رباتهاي ايراني در خدمت صنايع

[robotic]

رباتهاي ايراني در خدمت صنايع

ربات يا روبوت وسيله اي مکانيکي به منظور انجام وظايف مختلف است. يک ماشين که مي تواند براي عمل به دستورات مختلف برنامه ريزي شود يا يک سري اعمال ويژه انجام دهد.
مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانايي هاي طبيعي بشر باشند. اين ماشين هاي مکانيکي براي بهتر به انجام رساندن اعمالي از قبيل احساس و درک کردن ، جابه جايي اشيا يا اعمال تکراري شبيه جوشکاري توليد مي شوند. محققان پژوهشکده توسعه تکنولوژي جهاد دانشگاهي صنعتي شريف هم براي اولين بار در کشور موفق به طراحي و ساخت ربات جابه جايي و چرخش دوجهته سيلندر خودرو شدند. اين ربات در واقع براساس يکي از نيازهاي اساسي موجود در خط توليد داخلي طراحي و ساخته شده است و با توجه به دانش و تجربه اي که در اين زمينه در پژوهشکده توسعه تکنولوژي وجود دارد، در صورت نياز صنايع ديگر، نمونه هاي مشابه آن در مدت زمان کوتاه تري نيز ممکن است طراحي و ساخته شود.

به طور کلي علم رباتيک از سه شاخه اصلي تشکيل شده است: الکترونيک (شامل مغز ربات)، مکانيک (شامل بدنه فيزيکي ربات) و نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصميم گيري ربات). در واقع اگر يک ربات را به يک انسان تشبيه کنيم ، بخشهايي مربوط به ظاهر فيزيکي انسان را متخصصان مکانيک مي سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونيک توسط مدارهاي پيچيده الکترونيک طراحي مي کنند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسيله برنامه هاي رايانه اي براي ربات شبيه سازي مي کنند تا در موقعيت هاي خاص ، فعاليت مناسب را انجام دهد.
در واقع ربات يک ماشين هوشمند است که قادر است در شرايط خاصي که در آن قرار مي گيرد، کار تعريف شده اي را انجام دهد و همچنين قابليت تصميم گيري در شرايط مختلف را نيز ممکن است داشته باشد. با اين تعريف مي توان گفت رباتها براي کارهاي مختلفي مي توانند تعريف و ساخته شوند؛ مانند کارهايي که انجام آن براي انسان غيرممکن يا دشوار باشد. براي مثال در قسمت مونتاژ يک کارخانه اتومبيل سازي ، قسمتي هست که چرخ زاپاس ماشين را در صندوق عقب قرار مي دهند، اگر يک انسان اين کار را انجام دهد، خيلي زود دچار ناراحتي هايي مثل کمردرد و... مي شود، اما مي توان از يک ربات الکترومکانيکي براي اين کار استفاده کرد يا براي جوشکاري و ساير کارهاي دشوار کارخانجات هم همين طور يا رباتهايي که براي اکتشاف در ساير سيارات به کار مي روند هم از انواع رباتهايي هستند که در جاهايي که حضور انسان غيرممکن است استفاده مي شوند.
محققان پژوهشکده توسعه تکنولوژي جهاد دانشگاهي صنعتي شريف هم رباتي ويژه را طراحي کرده اند. در واقع براي اولين بار در کشور موفق به طراحي و ساخت ربات جابه جايي و چرخش دوجهته سيلندر خودرو شده اند.
اين ربات براساس يکي از نيازهاي اساسي موجود در خط توليد شرکت ايران خودرو و براساس شرايط خاص اين شرکت در مدت 6 ماه ساخته شده است و با توجه به دانش و تجربه اي که در اين زمينه در پژوهشکده توسعه تکنولوژي وجود دارد، در صورت نياز صنايع ديگر، نمونه هاي مشابه آن در مدت زمان کوتاه تري طراحي و ساخته خواهد شد.
به گفته مهندس محسن مرادي دالوند، مدير پروژه طراحي و ساخت اين ربات ، باتوجه به نوع حرکت ربات و جستجوهاي انجام شده ربات مشابهي در داخل و خارج از کشور وجود ندارد و با توجه به اين که خط توليد پژو کاملا از شرکت پژو خريداري شده است و اين که اين ربات تا قبل از ساخت آن در ايران خودرو وجود نداشته است ، نشان دهنده منحصر به فرد بودن آن است.
مرادي درباره ويژگي هاي منحصر به فرد اين ربات مي گويد: اين ربات يک ربات کره اي (Spherical) است که براي جابه جايي و چرخش استفاده شده است و با توجه به اين که داراي سطح جاروبي به صورت يک نيمکره کامل است ، هيچ گونه مشابهي براي اين ربات نه در داخل و نه در خارج از کشور پيدا نشده است.
طراحي اين ربات از 15 آذر 85 شروع و تاريخ اتمام و راه اندازي آن 15 اردیبهشت 86 است و از آن تاريخ تاکنون به صورت 3شيفت در حال بهره برداري است.

تحول در صنعت خودروسازي

مرادي درباره مراحل مختلف طراحي اين ربات مي گويد: با توجه به نياز ايران خودرو به اين ربات که يک ربات بسيار خاص به لحاظ ابعادي و عملکردي است و در يک مکان بسيار خاص بايستي انجام وظيفه کند، قبل از شروع طراحي ربات ، ابتدا فضاي اطراف ربات و دستگاه هاي قبل و بعد از آن به صورت سه بعدي در رايانه مدل شد و سپس با توجه به نوع حرکات لازم براي سيلندر خودرو، مکانيسم کلي ربات به صورت سه بعدي و در مجاورت دستگاه هاي قبل و بعد از آن ، مدل شد. پس از طراحي مکانيسم ربات ، با به حرکت درآوردن مدل سه بعدي ربات در رايانه ، محيط واقعي ربات در کنار آن مدل و تمامي ايرادهاي احتمالي مکانيسم ربات برطرف شد. با مشخص شدن مکانيسم کلي ربات و نوع محرکهاي آن از قبيل موتور، جکهاي پنوماتيک و هيدروليک ، با توجه به پروفيل هاي حرکتي ربات مشخصات کامل محرکها محاسبه شدند. سپس طراحي ابعادي تمامي قطعات ربات به صورت دقيق (Detail Design) انجام و براي ساخت آماده شدند.
پس از ساخت قطعات ربات ، مجموعه قطعات ساخته و قطعات آماده ، مونتاژ و براساس الگوريتم حرکتي و کنترلي ربات ، تست اوليه از ربات انجام و با توجه به نتيجه تست برنامه بهينه شد. در اين مرحله ربات آماده نصب روي خط توليد و بهره برداري است.
مرادي مي افزايد: در ساخت اين ربات از هيچ گونه فناوري خارجي استفاده نشده است و از مرحله طراحي تا ساخت و مونتاژ آن ، همه در داخل کشور انجام شده است.

صرفه جويي ارزي


درباره اهميت اجراي اين طرح از لحاظ علمي اقتصادي هم بايد گفت: صرفه جويي ارزي 200 هزار دلاري اين ربات ، عدم وابستگي به دستگاه ها و متخصصان خارجي ، بالا بردن سطح اطمينان شرکتها و کارخانجات داخلي به دستگاه هاي محصول ايران و بالا بردن سطح علمي و توانايي براي انجام کارهاي بعدي ازجمله عوامل قابل تامل در اين طرح است.
تمام اين طرح توسط ايران خودرو پشتيباني شده و به صورت انحصاري مخصوص اين شرکت است ، ولي فناوري به کار رفته در اين ربات در بسياري از رباتهاي ديگر قابل استفاده است. در واقع مکانيسم حرکتي اين ربات در تمام کارخانجات و در مواردي که احتياج به انواع جابه جايي و چرخش وجود دارد، کاربرد دارد.
مدير اين پروژه اميدوار است با توجه به کيفيت بالاي اين ربات و انجام کارهاي محوله به بهترين نحو و با توجه به قيمت بسيار پايين آن ، قطعا مورد استقبال بسياري از کارخانجات بين المللي واقع شود و صادرات آن بسيار توجيه پذير باشد.
از نتايج اين ربات مقاله علمي آماده شده و به مجله بين المللي The International Journal of Robotics Research ارسال شده است. همچنين مقاله اي به منظور ارائه در کنفرانس بين المللي ICRA 2008 که در کشور امريکا برگزار مي شود آماده و در حال ارسال است. در ضمن براي ثبت اين ربات به عنوان اختراع و شرکت در جشنواره خوارزمي اقدام شده است


رباتي از نوع وطني


ربات چرخش دوجهته سيلندر نمونه داخلي و خارجي ندارد و براي اولين بار در کشور در گروه پژوهشي مکانيک پژوهشکده توسعه فناوري جهاد دانشگاهي طراحي و ساخته شده است. اين ربات که به صورت همزمان 4 نوع جابه جايي و دوران را در جهات مختلف انجام مي دهد در صنايع مختلف کشور کاربرد دارد.
مرادي با اشاره به قابليت هاي منحصر به فرد اين ربات ، مي افزايد: ربات چرخش 2 جهته سيلندر خودرو با قرار گرفتن در خط توليد ايران خودرو مي تواند سيلندر خودرو را در دو جهت در اندازه هاي 90 و 180 درجه ، در کمترين فضاي ممکن و با سرعتي بسيار بالا به صورت همزمان بچرخاند تا وارد مرحله بعدي خط توليد موتور خودرو شود.
عضو هيات علمي جهاددانشگاهي خاطرنشان مي کند: اين ربات داراي ضريب ايمني بسيار بالايي است و قابليت کنترل در دو حالت اتوماتيک و دستي را دارد و طوري طراحي شده که احتمال آسيب رسيدن به ربات در اثر خطاهاي اپراتور صفر است.
مرادي افزود: اين ربات درواقع براساس يکي از نيازهاي اساسي موجود در خط توليد شرکت ايران خودرو و براساس شرايط خاص اين شرکت در مدت 6 ماه ساخته شده است. البته با توجه به دانش و تجربه اي که در اين زمينه در پژوهشکده توسعه تکنولوژي وجود دارد، در صورت نياز صنايع ديگر، نمونه هاي مشابه آن در مدت زمان کوتاه تري طراحي و ساخته خواهد شد.
به طور کلي قابليت هاي ويژه و منحصر به فرد اين ربات را مي توان در موارد ذيل خلاصه کرد: چرخش سيلندر خودرو در دو جهت به اندازه هاي 90 و 180 درجه به صورت همزمان ، جابه جايي سيلندر خودرو در دو راستاي x و y به اندازه مشخص ، انجام چرخشها و جابه جايي هاي مذکور در کمترين فضاي ممکن و با سرعت بسيار بالا به صورت همزمان ، ضريب ايمني بسيار بالاي ربات حتي در زماني که برق کمپرسور ربات به صورت همزمان قطع باشند، قابليت کنترل ربات در دو حالت اتوماتيک و دستي ، غيرممکن بودن آسيب رسيدن به ربات در اثر خطاهاي اپراتوري.