کاربردهای ربات های صنعتی در صنایع مختلفمحقق: سید احسان ابن الترابکارشناسی فیزیک - عضو هیئت مدیره شرکت پژوهشی صنعتی هوشمند دانا صنعتWEB: www.HDS-CO.irE-mail: info@HDS-CO.ir

سالهای بسیاری است که در کشورهای بزرگ ص��نعتی اس��تفاده از رب�ات در خط��وط تولی��د مرس��وم ش��ده است. عمده ترین دالیل استفاده از این سیستم ها را می توان کاهش هزینه ها، اف��زایش کیفیت محص��ول و تولید با کیفیت یکنواخت، افزایش تولید، کاهش ضایعات، کاهش مص��رف م��واد اولی��ه و ک��اهش مص��رف انرژی نام برد. بهبود کیفیت کار برای کارمندان و ایمنی و سالمت آنها و در نتیجه کاهش هزینه های درمان و سختی کار نیز از دیگر نتایج استفاده از این سیستم ها در خطوط تولید است. اما ب��د نیس��ت ب��دانیم ک��ه استفاده از بازوهای رباتیک موجب ک��اهش فض��ای ک��ار، ک��اهش هزین��ه س��رمایه ای، اف��زایش به��ره وری و افزایش انعطاف پذیری تولید محصول نیز می گردد. انعطاف پذیری بازوه��ای رباتی��ک ب��ا توج��ه ب��ه برنام��ه پذیر بودن آن ها نکته مثبتی است ک��ه این امک��ان را ب��ه ص��نایع می ده��د ت��ا انج��ام ه��ر عملی را ب��ا دقت و سرعت باال از این سیستم ها انتظار داشته باشند. ل�ذا ب�ا تغی�یر فرآین�د محص��ول ی�ا تغی�یر در ن�وع و م�دل محصول، دیگر نیازی به خرید ماشین آالت جدید یا تغییرات عمده در خطوط تولید نیست. ساده ترین مدل

150 ت��ا 90ربات های صنعتی که عموم��ا ارزان ت��رین م��دل ه��ا ن��یز هس��تند ق��درت حم��ل ب��اری در ح��دود متر دارند. منظور از قدرت حمل، ماکزیمم وزنی است که این3 تا 2کیلوگرم و شعاع دسترسی در حدود

ه��ا بیش��ترین وزن ممکن ب��رتوانند بلند کنند و این بدان معنا نیست که حتم��ا بای��د در اس��تفاده از آنها میربات ها برای کاره�ای س��بک ن�یزهای اندک این مدلروی ربات قرار گیرد. عموما نیز مشاهده شده به علت هزینه

گردد.ها استفاده میاز آن

همانطور که گفته شد از بازوهای رباتیک برای انجام هر عملی در صنایع می توان استفاده نمود و ما قص��د داریم در این مقاله فرآیندهایی را که تا کنون توسط ربات در ص��نایع جه��ان انج��ام ش��ده اس��ت را مختص��ر

شرح دهیم.

( جوش66کاری قوس66یArc welding:) ان��واع ج��وش CO2و آرگ��ون. از وی��ژگی ه��ای این ن��وع جوشکاری توسط ربات می توان به سرعت و دقت بسیار اش��اره ک��رد. چ��را ک��ه در ط��ول ج��وش های زیاد نیروی انسانی توان��ایی ج��وش یکن��واخت را از دس��ت می ده��د و ظ��اهر نامناس��بی ب��رای جوش ایجاد می شود. قابلیت حرکت های خطی، دایره ای و منحنی های پیچی��ده توس��ط رب��ات در این نوع کاربرد بسیار مفید است. از مزایای استفاده از ربات در این فرآیند، ک��اهش آس��یب ب��رای نیروی انسانی، سرعت و دقت یکن��واخت اس��ت. همچ��نین در ط�ول ج��وش ه��ای بلن��د ک��ه ن�یروی انسانی توانایی جوش یکنواخت و بدون وقفه را ندارد رباتی با شعاع دسترسی متوسط می توان��د

م��تر( ب��ه ص��ورت یکن��واخت طی4های بلند )یک رب��ات ن��وعی تاح��دود خط مستقیمی را در طول نماید که نتیجه آن جوش خطی بسیار تمیز و یکنواخت خواهد بود.

( مونتاژک66اریAssembly:)س��رعت و دقت بازوه��ای رباتی��ک در عملیات مونتاژ کاری اهمیت دارد. با توجه به نوع ابزاری که بر روی ربات نص��ب می ش�ود ان�واع عملی�ات ه�ا مانن�د جایگ�ذاری قطع�ات

ه��ا ی��ا مه��ره ه��ا، پ��رچ ک��ردن، لحیم ک��اریداخل یک��دیگر، بس��تن پیچ بردهای الکترونیکی و غیره حتی تا جا انداختن خارهای ف��نری را می توان از ربات های صنعتی در عملیات مونت��اژ ک��اری انتظ��ار داش��ت.

ه��ای خ��اص و ب��اهای متنوع بس��یاری در م��دلبرای این کاربرد نیز رباتهای ویژه ای ساخته شده است. قابلیت

(چسباندن و چسب زدنBonding / Sealing:)ریختن چسب به صورت یکنواخت و با حجم و اندازه تعیین شده مفی��د ب��ودن

نماید.استفاده از ربات را در این فرآیند اثبات می

(اتاق تمیزCleanroom:)با توجه به شرایط ات��اق ه��ای تم��یز و ع��دم توان��ایی ن��یروی انس��انی در رفت و آم��د ه��ای مک��رر ب��ه

ها آلودگی نیز برای محیط ه��ای تم��یز ندارن��د، باالی این سیستمIPاینگونه محیط هاو نیز استاندارد دهد.استفاده از ربات های صنعتی را امری الزم و مفید جلوه می

(الیه نشانیCoating:)الیه نشانی از جمله فرآیندهایی است ک��ه در ش��رایط خ�اص مانن��د محی��ط گردد. لذا حض��ور انج��ام عملی��ات درخالء، اتاق تمیز، کوره های داغ، محیط های شیمیایی انجام می

اینگونه محیط ها نیازمند استفاده از ربات های صنعتی و بازوهای رباتیک می باشد.( برشکاریCutting 66:)،با نصب انواع ابزار برشکاری اعم از برش ل��یزر

واتر جت، پالسما، اسپیندل و یا حتی ابزارهای برشی خاص بر روی رب��ات های صنعتی می توان از این سیستم ها در فرآیندهای برشکاری اس��تفاده

نمود.

( پلیس66ه گ66یریDeburring:)پس از فرآین��دهای س��وراخکاری و ماش��ین کاری حذف پلیسه ها و تمیز کردن لبه ها نیز بسیار حس��اس و مهم اس��ت

و از ربات ها برای سرعت، دقت و یکنواختی کار استفاده می گردد.

( توزیع محصوالت و موادDispensing 6:)توزی��ع محص��والت در خ��ط تولی��د، ب��ا س��رعت و دقت ها با مقدار کنترل شده برای مثال در خط��وط تولی��د داروس��ازی ی��ا تزری��ق ان��واعبسیار و انتقال آن

ه��ای ص��نعتیمواد مانند فوم از فرآیندهای دیگری است که توسط رب��اتقابل انجام است.

(سوراخکاریDrilling :)در سوراخکاری دقت، سرعت و قدرت ربات های صنعتی قابلیت مفیدی می باشد که باعث شده استفاده از این

سیستم ها در این فرآیند افزایش یابد.(تابش باریکه الکترونElectron Beam 6:)با توجه به قطر اندک این

باریکه ه��ا و خط��رات و دقت م��ورد نی��از در اس��تفاده از آن ه��ا، انج��امعملیات با ربات های صنعتی منطقی تر و بهتر است.

(برش فیبرFiberglass Cutting 6:)گردن�د ک��ه ب�رایدر برش فیبر ذرات معلق خطرناکی تولی��د می انسان بسیار مضر و خطرناک است. در نتیجه عالوه بر دقت و سرعت، افزایش امنیت و س��المت

نیروی انسانی نیز از دالیل عمده استفاده ربات های صنعتی در این فرآیندها است.

(اسپری شعلهFlame Spray:)در پاش��ش رن��گ ب��ر روی پالستیک ک��اربرد دارد. در این فرآین��د ش��عله آتش در سطح قطعات پالس��تیکی ک��ار ب��اعث بوج��ود آم��دن

گردد و پیوند مولکولی رنگ با قطعههای آزاد میرادیکال سازد. هم اکنون این فرآین��د در ش��رکترا کامل تر می

های قطعه ساز )سازنده سپرهای رنگی خودرو( برای ش��ود وخودروسازان کشور به صورت دستی انجام می

ب��ه علت ع��دم یکنواخ��تی و دقت الزم، ش��اهد ریخت��هشدن رنگ سپر خودرو ها هستیم!!

(جوشکاری زیر پودریFlux Cored Welding:)با توجه به مزایای جوشکاری زیر پودری استفاده از ربات در طول جوش های بلند نیز این فرآیند را بسیار مفید تر نموده است. هم اکن��ون ماش��ین

دهن��د ام��ا این ماش��ین آالت مانن��دآالت خودکار بسیاری ساخته شده اند که این فرآیند را انج��ام می مانند و تنها در یک راستا قابلیت جوش دارند در صورتی که یک رب��ات ص��نعتیهای یک محور میربات

های منحنی و بس��یار پیچی��ده را ن��یز ب��ه راح��تی پی��ادهتواند حرکت محور است و می6معمولی دارای سازی کند.

(ریخته گریFoundry:)با توج��ه ب��ه خط��رات این فرآین��د ای که ش��رکتاستفاده از ربات نتایج مطلوبی دارد به گونه

های سازنده ربات های ص��نعتی م��دلهایی را مخص��وص این فرآیند طراحی و ساخته ان��د. معم��وال از رب��ات در عملی��ات ذوب ریزی، قالب گ��یری و جابج�ایی قطع��ات داغ اس��تفاده

گردد.می

براده(برداری Grinding 66:)ربات ها می توانند با نص��ب 6ابزار ماشین کاری، ب��ه عن��وان دس��تگاه ماش��ین ک��اری

محوره استفاده گردند. در صورت متفاوت ب��وده ط��رح و مدل قطعه مورد ماشین کاری و ع��دم س��ری ب��ودن ک��ار

استفادهCAD/CAMنیز می توان از ربات های موسوم به

نمود. در این سیستم ها با دادن طراحی سه بعدی و نقشه های قطع��ه ب��ه سیس��تم کن��ترل، رب��اتعملیات مورد انتظار را طبق نقشه اجرا خواهد نمود.

(قالب گیری تزریقیInjection Molding:)مورد استفاده در تزریق پالستیک یا دایکاست، برای خارج نمودن قطعه از داخل قالب، اسپری قالب و دیگر عملیات های مرتبط

(جوشکاری لیزریLaser Welding 6:)با توجه به ظرافت و دقت مورد نی��از در این فرآین��د، دقت ربات های صنعتی دلیل استفاده آنها در این فرآیند است.

( تغذیه ماشین آالتMachine Loading :)از ربات می توان در تغذیه انواع خطوط پرسکاری، ماشین کاری، تزریق، دایکاست و غیره استفاده نمود تا ضمن دقت و سرعت ب�اال و ام�نیت ن�یروی انسانی، با کار بدون وقفه باعث افزایش بهره وری و س��ود دهی

بیشتر ماشین آالت این خطوط شوند.(ماش66ینکاریMachine Tending 66:)رب��ات ه��ا عالوه ب��ر تغذی��ه

ماشین آالت مربوطه خود می توانند با نصب ابزار مخصوص، ب��ه عنوان دستیار و کمک دستگاه ماش��ین ک��اری اس��تفاده گردن��د.ب��ا اس��تفاده از سیس��تم ه��ای کن��ترل و هوش��مند س��ازی می ت��وان

حداکثر استفاده را از این سیستم ها در یک خط تولید نمود.

( جابجایی موادMaterial Handling:) جابجایی قطعات و محص��والت ب��ا دقت و س���رعت ب���اال مخصوص���ا قطع���ات س��نگین و ی��ا حجیم ک��ه ب��رای انس��ان دش��وار اس��ت از جمل��ه توان��ایی ه��ای رب��ات ه��ای ص���نعتی اس��ت.از دیگ��ر ویژگی های ربات ه��ای ص��نعتی در این فرآین��د، کن��ترل کیفیت، کن��ترل وزن و شکل قطعات و محصوالت حین انتقال

می باشد.(حذف نمودن موادMaterial removal 6:)حذف مواد راهکاری برای پلیسه گیری و یا جدا نمودن

. البت��ه ش��امل فرآین��دهای دیگ��ری مانن��د ب��رادهقسمت هایی مانن��د راهگ��اه از محص��ول می باش��د برداری، سنباده زنی، پرداخت، برش و فرزکاری و ماش��ین ک��اری می باش��د ک��ه ش��رح داده ش��ده

است.( پاشش فلزMetal Spray:)فرآیندی مانند الیه نشانی

که در آن ذرات فلز به قطعه پاش��یده می ش��ود و معم��والبرای تقویت قطعات و بازسازی آنها استفاده میشود.

( جوشکاری میگMIG Welding 6:)از انواع جوش قوسی است و همانطور که گفته شده است قابلیت حرکت های خطی، دای��ره ای و منحنی های پیچیده توسط ربات در این ن��وع ک��اربرد بس��یار مفید اس�ت. از مزای�ای اس�تفاده از رب�ات در این فرآین�د،ک�اهش آسیب برای نیروی انسانی، سرعت و دقت یکن��واخت اس��ت. در طول جوش های بلند که نیروی انسانی توانایی ج��وش یکن��واخت و بدون وقفه را ندارد رباتی با طول دسترس��ی متوس��ط میتوان��د

4های بلند )یک ربات ن��وعی تاح��دود خط مستقیمی را در طول متر( به صورت یکن��واخت طی نمای��د ک��ه نتیج��ه آن ج��وش خطی

بسیار تمیز و یکنواخت خواهد بود.

(فرزکاریMilling 6:)ربات ها هم می توانند عملیات فرز کاری را با ابزار اسپیندل انج��ام دهن��د و هم می توانند به عن��وان دس��تیار در کن��ار ماش��ین ه��ای ت��راش و ف��رز، در قس��مت ه��ای فرزک��اری

خطوط تولید نقش داشته باشند.

(چیدمانOrder Picking:)با استفاده از سیستم های هوشمند کنترل می توان بازوهای رباتیک را در عملیاتهای چیدن از روی الگوهای از پیش تعیین شده و قابل انتخاب به ک��ار گ��رفت. س��رعت و قدرت باالی ربات ها در این فرآین��د اهمیت دارد.از دیگ��ر وی��ژگی ه��ای رب��ات ه��ای ص��نعتی در این

فرآیند، کنترل کیفیت، وزن و شکل قطعات و محصوالت حین انتقال می باشد.(بسته بندیPackaging 6:)یکی از عمده ترین اس��تفاده رب��ات ه��ای ص��نعتی در فرآین��دهای بس��ته

بندی می باشد.(اتوماس666یون رن666گ ک666اریPainting Automation:)

استفاده از ربات در ان��واع خط��وط رن��گ ک��اری پیوس��ته ی��ا درجه آزادی این ربات ها6مقطعی مرسوم بوده و قابلیت

باعث شده تا بتوانند در رنگ کاری قطع��ات ب��ا ش��کل ه��ایپیچیده نیز کاربرد داشته باشند.

(پالت گذاریPalletizing:)برداش��تن محص��ول، انتق��ال و چیدن بر روی پالت ب��ا الگوه��ای چی��دمان پیچی��ده از س��اده ترین فرآیندهایی است که می توان از رب��ات ه��ای ص��نعتی انتظار داشت. قدرت حمل محص��والت س��نگین ب��ا س��رعت باال نیز باعث اف��زایش تولی��د و اف�زایش به�ره وری خواه��د

شد.

(انتقال قطعاتPart Transfer 6:)مکانی از قطعات جابجایی به مکان دیگر با قدرت، سرعت و دقت ب��اال و ک��ار ب��دون وقف��ه دالیل اس��تفاده از رب��ات در این فرآین��دها ب��وده اس��ت. از دیگ��ر ویژگی های رب��ات ه��ای ص��نعتی در این فرآین��د، کن��ترل کیفیت،

وزن و شکل قطعات و محصوالت حین انتقال می باشد.

( برداش66تن و گذاش66تن قطع66اتPick and Place:) هم��ان فرآین��د جابج��ایی و انتق��ال م��واد اس��ت ک��ه در آن

دقت و سرعت نقش بسیاری دارد.

( جوش و ب66رش پالس66ماPlasma Welding /Plasma Cutting 66:)ب��رش و ج��وش می همانند دیگ��ر فرآین��دهای

پالسمای ماند و فقط ابزار نصب شده بر روی از ربات کند. داغ برای انجام عملیات اس��تفاده می

( پولیش و پرداختک66اریPolishing 66:)پرداختک��اری نیز از جمله عملیات ه��ای خس��ته کنن��ده ب��رای ن��یروی انسانی است. عالوه بر این با توجه ب��ه این نکت��ه ک��ه ن��یروی انس��انی توان��ایی پ��رداخت هم��ه قطع��ات را بص��ورت یکس��ان و یکن��واخت ن��داردو ب��ا خس��تگی و گذش��ت زم��ان ممکن اس��ت کیفیت ک��ار تغی��یر کن��د، استفاده از رب��ات راه حلی ای��ده آل و منطقی اس��ت.

مح�ور این ق�ابلیت را دارن�د ت�ا6رب�ات ه��ای ص��نعتی انواع حرکت های ظریف منحنی و پیچی��ده را همچ��ون

دست انسان اجرا نمایند.

(پرسکاریPress Tending 6:)از مهمترین دالیلی که در یکی گردد ب��اال ب��ردن ایم��نیخطوط پرسکاری از ربات استفاده می

ها، پرده های نوری، کلیدنیروی انسانیست. چرا که با توجه به تمام تمهیدات امنیتی، میکرو سوئیچ های اض��طراری و ... م��ا هرس��اله ش��اهد خس��ارات ج��انی و ص��دمات ج��بران ناپ��ذیری در خط��وط

پرسکاری هستیم.

(جوش مقاومتیResistance Welding 6:)ای بوده با اینجوش مقاومتی نیز همچون جوش نقطه ای دای��روی باش��د. ک��اربرد آن درتفاوت که ممکن اس��ت س��طح م��ورد جوش��کاری فرات��ر از نقط��ه

ه��ایجوشکاری قطعات فلزی ضخیم به یکدیگر مانند جوش یک مهره به س��طح فل��زی و ی��ا تیرچ��هباشد.فلزی و امثال اینها می

(مسیریابیRouting :)مسیریابی با استفاده از سیستم های بینایی ماشین امکان پذیر بوده و کاربردی خاص از ربات های صنعتی می باشد. این کاربرد بیشتر در عملیات های کنترل کیفیت

توسط ربات استفاده می گردد.

(ریس66666ندگی و ن66666وارپیچیSpindling / Tapping 66:)در فرآین��د ن��وارپیچی دقت و س��رعت یکن��واخت و ی��ا

سرعت های خطی کاهشی یا افزایشی با شتاب یکنواخت نی��ازی است که توسط نیروی انسانی ب��ه دس��ت نمی آی��د. ل��ذا در اغلب

اینگونه خطوط تولید استفاده از ربات مشاهده شده است.

(نقطه جوشSpot Welding:)با توجه ب��ه وزن ب��االی گ��ان ه��ای نقط��ه ج��وش، این فرآین��د ب��رای ن��یروی انس��انی عملی دشوار خواهد بود. این در حالی است ک��ه ارزان ت��رین رب��ات

کیلوگر را دارند که برای150 تا 90های صنعتی قدرت حمل این کار بسیار مفید هستند.

(اسپری حرارتیThermal Spray :)در این روش با استفاده از ابزار خاصی حرارت توسط هوای شود. استفاده از ربات در یکنواختی و دقت زمان دمیده ش��دن ح��رارتداغ به سطح کار دمیده می

بسیار مفید است. چرا که در برخی محصوالت اسپری شدن بیش از ان��دازه ح��رارت ب��اعث تغی��یرگردد.شکل مواد می

(جوشکاری تیگTIG Welding 66:)از مزایای استفاده از ربات در این فرآیند، کاهش آسیب ب��رای نیروی انسانی، سرعت و دقت یکنواخت است. در طول جوش های بلند که نیروی انسانی توانایی جوش یکنواخت و بدون وقفه را ندارد رباتی با طول دسترسی متوسط می تواند خ��ط مس��تقیمی

متر( ب��ه ص��ورت یکن��واخت طی نمای��د ک��ه نتیج��ه آن4های بلند)یک ربات نوعی تا حدود را در طولجوش خطی بسیار تمیز و یکنواخت خواهد بود.

(بینایی ماشینVision 6:)ام�روزه در کش�ورهای ب�زرگ صنعتی استفاده از سیس��تم ه��ای پ��ردازش تص��ویر ب��رای کنترل کیفیت و کنترل صحت انجام عملیات ها با استفاده از ربات های ص��نعتی بس��یار مرس��وم ش��ده اس��ت. دقت باالی این سیستم ها باعث شده است ت��ا دیگ��ر محص��ول

بی کیفیت از این کارخانه ها خارج نشود.

(واترجتWater Jet 6:)برش با آب نیز همچون دیگر عملیات های برشکاری فرآیندی است که ب�ا استفاده از ربات های صنعتی سریعتر، دقیق تر و با کیفیت بهتر انجام خواهد شد.

(اتوماسیون جوشکاریWelding Automation :)انواع فرآیندهای جوشکاری با استفاده از ربات های صنعتی قابلیت های مورد انتظار ربات های ص��نعتی اس�ت. هم�انطوط ک��ه گفت��ه ش�د ق�ابلیت حرکت های خطی، دایره ای و منحنی های پیچیده توسط ربات در این ن�وع کاربرده��ا بس��یار مفی��د

است.

منابع:

http://www.HDS-Robotics.comhttp://www.FANUC robotics.ir