رباتهای ایرانی در خدمت صنایع

ربات یا روبوت وسیله ای مکانیکی به منظور انجام وظایف مختلف است. یک ماشین که می تواند برای عمل به دستورات مختلف برنامه ریزی شود یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد.

کد خبر: ۱۴۰۵۳۳

مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی های طبیعی بشر باشند. این ماشین های مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس و درک کردن ، جابه جایی اشیا یا اعمال تکراری شبیه جوشکاری تولید می شوند. محققان پژوهشکده توسعه تکنولوژی جهاد دانشگاهی صنعتی شریف هم برای اولین بار در کشور موفق به طراحی و ساخت ربات جابه جایی و چرخش دوجهته سیلندر خودرو شدند. این ربات در واقع براساس یکی از نیازهای اساسی موجود در خط تولید داخلی طراحی و ساخته شده است و با توجه به دانش و تجربه ای که در این زمینه در پژوهشکده توسعه تکنولوژی وجود دارد، در صورت نیاز صنایع دیگر، نمونه های مشابه آن در مدت زمان کوتاه تری نیز ممکن است طراحی و ساخته شود.

به طور کلی علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است: الکترونیک (شامل مغز ربات)، مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات) و نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات). در واقع اگر یک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم ، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارهای پیچیده الکترونیک طراحی می کنند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های رایانه ای برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیت های خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.
در واقع ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت رباتها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند؛ مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد. برای مثال در قسمت مونتاژ یک کارخانه اتومبیل سازی ، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد، خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمردرد و... می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همین طور یا رباتهایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار می روند هم از انواع رباتهایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.
محققان پژوهشکده توسعه تکنولوژی جهاد دانشگاهی صنعتی شریف هم رباتی ویژه را طراحی کرده اند. در واقع برای اولین بار در کشور موفق به طراحی و ساخت ربات جابه جایی و چرخش دوجهته سیلندر خودرو شده اند.
این ربات براساس یکی از نیازهای اساسی موجود در خط تولید شرکت ایران خودرو و براساس شرایط خاص این شرکت در مدت 6 ماه ساخته شده است و با توجه به دانش و تجربه ای که در این زمینه در پژوهشکده توسعه تکنولوژی وجود دارد، در صورت نیاز صنایع دیگر، نمونه های مشابه آن در مدت زمان کوتاه تری طراحی و ساخته خواهد شد.
به گفته مهندس محسن مرادی دالوند، مدیر پروژه طراحی و ساخت این ربات ، باتوجه به نوع حرکت ربات و جستجوهای انجام شده ربات مشابهی در داخل و خارج از کشور وجود ندارد و با توجه به این که خط تولید پژو کاملا از شرکت پژو خریداری شده است و این که این ربات تا قبل از ساخت آن در ایران خودرو وجود نداشته است ، نشان دهنده منحصر به فرد بودن آن است.
مرادی درباره ویژگی های منحصر به فرد این ربات می گوید: این ربات یک ربات کره ای (Spherical) است که برای جابه جایی و چرخش استفاده شده است و با توجه به این که دارای سطح جاروبی به صورت یک نیمکره کامل است ، هیچ گونه مشابهی برای این ربات نه در داخل و نه در خارج از کشور پیدا نشده است.
طراحی این ربات از 15 آذر 85 شروع و تاریخ اتمام و راه اندازی آن 15 اردیبهشت 86 است و از آن تاریخ تاکنون به صورت 3شیفت در حال بهره برداری است.

تحول در صنعت خودروسازی

مرادی درباره مراحل مختلف طراحی این ربات می گوید: با توجه به نیاز ایران خودرو به این ربات که یک ربات بسیار خاص به لحاظ ابعادی و عملکردی است و در یک مکان بسیار خاص بایستی انجام وظیفه کند، قبل از شروع طراحی ربات ، ابتدا فضای اطراف ربات و دستگاه های قبل و بعد از آن به صورت سه بعدی در رایانه مدل شد و سپس با توجه به نوع حرکات لازم برای سیلندر خودرو، مکانیسم کلی ربات به صورت سه بعدی و در مجاورت دستگاه های قبل و بعد از آن ، مدل شد.

صرفه جویی ارزی

درباره اهمیت اجرای این طرح از لحاظ علمی اقتصادی هم باید گفت: صرفه جویی ارزی 200 هزار دلاری این ربات ، عدم وابستگی به دستگاه ها و متخصصان خارجی ، بالا بردن سطح اطمینان شرکتها و کارخانجات داخلی به دستگاه های محصول ایران و بالا بردن سطح علمی و توانایی برای انجام کارهای بعدی ازجمله عوامل قابل تامل در این طرح است.
تمام این طرح توسط ایران خودرو پشتیبانی شده و به صورت انحصاری مخصوص این شرکت است ، ولی فناوری به کار رفته در این ربات در بسیاری از رباتهای دیگر قابل استفاده است. در واقع مکانیسم حرکتی این ربات در تمام کارخانجات و در مواردی که احتیاج به انواع جابه جایی و چرخش وجود دارد، کاربرد دارد.
مدیر این پروژه امیدوار است با توجه به کیفیت بالای این ربات و انجام کارهای محوله به بهترین نحو و با توجه به قیمت بسیار پایین آن ، قطعا مورد استقبال بسیاری از کارخانجات بین المللی واقع شود و صادرات آن بسیار توجیه پذیر باشد.
از نتایج این ربات مقاله علمی آماده شده و به مجله بین المللی The International Journal of Robotics Research ارسال شده است. همچنین مقاله ای به منظور ارائه در کنفرانس بین المللی ICRA 2008 که در کشور امریکا برگزار می شود آماده و در حال ارسال است. در ضمن برای ثبت این ربات به عنوان اختراع و شرکت در جشنواره خوارزمی اقدام شده است

پس از طراحی مکانیسم ربات ، با به حرکت درآوردن مدل سه بعدی ربات در رایانه ، محیط واقعی ربات در کنار آن مدل و تمامی ایرادهای احتمالی مکانیسم ربات برطرف شد. با مشخص شدن مکانیسم کلی ربات و نوع محرکهای آن از قبیل موتور، جکهای پنوماتیک و هیدرولیک ، با توجه به پروفیل های حرکتی ربات مشخصات کامل محرکها محاسبه شدند. سپس طراحی ابعادی تمامی قطعات ربات به صورت دقیق (Detail Design) انجام و برای ساخت آماده شدند.
پس از ساخت قطعات ربات ، مجموعه قطعات ساخته و قطعات آماده ، مونتاژ و براساس الگوریتم حرکتی و کنترلی ربات ، تست اولیه از ربات انجام و با توجه به نتیجه تست برنامه بهینه شد. در این مرحله ربات آماده نصب روی خط تولید و بهره برداری است.
مرادی می افزاید: در ساخت این ربات از هیچ گونه فناوری خارجی استفاده نشده است و از مرحله طراحی تا ساخت و مونتاژ آن ، همه در داخل کشور انجام شده است.

رباتی از نوع وطنی

ربات چرخش دوجهته سیلندر نمونه داخلی و خارجی ندارد و برای اولین بار در کشور در گروه پژوهشی مکانیک پژوهشکده توسعه فناوری جهاد دانشگاهی طراحی و ساخته شده است. این ربات که به صورت همزمان 4 نوع جابه جایی و دوران را در جهات مختلف انجام می دهد در صنایع مختلف کشور کاربرد دارد.
مرادی با اشاره به قابلیت های منحصر به فرد این ربات ، می افزاید: ربات چرخش 2 جهته سیلندر خودرو با قرار گرفتن در خط تولید ایران خودرو می تواند سیلندر خودرو را در دو جهت در اندازه های 90 و 180 درجه ، در کمترین فضای ممکن و با سرعتی بسیار بالا به صورت همزمان بچرخاند تا وارد مرحله بعدی خط تولید موتور خودرو شود.
عضو هیات علمی جهاددانشگاهی خاطرنشان می کند: این ربات دارای ضریب ایمنی بسیار بالایی است و قابلیت کنترل در دو حالت اتوماتیک و دستی را دارد و طوری طراحی شده که احتمال آسیب رسیدن به ربات در اثر خطاهای اپراتور صفر است.
مرادی افزود: این ربات درواقع براساس یکی از نیازهای اساسی موجود در خط تولید شرکت ایران خودرو و براساس شرایط خاص این شرکت در مدت 6 ماه ساخته شده است. البته با توجه به دانش و تجربه ای که در این زمینه در پژوهشکده توسعه تکنولوژی وجود دارد، در صورت نیاز صنایع دیگر، نمونه های مشابه آن در مدت زمان کوتاه تری طراحی و ساخته خواهد شد.
به طور کلی قابلیت های ویژه و منحصر به فرد این ربات را می توان در موارد ذیل خلاصه کرد: چرخش سیلندر خودرو در دو جهت به اندازه های 90 و 180 درجه به صورت همزمان ، جابه جایی سیلندر خودرو در دو راستای x و y به اندازه مشخص ، انجام چرخشها و جابه جایی های مذکور در کمترین فضای ممکن و با سرعت بسیار بالا به صورت همزمان ، ضریب ایمنی بسیار بالای ربات حتی در زمانی که برق کمپرسور ربات به صورت همزمان قطع باشند، قابلیت کنترل ربات در دو حالت اتوماتیک و دستی ، غیرممکن بودن آسیب رسیدن به ربات در اثر خطاهای اپراتوری.