پایان نامه بررسي رباتها صنعتي و مشخصات آنها در جوشكاري
فصل اول : جايگاه وكاربرد ربات در صنعت
- 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. يك 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.
- یک دست مکانیکی که توسط اپراتور کار می کند (Mechanical Monipulator)
- ، یک دست مکانیکی که کارهای تکراری را قدمهای متوالی تعریف شده انجام می دهد و به سادگی ترتیب کارها قابل تغییرنیست. (fixed sequence)
- 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.
- ربات قابل آموزش ( Back) که عبارت است از دست مکانیکی که توسط حافظه خود می تواند عملیاتی را که قبلاً انجام شده است تکرار نماید.
- ربات با کنترل عددی (Numericol control) عبارت است از رباتی که با برنامه کامپیوتری کار می کند.
- 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 اي از ربات جوشكار
1-3 کارگاه Work life 2000
با ورود سيستمهاي اتوماتيك و روباتيك، طبيعي است كه ويژگيهاي كاري كليه پرسنل تحت تاثير قرار خواهد گرفت. اين طــور به نظر مي رسد كه در اثر به كارگيـري استـــراتژي جديد صنعتي ( ماشيني شدن )، استفاده از نيرو و كارهاي يدي به مـــــرور زمان به فراموشي سپرده مي شود. با اين وجود گروهي معتقدند كه منابع انساني همچنان اهميت خود را حفظ كرده و حتي به آن بهاي بيشتري نيز داده خواهد شد.
جهت شفاف ساختن مطالب مورد بحث، كارگاهي تحت عنوان work life 2000 برگزار گرديد. در اين كارگاه، جوشكاري به عنوان يكي از زير شاخه هاي توليد كه تغييرات تكنولوژيكي در آن به وضوح آشكار بوده و خصوصا صنايع كشورهاي اروپايي به دليل رو به نقصان گذاشتن جوشكاران ماهر توجه خاصي نسبت به آن دارند، مورد بررسي قرار گرفت. در دنيا پيشرفت تكنولوژيكي تدريجي در صنايع جوش قابل مشاهده است. روش ها و مواد جديد مرتبا معرفــي مي گردند. به موازات پيشرفت هاي ذكر شده، واضح و مبرهن است كه منابع انساني نيز ركن مهمي را تشكيل ميدهند كه نبايد به فراموشي سپرده شوند. در بسياري از كشورها، صنعت جوشكاري با معضل بزرگي مواجه شده و آن عبارت از حفظ نيروي جوشكار ماهر و عدم استقبال جوانان از اين فن مي باشد. از آنجايي كه جهت احراز صلاحيت لازم براي عنوان جوشكار ماهر، سالها آموزش و تمرين لازم بوده و از سوي ديگر محيط كار جوشكاري پر خطر بوده و تميز نمي باشد، لذا خصوصا جوانان چندان تمايلي جهت پذيرش جوشكاري به عنوان شغل آينده خود ندارند. اين امر به خصوص در كشورهايي كه آمار بيكاري بالايي دارند بسيار نمايان مي باشد. واضح است كه صنعت جوشكاري مي بايستي به فكر چاره بوده و راه حلي جهت اين معضل بينديشد.
در كارگاه مربوطه مطالب ذيل مورد بحث و بررسي قرار گرفت :
– تاثير اتوماسيون و روبات بر صنعت جوش
– انواع عاملي كه در محيط كار بر سلامتي جوشكار تاثير مي گذارند.
– مهارتهايي كه پرسنل مي بايستي در كارگاههاي جوشكاري سال 2000 كسب نمايند.
– موقعيت فعلي و آتي جوشكاري با توجه به اينكه جوانان رغبت چنداني به پذيرفتن اين فن به عنوان شغل آتي ندارند.
– چگونه جوشكاران مي توانند به عنوان عضوي فعال و مولد تا سن بازنشستگي در اين حرفه به خدمت ادامه دهند.
– با توجه به عدم تمايل افراد به كار در صنايع توليدي، وضعيت احتمالي آينده چگونه خواهد بود.
– با توجه به روابط بازار كار، آيا نياز به ساختار جديدي مي باشد.
بطور كلي بحث بر روي تاثير تغييرات تكنولوژيكي بر شخصيت كاري و مهارتهاي مـورد نياز، موارد بهداشتي و مديريت منابع انساني متمركز شده بود.
تاثیر تغييرات تكنولوژيكي بر رفتار اپراتورها
تجزيه و تحليل در زمينه معرفي تكنولوژي هاي جديد، بر پايه كارهاي تحقيقاتي چندين موسسه جوشكاري در نقاط مختلف دنيا انجام پذيرفت. اين پروژه توسط آقاي Boekholt، مشاور ارشد يك شركت بين المللي جوشكاري انجام گرفت.
تغييرات تكنولوژيكي ذكر شــده شامل مكانيزه شــدن و استفاده از روبات در صنايع جوشكاري مي گردد.
در زمينه مكانيزه نمودن جوشكاري، به اهداف مهمي در جهت استفاده از سيستمهاي مكانيكي با هزينه كم يعني استفاده از ماشين هاي كوچك و يا كله گي هايي كه تــرچ جوشكاري بر روي آنها نصب بوده نايل گرديدند.
مزاياي اين سيستم ساده به قرار زير است :
– حداقل هزينه سرمايه گذاري
– بالا بردن بازدهي جوشكاري
– تجهيزات قابل حمل بوده و انعطاف بالايي دارند
– كيفيت يكنواخت و خوب جوشكاري
روباتها مي توانند توسط افرادي كه جهت كار با آنها آموزش ديده اند به كار گرفته شوند. احتياجي نيست كه اين اشخاص در رابطه با روشهاي جوشكاري و يا رفع عيب اطلاعاتي داشته باشند و بطور كلي از سازماندهي توليد جدا مي باشند. بنظر مي رسد كه اين سيستم بسيار نسبت به اختلالات حساس باشــد . روش ديگر، استفاده از سيستم روبات به عنوان بخشي از پروسـه مي باشد. گروهي از جوشكاران ماهر نه تنها دانش كار را مي آموزند بلكه برنامه ريزي و سرويس روبات را نيز فرا خواهند گرفت.
اين سيستم احتياج به سرمايه گذاري اوليه بيشتري دارد ولي در مقابل قابليت بالايي براي مشكلات عملي و همچنين انطباق با تغييرات خصوصا” توليدات جديد دارد.
مطالب فوق الذكر حاكي از آن است كه در آينده احتياج به اپراتورهاي صلاحيت دار جهت كار با روباتها افزوني خواهد يافت و اين اپراتورها مي بايستي دانش كافي در زمينه روشهاي جوشكاري داشته باشند. بنابر اين استخدام هاي آتي بر پايه به كارگيري جوشكاران دستي ماهر مي باشد.
اين نكته را نبايستي فراموش نمود كه درصد بالاي از توليدات جوشكاري به صورت دستي و با روشهاي نيمه اتوماتيك Tig , Mag / Mig و جوشكاري قوســي با الكترود روکش دار انجام مي پذيرد . همچنين روشهاي ديگري نيز براي مقاصد خاصي به كار مي روند . در واقـع اكثر پروژه هاي جوشكاري توسط جوشكاران ماهري كه از روش هاي دستي چون Mag / Mig براي جوشكاري لوله استفاده مي كنند، انجام مي پذيرد.
4-1 جوشکاری و سلامتي
شرايط كاري كه در كارگاههاي سنتي جوشكاري براي سلامت جوشكاران مضر است به قرار ذيل مي باشند:
– تشعشع شديد اشعه
– گاز و دودهاي حاصل از جوشكاري
– سر و صداي زياد
– موقعيت هاي كاري نامناسب
– قطعات سنگين
در اكثر كشورهاي صنعتي تعداد كمي از جوشكاران مي توانند تا سن بازنشستگي همچنان به صورت حرفه اي فعال بمانند. دليل عمده اين امر مشكلاتي است كه در رابطه با سلامتي شخص پديد آمده و موجب بازنشستگي زود هنگام و يا انتقال به مشاغلي ديگر مي گردد.
جوشكاران در معرض عوارض وخيم ناشي از آتش سوزي، سقوط از ارتفاع و يا برق گرفتگي مي باشند. همچنين در معرض آسيب هاي فيزيكي چون بريدگي، سوختگي در اثر تماس با فلز داغ، جرقه هاي جوشكاري و تابش اشعه هاي مادون قرمز و ماوراء بنفش نيز مي باشند. ذرات ريز و گازهاي حاصله از جوشكاري نيز موجب بيماريهاي جدي مي شوند. گازهاي حاصله از جوشكاري مي توانند موجب حالت خفگي، ذات الريه و تب فلزي گردند.
پایان نامه بررسي رباتها صنعتي و مشخصات آنها در جوشكاري