دانلود مقاله اتوماسیون و رباتیک پلی بسوی آینده معادن

13 صفحه WORD

خلاصه

اتوماسیون و روباتیک در معادن از جمله موضوعات بحث انگیز دو دهه گذشته محسوب می شود .عده ای از متخصصین معدن معتقدند که اتوماسیون و روباتیک تهدیدی برای ادامه شغل آنان تلقی  می گردد . شغلی که بیش از هزاران سال و با نقش موثر تجربه همراه بوده است . بعضی از دست اندرکاران معادن معتقدند بدلیل هزینه اولیه هرگز اینوع عملیات در معادن متداول نخواهند شد اما از سوی دیگر هر روز بر تعداد محققین و متخصصین که معتقدند استفاده از اتوماسیون و روباتیک در معادن بدلایل ایمنی ، سرعت در عملیات ، دسترسی به تولید بالا و کاهش هزینه عملیات اجتناب ناپذیر است اضافه می شود . این گروه معتقدند که آینده معادن صرفنظر از نوع و اندازه به دلایل فنی و اقتصادی باید به نوعی به سیستم معدنکاری هوشمند مجهز شود اتوماسیون و روبا تیک پلی است برای دسترسی به این هدف نه مانعی برای معدنکاران در این مقاله سیعی خواهد شد تا جنبه های مختلف این مورد بحث قرار گیرد .

مقدمه

اتوماسیون ” Automation  ” ترکیبی است از دو کلمه “automatic” و Operation ” و به معنی عمل کردن بدون عامل خارجی ( انسان ) یا با کمترین تاثیر عامل خارجی است . بعبارت دیگر اتوماسیون یعنی خودکار شدن عملیات ، اتوماسیون فاز پیشرفته ای نسبت به مکانیزاسیون تلقی می گردد ضمن آنکه به مکانیزاسیون وابسته است اما مکانیزاسیون نیست از سوی دیگر Robotic توصیف کننده دو کلمه Robot  و Action است روبوت نوعی ابزار است که بر اساس فرامینی که بطور مکانیکی صادر می شود عمل می کند و روباتیک به خودکار شدن مکانیکی عملیات اطلاق می گردد .

امروزه مکانیزاسیون در معادن به مرحله ای رسیده است که به منظور بهبود در میزان تولید ، از ماشین آلات با ظرافت تولید بالا و در عین حال فوق العاده گرانقیمت و پیچیده استفاده می شود این ماشین آلات که از تکنولوژی پیچیده و پیشرفته ای برخوردارند نیاز به اپراتورهای ماهر دارند این در شرایطی است که عمق معادن زیاد و موقعیت ذخایر معدنی قابل استخراج بسیار دشوار و غیر قابل تصور حتی با ده سال قبل می باشد . اخیرا محققینی در استرالیا مشغول مطالعه بر طرحی از معدن روبازند که دارای عمق 1000 مترند {1}. این مشکلات تنها در مورد معادن سطحی وجود ندارد بلکه در معادن زیرزمینی بدلیل تولید کم و نا امن بودن موقعیت عملیات معدنکاری در قیاس با روش های استخراج معادن سطحی از حساسیت بیشتری برخوردار است مجموعه این عوامل ، مشکلات و موانع قانونی و اخلاقی را در پیش روی طراحان و مهندسین معدن قرار داده است . انتخاب مجموعه ای گرانقیمت از ماشین آلات و نیروی انسانی برای موقعیت کاری به شدت دشوار دغدغه های امروزی مسئولین معادن تلقی می شود .در دو دهه گذشته سایر صنایع موفق آمیزی از اتوماسیون برای بهبود بهره وری خود استفاده کرده اند اما تجربیات اولیه در معادن بالاخص در سوئد و آمریکای شمالی نتایج مشابه ای را در بر نداشته است دلیل این …

تجهیزات اتوماسیون

روند توسعه تکنولوژی از بدو پیدایش انسان سه مرحله را طی کرده است ( 1 ) دوره ای که نسبتا طولانی نیز بوده است درا ین دوره که تا دوره رنسانس ادامه داشته عامل انجام کار نیروی انسانی بوده است ( 2 ) دوره مکانیزاسیون که عامل انجام کار نیروی موتور اما اجراء یا اپراتور ماشین همچنان انسان بوده است ( 3 ) دوران کنونی یا اتوماسیون که علاوه بر استفاده از نیروی موتور انجام یا بخش قابل توجه ای از کار بدون دخالت انسان انجام می گیرد . بطور اجمالی اتوماسیون سیستمی است که در آن برای بکار انداختن و استفاده از ماشین یا بخش های از ماشین از کامپیوتر یا ابزار دیگری استفاده می شود و در این عملیات نقش یا مشارکت انسان ناچیز یا حذف می شود کنترل دستگاه ، پردازش داده ، مقایسه ، محاسبه توسط کامپیوتر یا بزار مکانیکی انجام می گیرد . درجه اتوماسیون عملیات و بکارگیری ابزار اتوماتیک مثل کامپیوتر ، روبات به میزان سرمایه گذاری و جانشینی نیروی…

 ربات ها

ربات ها می توانند در مکانهای مختلف خطوط  اتوماسیون وظایف گوناگون عملیات را تحت تاثیر یک برنامه نرم افزاری از پیش نوشته شده بجا بیاورند . ربات ها به جای اپراتور در خطوط تولید یا عملیات عمل می کنند و غالبا در مواردی استفاده می شود که عملیات مشکل و توام با خطر برای اپراتور انسانی می باشد بطور کلی ربات ها را می توان به سه گروه تقسیم کرد {4و5 }

الف – ربات ها ییکه اداری موقعیت ثابت بوده و نمی توانند از یک موقعیت به موقعیت دیگر تغییر مکان دهند این ربات ها دارای سیستم بازخور نمی باشند بعبارت دیگر بین خروجی عملکرد ربات و ورودی آن رابطه ای وجود ندارد یا براساس بازخور خروجی جدید تولید نمی شود .

ب – ربات های متحرک که دارای سیستم بازخود می باشند و قادرند اصلاحات لازمه را در خطاهای احتمالی خروجی خود تصحیح کنند .

ج – ربات های قابل کنترل از راه دور : این نو ع  ربات ها توسط یک کاپراتور که در فاصله نسبتا دور از ماشین قرار دارد و می تواند ربات را کنترل نماید از ا ین نوع ربات ها در معادن زیر زمینی ذغال سنگ و در ماشین های استخراج پیوسته مثل LHD مورد استفاده قرار می گیرد .

رباتها علاوه بر آنکه موجب بازدهی ، سرعت ، دقت و کیفیت بالای عملیاتی می شوند این مکان را فراهم می سازد که بسیاری از عملیات مشکل ، خطرزا و غیر قابل انجام از طریق اپراتور انسانی ، امکانپذیر شوند . رباتها بر خلاف نیروی انسانی قادر هستند حتی سه شیفت متوالی…

 جمع بندی

امروزه شرایط معدنکاری از نظر موقعیت مکانی ذخایر به عمقی رسیده که امکان استخراج آنها در چند دهه گذشته متصور نبود بطور خاص ذخایری امروز با روش های استخراج معادن سطحی به ویژه روباز استخراج می شوند که تا یک دهه پیش قرار بود با روش های زیر زمینی استخراج شوند نیاز به تولید بالا ، هزینه کم از جمله انگیزه های استفاده از روش های استخراج معادن سطحی محسوب می شوند ذخایری که در سالهای آتی با روش روباز استخراج خواهند شد بمراتب عمیق تر و پیچیده تر خواهند بود به منظور تشویق جهت سرمایه گذاری و راه اندازی اینگونه معادن باید از ایمن بودن عملیات اطمینان حاصل کرد استفاده از سیستم اتوماسیون در معادن روباز حتی زیرزمینی یک ضرورت اجتناب ناپذیر دو دهه آتی تلقی می شود در این راستا باید به نکات ذیل توجه بیشتری شود .

1- از نظر زمین شناسی ، ژئومکانیک و هیدرولوژی باید مطالعات عمیق تری از معادن انجام پذیرد بعبارت دیگر کمیت و کیفیت داده ها ، چگونگی تحلیل این داده بگونه ای انجام پذیرد تا خطای ناشی از این مطالعات ناچیز و تاثیر آن در یکپارچگی عملیات در مرا حل بعدی…

منابع

[1] Chadwick , J , 2007 , Deep open pits , international mining , Team

publishing Ltd , UK , volume 3 No , 1 , January p52 – 53 .

[2] Chadwick , j , 1995 “ Mine Automation “ mining magazine UK June pp – 333-341

[3] White and Z oschke , T 1994 “ Automating surface mining , mining Engineering US June pp – 95 – 100 .”

[4] Hopkin , M and Dugan S . 1993 , “ Automated drilling of surface blast holes using computer control . “ Mine mechanization and automation , Netherlands A . A Balkeme pp – 135 – 160 .

[5] golonski , T , S , 2000 Advances in Automation and Robotoization of open – pit mining T in T .S . Golosinski ( ed ) , mining in the new millenum – challenges and opportunities , Proc American – Polish Mining Symp las vagas Oct – 2000 P145 – 152 Rotterdam Balkema .

[6[ Caterpillar , Inc . 2000 Company Product Information , www.Cat.com .