پایان نامه درباره جنگ جهانی اول و تولید انبوه

دانلود پایان نامه

پس از آن موتورهای بخار مختلف، سود سرشاری را روانه جیب طراحان و سرمایه داران حامی آنها نمود و موجب رشد فزاینده تولید و کاهش زمان ساخت گردید و بر خلاف تصور عمومی، اتوماسیون به دلیل افزایش حجم تولید فرصت های شغلی بیشتری برای کارگران و واسطه ها فراهم نمود.
شکل ١-٢- موتور بخار جیمز وات، قرن ١٨ میلادی ]٣١[
در ابتدای قرن هجدهم میلادی ژاکار یک دستگاه بافندگی قابل برنامه ریزی را اختراع کرد. در آن زمان کسی نمی اندیشید این ابتکار وی بعدها به یکی از مهمترین اجزای صنعتی تبدیل شده و حتی به شکل یک رقیب برای انسان ظاهر شود. پس از ژاکار، میلادرت عروسکی مکانیکی ساخت که می توانست نقاشی کند. نزدیک به یک سده هیچکس این اختراع ها را جدی نگرفت. اختراع آن ها سازه های بسیار پیچیده و در ضمن، غیر قابل اعتماد برای تولید انبوه صنعتی بودند. ضمناً موتورها و جک ها هنوز یا وجود نداشتند و یا بسیار غیر دقیق و غیرقابل کنترل بودند. از این نکته بگذریم که هنور هیچ حسگر الکترونیکی ساخته نشده بود و حسگرها غیر دقیق، ‌سنگین، مکانیکی و بزرگ بودند.
سه سال پس از پایان جنگ جهانی اول،کلمه روبات از سوی کارل کاپک نویسنده نمایشنامه “Rossum’s Universal Robots” در سال ١٩٢١ از کلمه چک “robotnic”‌ به معنی کارگر به کار گرفته شد. در این نمایشنامه یک ماشین انسان- نما، قدرتی بیش از انسان یافته بود و در پایان به شورش علیه سازندگان خود می پرداخت (شکل ١-٣).
شکل ١-٣- صحنه ای از فیلم کارل کاپک، سال ١٩٢١] ٣١[
٢۵ سال زمان نیاز بود تا اولین جرفه انفجار فناوری روباتیک در سال ١٩۴۶ توسط جی. سی. دول آمریکایی زده شود. او وسیله ای اختراع کرد که می توانست علایم الکترونیکی را به طور مغناطیسی ثبت کند و آن ها را دوباره برای یک ماشین مکانیکی مورد استفاده قرار دهد.
اختراع وی مسیر علم کنترل را از روی کاغذ کتاب به کارگاههای ساخت و کارخانجات تغییر داد. یک سال بعد تولد تزانزیستور در آزمایشگاه بل، طوفانی در عرصه تکنولوژی برپا کرد. تئوری های ریاضی اکنون عرصه عمل خود را می یافتند و در این میدان دانش معادلات دیفرانسیل به کنترل محیط زندگی انسان پرداخت. شش سال بعد در سال ١٩۵٢ اولین نمونه ماشین کنترل عددی پس از چند سال تحقیق در دانشگاه ام.آی.تی. به نمایش درآمد. بخشی از زبان برنامه ریزی آن، ای.پی.تی. بعدها تکامل یافت و در سال ١٩۶١ منتشر شد.
در سال ١٩۵۴ کن داورد مخترع بریتانیایی تقاضای ثبت روبات را برای تخستین بار مطرح کرد. همزمان با این درخواست اریک گاف مهندس یک شرکت انگلیسی روبات موازی خود را برای آزمایش ارابه فرود هواپیما به کار گرفت. این اولین روبات موازی استفاده شده در صنعت بود. پنج سال بعد از گاف شرکت پلانت نخستین روبات تجاری را به بازار معرفی نمود.
در سال ١٩۶١ نخستین روبات تجاری Unimate در کارخانه فورد، برای جابه جایی ماشین ریخته گری تحت فشار نصب شد (شکل ١-۴).
شکل ١-۴- روبات Unimate کارخانه فورد، سال ١٩۶١] ٣١[
پنج سال پس از آن یک شرکت نروژی روباتی را برای رنگ پاشی در کارخانه خود نصب کرد. در سال ١٩۶٧ روبات سیاری به نام شیکی در موسسه پژوهشی استانفورد ساخته شد. این روبات دارای حسگری گوناگون از جمله دوربین و حسگرهای لمس کننده بود و می توانست به اطراف خود حرکت کند. این دانشگاه تا سال ١٩٧٢ یک روبات دست برقی و زبان برنامه ریزی روبات به نام ویو و به دنبال آن زبان ال را به دنیا معرفی نمود. بعدها این دو زبان به زبان تجاری وال تبدیل شدند. شرکت آ.ث.آ. در سال ١٩٧۴ روباتی کاملاً برقی به نام آی.آر.بی.۶ عرضه کرد. یک سال بعد، روبات زیگما در عملیات مونتاژ به کار گرفته شد، این یکی از نخستین کاربردهای روبات درخط مونتاژ بود. در ابتدای دهه ١٩٨٠ سیستم برداشتن اشیا از جعبه توسط روبات در دانشگاه ردآیلند به نمایش درآمد. این روبات توانست با استفاده از یک دوریبن،‌ قطعات پراکنده را از جعبه بردارد. دهه هشتاد، دهه ظهور و تکامل روباتها بود. شرکت آی.بی.ام در ١٩٨٢ پس از چند سال تلاش روبات آر.اس.١ را عرضه کرد. سال بعد گزارش هایی در مورد پژوهش های شرکت وستینگهاوس به سرپرستی بنیاد علوم آمریکا در مورد سیستم مونتاژ برنامه پذیر و قابل تطبیق منتشر شد که طرح آزمایشی برای برنامه ریزی خط مونتاژ با استفاده از روبات محسوب می شد. در یک نمایشگاه روبات در سال ١٩٨۴ چند نوع سیستم برنامه ریزی غیرمستقیم عرضه می شد. این سیستم ها این امکان را فراهم آورده بودند تا برنامه روبات را بتوان با استفاده از یک محیط گرافیکی بر روی کامپیوترهای شخصی تهیه و سپس به روبات منتقل کرد. در همین زمان ایده ساخت روبات موازی دلتا توسط ریموند کلاول ارائه شد. در سال ١٩٩١ فرانسیس پیروت با اصلاح ساختار روبات موازی دلتا، روبات موازی هگزا را با شش درجه آزادی برای صفحه انتهایی آن در یک مقاله معرفی نمود.
تحقیقات در زمینه های مختلف روباتیک همچنان ادامه دارد. از جمله موضوع های جالب امروزه روباتیک می توان به طراحی و کنترل روباتهای هیبرید (که روبات هایی مرکب از ساختارهای سریال و موازی هستند)، روبات های همکار و روبات های با درجات آزادی بالاتر از
شش اشاره نمود. همچنین دریافت وضعیت روبات با استفاده از دوربین(ها) و پردازش تصاویر مورد توجه پژوهشگران بسیاری بوده است.
١-٢- دسته بندی روبات ها
جهت انجام مطالعات دقیقتر و طبقه بندی روباتها بر اساس کارایی و کاربردهایشان، متخصصان روبات ها را از نظرگاههای متفاوت دسته بندی و بررسی می کنند که در اینجا دسته های عمده و معروف این روبات ها معرفی می گردند.
١-٢-١- دسته بندی از نظر درجه آزادی
یکی از معمول ترین دسته بندی روبات ها، با توجه به تعداد درجات آزادی آن هاست. در حالت ایده آل یک روبات شش درجه آزادی با چیدمان مناسب مفاصلش می تواند به مکان ها وزاویه های دلخواه در فضای سه بعدی کاری اش حرکت کند. به روباتی که شش درجه آزادی دارد، روبات همه کاره و چنانچه بیش از شش درجه آزادی داشته باشد، روبات افزوده و در صورتی که کمتر از شش درجه آزادی داشته باشد، روبات ناقص می گویند.
١-٢-٢- دسته بندی روبات ها از نظر نیروی محرکه
روبات ها با توجه به دستگاه تأمین نیرویشان نیز طبقه بندی می شوند. سه عامل نیرو یا گشتاور در روبات ها، محرک های برقی، روغنی و بادی هستند. بسیاری از روبات ها از موتورهای دی سی و یا پله ای استفاده می کنند که به راحتی قابل کنترل می باشند. برای ایجاد حرکات بسیار سریع از محرکهای بادی استفاده می شود. محرک های بادی به صورت ابزار ابتدا-انتها کار می کنند و مکان آنها خارج از نقطه ابتدا و انتها قابل تنظیم نیست. در حرکات قدرتی و سنگین استفاده از محرک های روغنی ضروری است. مشکل استفاده از محرک های روغنی نشت روغن و همچنین ایجاد انعطاف در سیستم به دلیل وجود مدول حجمی می- باشد.
در بیشتر روبات های سریال در هر مفصل یک موتور جهت حرکت دادن بازوی بعدی قرار می گیرد. به روبات سریالی که هر بازوی آن توسط یک جعبه دنده به موتور محرک خود متصل باشد، روبات سریال معمولی گفته می شود. در این روبات ها مشکل لقی جعبه دنده موجب ایجاد خطا در هر لینک شده که در بدترین حالت ممکن است با هم جمع شده و خطای قابل توجهی در انتهای روبات ایجاد کنند. البته تولید کننده های موتورها در سالهای اخیر گیربکس- هایی با طرح جدید و با لقی بسیار اندک تولید می کنند که گاهی از موتورهای راه اندازشان هم گران تر می باشند. اگر در یک روبات سریال هر بازو بدون جعبه دنده به موتور مربوطش متصل باشد، به آن روبات سریال مستقیم می گویند. مشکل لقی با اتصال مستقیم بازو به موتور از بین می رود، اما برای تأمین گشتاور مورد نیاز، موتورهای سنگین تری استفاده می شوند که هزینه ساخت و مصرف انرژی روبات را افزایش می دهد.
١-٢-٣- دسته بندی از نظر فضای کاری
به حجمی که آخرین عضو روبات می تواند در فضا بپیماید، فضای کاری آن روبات می- گویند. اندازه این حجم شدیداً به نحوه طراحی روبات وابسته است. طول بازوها و نوع مفصل های مورد استفاده دو عامل تعیین کننده فضای کاری روبات هستند. به فضای کاری که بتوان حداقل با یک زاویه خاص از انتهای روبات به آن رسید، فضای کاری قابل دسترسی و به آن قسمت از فضای کاری که بتوان با هر زاویه ای نسبت به پایه روبات به آن رسید، فضای حاکمیت روبات گفته می شود.
اغلب روبات های سریال به دلیل جدا شدن معادلات کنترل زاویه و مکان آخرین عضو به صورت دو بخش بازوها و مچ ساخته می شوند. در این نوع طراحی مکان آخرین عضو توسط بازوها و زاویه آن توسط مچ روبات تنظیم می شود. به روبات سریالی که سه محرک خطی دو به
دو عمود برهم داشته باشد، روبات کارتزین گفته می شود و در صورتی که مفصل اول یا دوم روبات کارتزین با یک مفصل چرخشی تعویض گردد، روبات استوانه ای می گویند.