این بازو صنعت را رباتیک می‌کند

وقتی از بازوی رباتیک صحبت می‌کنید، منظور دقیقا چیست؟

بازوی رباتیک دستگاه یا وسیله‌ای است که از یک‌سری محورها و مفصل‌ها تشکیل شده و از عملکردی شبیه بازوی انسانی برخوردار است. همان طور که نیروی انسانی می‌تواند در کارخانه از نیروی بازو برای انجام کارهای مختلف استفاده کند، این بازوی رباتیک هم می‌تواند مانند بازوی انسان در کارخانه کار انجام دهد. البته بازوی رباتیک ابعاد بزرگ‌تری دارد و با دقت بالاتری کار را انجام می‌دهد.

بازوی رباتیک طراحی شده، انجام چه کارهایی در صنعت را می‌تواند به عهده گیرد؟

ربات‌ها می‌توانند در صنعت، کاربردهای متنوعی داشته باشند. بازوی انسان را در نظر بگیرید. بر اساس این که بازوی انسان چه ابزاری در دست داشته باشد می‌تواند برای انجام کارهای مختلف از این ابزارها استفاده کند. ربات نیز همین قابلیت را دارد. اگر ابزار برش به دست بازوی رباتیک دهند می‌تواند کار برش را براحتی انجام دهد. اگر ابزار جوش در دست داشته باشد کار جوش را بدرستی انجام می‌دهد. به این ترتیب این بازوی رباتیک می‌تواند انجام کارهای مختلف از برش، جوشکاری و تزریق تا پاشیدن رنگ و مواد عایق را بدرستی انجام دهد. به طور کلی می‌توان کاربرد این بازوی رباتیک را در حوزه‌های جوشکاری، جا به جایی قطعات، پاشیدن، تزریق، برشکاری و پلیسه‌گیری خلاصه کرد.

آیا ما در کشور، سابقه استفاده از بازوی رباتیک در صنایع مختلف را داریم؟

بله. اکنون به طور گسترده در شرکت‌های بزرگ خودروسازی و کارخانه‌های تولیدکننده قطعات خودرو، صنایع بلور و کریستال و به طور کلی در فرآیندهایی که به دقت بالایی نیاز دارد و به عبارتی هر جا که فرآیند تولید سریالی و با تعداد بالا مورد نظر باشد از بازوهای رباتیک در فرآیند تولید استفاده می‌شود. برای مثال اگر بخواهیم از یک قطعه در روز به تعداد زیادی تولید کنیم، این ربات‌ها می‌توانند در فرآیند تولید نقش موثری ایفا کنند.

آیا پیش از این نمونه داخلی بازوهای رباتیک در کشور ساخته نشده بود؟

یکی از مباحث مطرح در این حوزه، ربات‌های آزمایشگاهی، پژوهشی یا دانشگاهی است که کاربرد آنها بیشتر جنبه تحقیقاتی دارد. در بحث دیگر کاربرد ربات‌ها در مقیاس صنعتی و کاربردی مطرح است. دانشگاه‌ها پیش از این در مقیاس کوچک یعنی در مقیاس پژوهشی و آزمایشگاهی کارهایی را در این زمینه انجام داده بودند. خودم هم وقتی دانشجو بودم یک ربات پژوهشی کوچک متناسب با شاخص‌های دانشگاهی و آزمایشگاهی ساخته بودم، اما این ربات ماهیت متفاوتی دارد و استفاده از آنها در خط تولید واقعی و در مقیاس صنعتی مناسب نیست و نمی‌تواند روزی 20 ساعت کار کند. ربات یا بهتر بگویم بازوی رباتیکی که طراحی کرده‌ایم برای نخستین‌بار در مقیاس صنعتی تولید شده و هدف این است که صد درصد کاربردی باشد و در خط تولید مستقر شود. از این‌رو می‌توان گفت نخستین بازوی رباتیک محسوب می‌شود که با این هدف و برای این کار طراحی شده است.

وقتی در سطح کارشناسی درباره ربات‌ها صحبت می‌شود می‌گوییم ربات‌ سازه‌ای است که از یک سطح هوشمندی و قدرت حرکت و انتخاب برخوردار است. آیا بازوی رباتیک طراحی‌شده می‌تواند خودش همه کارها را انجام دهد یا باید از قبل برای آن برنامه‌ریزی شده باشد؟

از این نظر که تصور شود این ربات بتواند خودش در لحظه تصمیم‌گیری کند نمی‌توان گفت این ربات هوشمند است، اما یک مهندس برنامه‌نویس که کار نرم‌افزاری آن را انجام می‌دهد، در یک کاربری خاص مانند جوشکاری برای این ربات برنامه‌نویسی کرده و در این برنامه همه موارد را پیش‌بینی می‌کند که اگر ربات با اتفاق غیرمنتظره‌ای مواجه شود چه کاری باید انجام دهد. یعنی ربات‌های صنعتی از خودشان هوشی ندارند بلکه برنامه‌نویس بر اساس کاربردی که دارند برای آنها هوشی را در حافظه‌شان تعریف می‌کند که این ربات‌ها با استفاده از این اطلاعات مسئولیت‌شان را انجام می‌دهند. می‌توان گفت هوشمند هستند، اما قادر به تصمیم‌گیری لحظه‌ای نیستند. بسیاری از ربات‌ها مانند ربات‌های امدادگر به حسگرهایی مجهز شده‌اند که می‌توانند در لحظه تصمیم‌گیری کنند اما با توجه به این که مشخص است ربات‌های صنعتی چه کاری می‌خواهند انجام دهند و در چه حوزه‌ای کاربری داشته باشند، برنامه‌نویس می‌تواند فرآیند کار را برای این ربات یک بار به طور دقیق تعریف کند. گاهی ممکن است این تعریف برنامه چند روز هم طول بکشد، اما تا آخرین روزی که این ربات در خط تولید کار می‌کند با همان دقتی که از روز اول شروع کرده به کار خود ادامه می‌دهد و این ویژگی منحصر به فرد آنهاست.

اگر ربات در مسیر این فرآیند با مانعی برخورد کند، خودش می‌تواند از مسیر دیگری کار را دنبال کند یا این که باید کارشناس یا متخصص این مشکل را برطرف کند؟

ربات‌هایی که ما طراحی کرده‌ایم از آن دسته ربات‌هایی نیستند که مانند یک وسیله نقلیه قادر به حرکت باشند. بلکه در سطح کارخانه در محل مشخصی نصب و مستقر می‌شوند. اگر این بازوی رباتیک در حین کار با نقصی مواجه شود متوقف می‌شود و کارشناس بلافاصله علت توقف را بررسی می‌کند. پس از برطرف‌شدن نقص موجود، این ربات دوباره تنظیم می‌شود تا از اول شروع به کار کند. به این ترتیب احتمال خطا در کار به‌مراتب کمتر است. فضای کار صنعتی این طور است. از ربات‌ها در صنعت بیشتر به این شکل استفاده می‌شود. درواقع ربات‌ها را در صنعت رها نمی‌کنند؛ زیرا آنقدر هوشمند نیستند. در صنعت ربات‌ها را یک بار به طور دقیق تنظیم می‌کنند و از آنها می‌خواهند همیشه دقیق کار کنند.

پیش‌بینی می‌کنید مشتری اصلی این بازوی رباتیک طراحی‌شده، کدام دسته از صنایع باشد؟

در صنایع مختلف از خودروسازی تا قطعه سازی‌های وابسته، صنایع لوازم خانگی، تولید انواع بلور و کریستال و به‌طور کلی هر صنعتی که با مواد مذاب سرو کار دارد می‌توان از این بازوهای رباتیک استفاده کرد. در صنایعی که به بسته‌بندی کالا نیاز دارد و باید در یک جعبه تعدادی قطعه قرار داد، ربات‌ها به عنوان جابه‌جاکننده قطعات نقش ایفا می‌کنند. در هر صنعتی که به تزریق و چسب کاری، برش یا پلیسه‌گیر نیاز داشته باشد و حتی در صنایع داروسازی نیز پیش‌بینی می‌کنیم ابن ربات بتواند کارکرد موثری داشته باشد.

فرانک فراهانی‌جم / گروه دانش

ربات‌ها خستگی ناپذیرند

بدون تردید استفاده از بازوهای رباتیک در مقایسه با نیروی انسانی می‌تواند در بسیاری از حوزه‌ها مزیت‌هایی را به همراه داشته باشد. یکی از مسائلی که در کشور ما خیلی به آن توجه نمی‌شود بهداشت و ایمنی کاربران است. انجام بسیاری از کارها در حوزه صنعت با خطراتی همراه است. برای مثال در جاهایی که پاشیدن رنگ یا حتی جوشکاری انجام می‌شود، گازهایی در حین کار آزاد می‌شود که تنفس آنها سلامت کاربران را در معرض خطر می‌دهد. حضور در بسیاری از بخش‌ها نیز برای کاربران مناسب نیست. برای مثال کار کردن با دستگاه پرس یا کار در کنار کوره مذاب، از جمله بخش‌هایی است که کار کردن در آنجا برای کاربران خطرناک است.

در این موارد استفاده از ربات‌ها مزیت‌های زیادی دارد. البته این فقط جنبه ایمنی و بهداشت کار است. کاربرد ربات‌ها در حوزه صنعت می‌تواند جنبه‌های دیگری هم داشته باشد که بیشتر مورد توجه است. ربات‌ها خستگی‌ناپذیرند. بنابراین استفاده از آنها در فرآیند تولید می‌تواند نقش مهمی در افزایش کیفیت کار داشته باشد و نرخ تولید را افزایش دهد. نیروی انسانی یا کاربر معمولی که از صبح تا شب کار می‌کند به استراحت و مرخصی نیاز دارد، اما این ربات‌ها برای کار در ساعت‌های طولانی ساخته شده‌اند و کار دائم آنها هیچ اثری در کاهش حجم و کیفیت تولید ندارد. وقتی یک ربات روی قطعه‌ای کار می‌کند در فرآیند تولید یک کار از پیش تعیین‌شده را اجرا می‌کند، اما کیفیت کار نیروی انسانی هنگام صبح در مقایسه با ظهر که احساس خستگی می‌کند متفاوت است. یک ربات همیشه با یک کیفیت ثابت کارش را انجام می‌دهد و این به معنی یکنواختی کیفیت است که بسیار مهم به نظر می‌رسد.

در سیزدهمین نمایشگاه بین‌المللی صنعت و معدن که اواسط مهرماه برگزار شد، از این بازوی رباتیک رونمایی شد. قرار است در نمایشگاه صنعت خودرو که آذر برگزار می‌شود نیز این ربات برای طیف دیگری از مشتریان رونمایی شود. برای فروش این بازوی رباتیک به صنایع مختلف، مذاکراتی انجام شده، اما چون بتازگی رونمایی شده هنوز در هیچ کارخانه‌ای نصب نشده است. آزمایش‌های لازم انجام شده که نتایج موفقیت‌آمیزی را به همراه داشته است. از روزی که نمونه اولیه تولید شده، ساعت‌ها برای این ربات برنامه‌ریزی کرده‌ایم و از عملکرد آن اطمینان داریم.

برای ساخت این بازوی رباتیک از روشی مشابه ـ که همه ربات سازهای مطرح دنیا آن را در دستور و برنامه کارشان قرار می‌دهند ـ استفاده شده است. روش کار این است که اجزای سخت‌افزاری مربوط به قسمت کنترل ربات، سرووموتورها که نوعی موتور کنترل هستند و همچنین گیربکس‌ها از تامین‌کننده‌های معروف و شرکت‌های موجود در سطح دنیا خریده می‌شود. بخش دیگر کار که ربات سازها باید خودشان روی آن تمرکز داشته باشند و این بخش را طراحی کنند، از دوقسمت نرم افزارهای کنترل‌کننده ربات و بازوی مکانیکی تشکیل می‌شود. الگوی کار ما نیز مشابه دیگر کشورها است. ما برای تولید این بازوی رباتیک، سخت‌افزار سیستم کنترل‌کننده بازوی رباتیک، سرووموتورها و گیربکس‌ها را از تامین‌کننده‌های معروف و معتبر اروپایی خریده‌ایم، اما نرم‌افزار سیستم کنترل‌کننده بازوی رباتیک را خودمان طراحی کرده‌ایم. بازوی مکانیکی را نیز خودمان طراحی و پیاده‌سازی کرده‌ایم. این ربات از همه امکانات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری که دیگر ربات‌های مشابه خارجی دارند، برخوردار است.

سهیل آهنگریان / مدیر پروژه