید:

در اتوماسیون انعطاف پذیر، رباتها این قابلیت را دارند که تغییرات در سیستم و فرایند تولیدی را آسانتر انجام دهند. درنتیجه در اتوماسیون انعطاف پذیر رباتها می توانند به طور جدی در کاسته شدن مخارج طراحی قطعات موثر واقع شوند. این فاکتورها همه باید در توجیه مالی و اقتقصادی سیستم های رباتیک در مقابل حالتهای دیگر دستی مورد توجه قرار بگیرند.

7-1  تجزیه و تحلیل اقتصادی استفاده از ربات در فرایند تولید:

به منظور بررسی اقتصادی عملکرد یک ربات لازم است تا مجموع هزینه های انجام شده و نتایج حاصل از صرفه جویی در هزینه را بدانیم، وقتی در مورد هزینه ربات صحبت می شود باید مطمئن شد که تمام هزینه ها در نظر گرفته شده است. علاوه بر هزینه اصلی خود ربات، هزینه های زیر نیز وجود دارند:

1-  مکانیزم پنجه ربات (Gripper)

2-  حساسه (Sensors) برای حصول اطمینان از قرار گرفتن قطعه در محل مورد نظر

3-  تغییر در ربات و وسایل جانبی همانند کمپرسور هوای فشرده، واحد برق

4-  تغذیه کننده ها و وسایل مورد نیاز برای گذاشتن قطعه در مکانی مشخص

5-  هزینه نگهداری سالیانه

مواردی که با استفاده از ربات در هزینه ها صرفه جویی می شود به قرار زیر است:

1-  جایگزینی کارگر، شامل هزینه ایست که بعنوان پرداخت مستقیم به یک یا چندین کارگر که توسط ربات جایگزین شده اند، می شود.

2-  افزایش کیفیت: مطلوبست این افزایش کیفیت کمی شود تا با ضرب حاصل کمی شدن در اثر افزایش کیفیت در تعداد قطعات تولید شده در یکسال بتوان نتیجه حاصل از افزایش کیفیت را بدست آورد.

3-  ماشین می تواند سرعت سیکل تولید را افزایش دهد. استفاده از ربات باعث افزایش تولید به میزان 25 درصد شود.

4-  صرفه جویی غیر مستقیم، یک ربات می تواند بصورت غیر مستقیم باعث صرفه جویی در هزینه شود مثل صرفه جویی درمواد اولیه، کاهش دوباره کاری، کاهش هزینه در اثر مجروح شدن کارگر.

 هزینه ها و صرفه جویی ها به صورت زیر فهرست می شوند:

  تغذیه کننده ها = f  

  حساس ها= s 

  هزینه اولیه ربات = r

  هزینه نگهداری سالانه= m

  تغییر طرح = D

  پنجه ربات= g

صرفه جویی های سالیانه:

-    افزایش تولید = I (labor saving)

-    افزایش کیفیت = Q

-    صرفه جویی در پرداخت سخت کار = L

مجموع هزینه ها عبارتست از:

                                                                                           (1-1)     C = R+G+D+F+S 

مجموع صرفه جویی های سالیانه عبارت است از:

                                                                                          (2- 1 )     A = L+Q+I

در صنعت از دو روش برای بررسی نتایج اقتصادی کاربرد ربات استفاده می شود این دو روش عبارتند از : .

1-7-1-   مدت زمان بازگشت سرمایه (The Payback Period)

در این روش، مدیران کارخانه می خواهند بدانند چقدر زمان لازم است تا سرمایه اولیه بازپرداخت شود. دور، بازگشت با P نمایش داده می شود و واحد آن سال است که برابر است با هزینه اولیه تقسیم بر صرفه جویی خالص سالیانه عموماً این مقدار برای رباتها کمتر از 2 سال بدست می آید.

1-7-2-         سود سرمایه گذاری: (Return on Investiment ROI)

این روش از دقت بیشتری برخوردار است و به مدیر اجازه می دهد تا سود سرمایه گذاری توسط ربات را با سایر جایگزین های سرمایه گذاری مقایسه کند (چه در داخل شرکت و چه در خارج) دو متغیر مورد نیاز جدید به صورت زیر تعریف می شوند.

n = تعداد سالهای سر به سر شدن طرح که این مقدار را معمولاً پنج سال در نظر می گیرند.                                                                                                                                                              (4- 1 )      

C = تساوی (4-1 )، رابطه بین M , A , C , n , i را مشخص  می کند.

بعد از عدد گذاری در عبارت ( 4- 1 ) می توان مقدار i را محاسبه کرد و از آن در بررسی ها استفاده کرد. مثال از یک ربات برای تغذیه ماشین های خط تولید استفاده می شود. قیمت ربات 46000 دلار، قیمت پنجه مخصوص آن 5000 دلار، قیمت حساسه ها مورد نیاز 1000 دلار و قیمت قسمت تغذیه کننده 30000 دلار برآورد شده است. فرض بر این است که هیچ گونه تغییر طرحی برای خط تولید در نظر نیست و یک ربات می تواند جایگزین یک کارگر شود. کارگر مذکور با 8 ساعت کار روزانه در کل 24 ساعت روز کار در سال، ساعتی حدود 16 دلار مزد دریافت می کند. در اینجا فرض بر این است که هیچگونه افزایش تولید و افزایش کیفیت در اثر جایگزینی وجود ندارد. حال می خواهیم مدت زمان بازگشت سرمایه و نرخ سود حاصله از سرمایه گذاری (ROI) را محاسبه نمائیم

حل: متغییرهای تعریف شده بصورت زیر است:


R= 4600

  G=5000 

  S=1000   

       D=0  

                           Q=0

                           I= 0

                    F=30000

 (46000از10%)M=4600                               

     شیفت / سال                        

کل صرفه جویی سالیانه برابر است با

مدت زمان بازگشت سرمایه برای یک شیفت کاری در روز

 سال

با فرض سربه سر شدن طرح در پنج سال، مقدار ROI (سود سرمایه گذاری) برابر است با:

(برای یک شیفت کاری در روز)  ROI=20%

(برای دو شیفت کاری در روز) ROI=67%

فصل دوم

مشخصات ربات های صنعتی

2-                      مقدمه

بدون شک رباتها یکی از پدیده های نوین جهان معاصر هستند و از بدو پیدایش تا به امروز پیشرفت های زیادی نموده اند و با نفوذ چشمگیری که در صنایع مختلف در رشته های تحقیقاتی و پژوهشی داشته اند، در بسیاری موارد جایگزین انسان شده و ناممکن های بیشماری را ممکن ساخته اند و بار سنگین انجام کارهای تکراری را از دوش بشر برداشته اند.

امروزه با اتکا به سیستم های کامیپوتری و به خدمت گرفتن کامپیوتر در ابعاد وسیعی از صنعت اعم از طراحی، تولید، کنترل، و .... ساختار صنعتی جهان با سرعت فزایند ه ای رو به دگرگونی است و سیستم های مدرن با شتاب چشمگیری، صنعت سنتی را در تمامی طیف وسیعش از صنایع سنگین تا صنایع ظریف از صحنه صنعت دور می کنند و در این خصوص، ربات ها بعنوان آخرین نسل ماشین های مدرن در هر پروسه و در هر مرحله ای از تولید صنعتی ظاهر شده و مطابق برنامه های از قبل تعیین شده از ظریفترین عملیات تا پیچیده ترین آنها را با سرعت، دقت و هزینه ای غیر قابل مقایسه با محصول کار متخصص ترین نیروهای انسانی، انجام می دهند .  به این ترتیب استفاده از ربات این امکان را فراهم می سازد تا انسان ها به مشاغل جدید و فعالیت هایی که قوای فکری و خلاقیت و ابتکار آنها را بکار گیرد، روی آورند.

کشورهای صنعتی پیشرفته، این نقش اعجاز آفرین ربات ها را دریافته اند و برآنند که با استقرار گسترده ربات ها در صنایع مختلف در جهت افزایش تولید و کاهش هزینه ها گام بردارند و در حقیقت می توان گفت که حفظ حیات و اقتدار صنعتی خود را تنها در گرو بکارگیری وسیع ربات ها می دانند، پس این ربات ها هستند که آینده صنعت را رقم می زنند.

لزوم سرمایه گذاری های کلان در ایجاد صنایع روباتیک، حتی برای تولید کنندگان که در حال ورشکستگی هستند نیز آنها را از رو آوردن به چنین پروژه هایی بازنداشته است، چرا که می دانند رباتیک کردن صنایع، هزینه خودش را خود تامین و جبران می کند و هر چه بیشتر ربات بکار گرفته شود بازده بالاتری خواهد داشت. اصولا کشورهای صنعتی منافع خود را در این می بینند که مشکل تامین بیکاران را که بر دوش دولتهایشان سنگینی می کند، تحمل نمایند. ولی دست از رباتیک کردن صنایع برندارند، چون پیروزی در رقابت های صنعتی را تنها در گرو بکارگیری رباتها می دانند.

هدف از بیان مطالب فوق درک دقیقتر و عمیقتر از فاصله ای که بین ما و آنها اتفاق افتاده است فاصله ای که جز تلاش همه جانبه و برنامه ریزی شده از بین نخواهد رفت متاسفانه باید اذعان داشت که روحیه فرار از تکنولوژی پیچیده و کامپیوتری و رو آوردن مشتاقانه به صنایع کلاسیک و روشهای اولیه و ابتدایی وضوح به چشم می خورد، هرچه ممکن است بطور مقطعی تا حدودی نیاز به خود کفایی و استقلال صنعتی را برآورده سازد، اما باید توجه داشت که تداوم این طرز تفکر و غفلت از روند رشد صنعتی جهان ه در جهت بکارگیری هرچه بیشتر از کامپیوترها و میکروپروسورها در طراحی وتولید گام بر می دارد، نتیجه ای جز کمک به هرچه عمیق تر کردن فاصله بین صنایع ما و صنعت پیشرفته امروزی نخواهد داشت. با توجه به مطالب فوق، چنین به نظر می رسد که اگر چنانچه در چنین مرحله ای، استفاده از سیستمهای پیچیده کامپیوتری از جمله ربات، عملی، مقرون به صرفه، مفید و یا حتی از نظر سیاسی و اقتصادی مصلحت نبوده و بکارگیری آنها در صنایع امروزی ایران قابل توصیه نباشد، فراگیری دانش فنی چنین سیستمهایی لازم و اجتناب ناپذیر است و درهیچ موقعیتی ازآن بی نیاز نخواهیم بود.

1-2                   اجزای رباتهای صنعتی:

رباتهای صنعتی به تناسب کاربرد با اشکال گوناگون و با توانایی های متفاوت ساخته می شوند، ولی به طور کلی دارای وجوه مشترکی هستند. رباتها معمولاً از چند قسمت اصلی تشکیل شده اند:

1- واحد مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و ...

         2- کنترل کننده مکانیکی که اطلاعات را ذخیره و حرکت واحد مکانیکی را هدایت می کند.

3- منبع قدرت که انرژی لازم را برای حرکت واحد مکانیکی تامین می کند.

4- سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد

1-1-2       واحد مکانیکی  

سینماتیك

سینماتیک ربات چگونگی حرکت نسبی بین اجزای مختلف ربات و نحوه قرارگیری آنها را مشخص می کند. چهار نوع حرکت اساسی در رباتهای صنعتی وجود دارد که عبارتند از:

الف) دکارتی

ب) استوانه ای

ج) کروی

د) بازویی

این چهار حرکت در شکل ( 1-2 )  نشان داده شده اند.

  الف) حرکت دکارتی : رباتهایی که از این سیستم حرکتی استفاده می کنند از یک ستون ثابت و یک بازوی متحرک و دوتکه L شکل، تشکیل شده اند. به این رباتها، رباتهای XYZ نیز گفته می شود. همان طور که در شکل مشاهده می شود نحوه اتصال و یاتاقان بندی اجزا به گونه ای است که تکه دوم بازو، قابلیت حرکت در سه راستای طولی، عرضی و ارتفاعی را دارد. موارد استفاده از این حرکت در شکل( 1-2 ) مشخص گردیده است.

ب) حرکت استوانه ای : رباتهای با حرکت استوانه ای متشکل از یک صفحه ثابت و یک ستون گردان هستند. روی ستون گردان بازویی نصب شده که قابلیت حرکت در جهت عمود بر ستون را دارد. با ترکیب حرکات فوق بازو را می توان به هر نقطه ای در فضای سه بعدی هدایت کرد.

ج) حرکت کروی : یک تیر که به صورت تلسکوپی باز و بسته می شود و با اتصال کاسه ساچمه ای به یک صفحه ثابت متصل شده است، اساس چنین حرکتی را شکل می دهد. این سیستم حرکتی انعطاف بیشتری نسبت به سیستم های قبلی دارد.

د) حرکت بازویی : این سیستم الهام گرفته از حرکت بازوی انسان است. بازو به صورت دو تکه، سه تکه ویا بیشتر ساخته می شود و در جهاتی که در شکل نشان داده شده قابلیت حرکت وجود دارد. این سیستم کارایی بیشتری نسبت به انواع قبلی دارد و موارد استفاده آن در شکل ( 1-2 )  نشان داده سده است.

    شكل ( 1-2  )  چهار نوع حركت در رباتهای صنعتی

واحد مکانیکی از یک سری لینک (Link) و لولا که قابلیت حرکت در جهات مختلف را داشته باشد تشکیل شده است و درنتیجه، حرکت تعریف شده ای را برای ربات ایجاد می کند.

این مکانیزم ها بوسیله محرک هایی که می توانند سیلندرهای نیوماتیک یا هیدرولیک، موتورهای الکتریکی و یا محرک های هیدرولیکی دوار باشند، به حرکت در می آیند. این محرک ها می توانند مستقیماً به اتصالات و لینکهای مکانیکی متصل باشند ویا اینکه بطور غیر مستقیم توسط زنجیره ها، چرخدنده ها، و تسمه ها و یا پیچ های ساچمه ای به حرکت در آیند. در صورت استفاده از محرک های نیوماتیک و یا هیدرولیک، جریان هوا یا روغن به محرک ها توسط شیرهای کنترل کننده که روی واحد مکانیکی نصب می شوند، کنترل می شوند. به منظور درک موقعیت های لینک ها و اتصالات نسبت به یکدیگر، از تعدادی پس خور (feed back) که روی اتصالات مکانیکی نصب می شوند، استفاده می شود. این پس خورها اطلاعات اخذ شده را به واحد کنترل کننده انتقال می دهند. از میکروسوئیچ هائی ساده که بوسیله بازوهای ربات تحریک می شوند و یا از وسایل سنجش موقعیت مانند انواع پتانسیومترها، سرعت سنج ها، تنش سنج ها و سایر وسایلی از این قبیل می توان به عنوان پس خور استفاده کرد.

اطلاعات پس خور به تناسب وسایل سنجش مورد استفاده، می تواند دیجیتال یا آنالوگ باشد، ساختمان واحد مکانیکی از سه قسمت زیر تشکیل شده است:

الف) عمل کننده انتهائی(End-effector): عمل کننده های انتهایی در رباتها دارای اشکال مختلف هستند و هر یک قادر به اجرای عملیات مخصوص به خود می باشند. به عنوان مثال می توان از پنجه ها (Grippers)با  بالشتک های مکشی برای گرفتن اشیاء، نازلهای مختلف برای انجام عملیات برش با گاز و مشعل ها برای جوشکاری قوس الکتریکی نام برد.

نقش عمل کننده انتهایی بسیار حساس است، چرا که در ارتباط مستقیم با نوع کار قرار دارد و حرکات مختلف خود رااز طریق لینک های متصل به یکدیگر ربات تامین می کند. صرف نظر از جزئیات ساختمانی عمل کننده انتهایی، می توان آن را به عنوان یک سیستمی که غالبا پیچیده است و دارای اجزای متحرکی می باشد و به طور معمول یک یا چند محرک مخصوص را دارا است بشمار آورد. عمل کننده های انتهائی اغلب مجهز به حس کننده های ویژه ای هستند که به آنها قابلیت انطباق با شرایط محیطی را بطور دقیق می دهد.

ب) بازو (Arm): عمل کننده انتهائی نمی تواند به تنهای از عهده انجام عملیات برآید و برای انجام یک کار مستلزم حرکت های اضافی به منظور قرار گرفتن در وضعیت صحیح و دقیق مورد نظر می باشد. این حرکات اضافی بوسیله یک سیتسم مکانیکی با شکل هندسی قابل تغییر که اصطلاحاً بازو نامیده می شود و قادر به انجام حرکاتی با دامنه محدود می باشد، تامین می گردد.

ج) چرخ‌های ربات

اگر روبات شما دارای چرخ برای حرکت است جنس و اندازه چرخ یکی از اساسی ترین مسائلی است که می تواند میزان توانایی ربات را مشخص کند. چرخ ربات را با توجه به جنس مکانی که ربات باید در آن حرکت کند به گونه ای انتخاب کنید که بیشترین ضریب اصطکاک را داشته باشد. در واقع عامل انتقال انرژی چرخها به زمین و در نتیجه حرکت ربات، اصطکاک چرخها با زمین است. اگر نیروی محرکه بسیار قوی در اختیار داشته باشیم  ولی چرخ های ماشین  بر روی زمین سر بخورد قطعاً نتیجه مناسبی نخواهید گرفت. در صورتی که چرخ روکش مناسبی ندارد و ضریب اصطکاک آن کم است باید یه گونه ای این مشکل را حل کرد . اگر ربات بر سطح صاف و محکمی مانند چوب حرکت می کند، لاستیک های ژله ای بهترین گزینه هستند.

چرخ ربات را باید در اندازه ای انتخاب کرد که در هنگام حرکت قدرت و سرعت مناسب را برای شما ایجاد کند. اصولاً هر چقدر قطر چرخ را افزایش دهیم سرعت ربات زیاد شده و در عوض قدرت آن کاهش می یابد. برای

بدست آوردن سرعت ربات باید محیط چرخ آن را بدست آورد و در سرعت چرخش آن ضرب کرد در این صورت میزان حرکت در واحد زمان بدست خواهد آمد

      شكل (2-2 ) موتور DC  که توسط گریبکس به چرخ متصل است

د ) معرفی چند مکانیزم پرکاربرد

آشنایی با مکانیزم ها تاثیر بسزایی در طراحی و ساخت مکانیک ربات دارد. به مجموعه ای از اجزای مکانیکی که به یکدیگر متصل و یا در تماسند و می توتنند نسبت به هم حرکت کنند، مکانیزم می گوییم. از مکانیزم ها برای تبدیل حرکت چرخشی الکتروموتورها به حرکات مورد نظر خود استفاده می کنیم.

1- مکانیزم چرخ وشانه (Rack & Pinion)

این مکانیزم از دو عضو چرخ (Pinion) و شانه(Rack)  تشکیل شده است و از آن برای تبدیل حرکت دورانی چرخدنده به حرکت مستقیم الخط شانه استفاده می کنیم. در مواردی که بخواهیم دریچه ای را باز و بسته کنیم و نیز در بسیاری موارد دیگر می توانیم از این مکانیزم بهره بگیریم. در اشکال زیر نمونه هایی از کاربرد این مکانیزم را می بینید.

قیمت فایل فقط 17,000 تومان

خرید

برچسب ها : بررسی رباتها صنعتی و مشخصات آنها در جوشكاری , جایگاه وكاربرد ربات در صنعت , طراحی مکانیزم , استفاده از ربات برای کنترل پارامترهای ورودی جوشکاری , پارامترهای ورودی و خروجی در فرآیند جوشکاری , دستگاه شبیه ساز جوشکاری , طراحی مکانیزم و اجزا و سیستم های عمل کننده هیدرولیکی ربات های صنعتی

نظرات کاربران در مورد این کالا
تا کنون هیچ نظری درباره این کالا ثبت نگردیده است.
ارسال نظر