Seminarski Rad Robotika u rudarstvu

Banja Luka, jun 2010 godine

UNIVERZITET U BANJOJ LUCI

ELEKTROTEHNIKI FAKULTET

SEMINARSKI RAD

Kurs: Robotika

Tema: Robotizacija rudarstva

Student: Bijeli Dejan Broj indeksa: 131/02

Robotizacija rudarstva

1

SADRAJ

UVOD ................................................................................................................................... 2

PROCESI EKSPLOATACIJE MINERALNIH SIROVINA ......................................... 3

ROBOTIKA U RUDARSTVU ........................................................................................... 4

OBLASTI PRIMJENE ROBOTIKE U RUDARSTVU .................................................. 7

Podzemni transport ........................................................................................................ 7

Buenje ............................................................................................................................ 9 Sekundarno mrvljenje stijena ....................................................................................... 9

Razvoj trasa .................................................................................................................... 10

Nekonvencionalni robotizovani kopa ......................................................................... 10 Kontinualni kopa ......................................................................................................... 11 Dreglajn bager ............................................................................................................... 13

Kamionski utovariva ................................................................................................... 13

ROBOTIZACIJA DREGLAJN BAGERA........................................................................ 15

ZAKLJUAK ..................................................................................................................... 21

LITERATURA .................................................................................................................... 22


2

UVOD

Rudarstvo je proces eksploatacije mineralnih resursa iz zemljine kore u komercijalne

svrhe. Postoje naznake da je jo u prastara vremena (prije oko 43000 godina) vrena eksploatacija pojedinih materijala, a kasnije su i nazivi nekih doba nae praistorije (kameno doba, bakarno, eljezno i sl.) dobili nazive prema eksploatisanim resursima u tom dobu. Stari rudnici su koristili rad i snagu ljudi, dok dananji rudnici koriste modernu mehanizaciju, te prednosti informatike i sve vee automatizacije proizvodnje. Rudnici predstavljaju teku i rizinu radnu sredinu i kao takvi predstavljaju pogodan ambijent za uvoenje robotike u proizvodne procese. Rudarstvo zahtijeva rukovanje velikim koliinama materijala na ekonomian i siguran nain. Visoki operativni trokovi, potreba za veom produktivnu i poboljanje radnih uslova su pokretaka snaga za primjenu robotike u rudnicima. U posljednjih deset godina primijetno je uvoenje robotizovanih maina u skoro sve aspekte proizvodnih procesa eksploatacije mineralnih sirovina.

U nastavku ovog teksta bie ukratko prikazani procesi eksploatacije mineralnih sirovina i pravci razvoja robotizovanih rudarskih maina u navedenim procesima, a detaljno e biti obraen dreglajn bager, rudarska maina kod koje se najdalje otilo u automatizaciji funkcija.


3

PROCESI EKSPLOATACIJE MINERALNIH SIROVINA

Rudarstvo obuhvata eksploataciju mineralih sirovina, kao to su kamen, metali, ugalj, gline, pijesak i mnoge druge. Ove mineralne sirovine, ili resursi kako se esto nazivaju, mogu se nalaziti blizu povrine zemlje ili duboko u zemljinoj kori. Tako razlikujemo povrinsku i podzemnu eksploataciju mineralnih sirovina. Resurs se moe nalaziti zastupljen u sloju, u rudnoj ili ili iroko rasprostranjen, tako da se esto mora eksploatisati i odloiti velika koliina nekorisnog materijala, takozvana jalovina. Sve su ovo problemi u rudarstvu, koje tehnoloki progres nastoji da isprati.

Dijagram 1. Evolucija rudarske tehnologije

(Izvor: Springer Handbook of Robotics, Springer, 2008, [1])

Na dijagramu 1. prikazan je razvoj automatizacije rudarskih procesa, koji prati tehnoloki progres. Proces automatizacije u rudarstvu nije star. Tek osamdesetih se uvodi daljinsko

upravljanja mainama, devedesetih se maine automatizuju uz nadzor operatera, a u posljednjih deset godina dolazi do stvaranja novih, konceptnih maina [1].


4

ROBOTIKA U RUDARSTVU

U rudarstvu razlikujemo nekoliko tehnologija koje se odnose na modernizaciju

proizvodnih procesa: automatizaciju, uvoenje daljinskog upravljanja i robotizaciju. Ovaj rad se odnosi na razliite aspekte uvoenja robotike u rudarstvo.

U odnosu na fabrike robote, uslovi rada rudarskih maina su veoma razliiti. Postojea rudarska mehanizacija je hidraulikog tipa, pokreu je dizel ili elektro motori i radni dijelovi opreme su esto udaljeni od operatera i izvora energije. Optereenja opreme su velika, a oprema je skupa. U terminima robotike, oprema je teka, usklaena i pokretna. Uslovi rada mogu biti veoma teki, u smislu temperature, slanosti i kiselosti vode i izloenosti padu stijena i robustnom rukovanju. U smislu sigurnosti, oprema moe biti vrlo opasna po ljude. Sadanji rudarski roboti su, uglavnom, prilagoene rudarske maine, ali tokom vremena e evolvirati u namjenski pravljene robote.

Robotika nije lako primenjiva u rudarstvu. Razlog za to je, za razliku od fabrika i drugih

procesnih pogona, to to rudarsko okruenje nije trajno, ve konstantno evoluira. Maine i ljudi moraju biti prilagodljivi i fleksibilni da bi se adaptirali na teren na kakav naiu. Ne postoji lak nain da se primijeni robotika u takvom okruenju.

Sa druge strane, finansiranje rudnika ima vrlo malu toleranciju, tako da je teko prihvatiti rizik koji postavlja uvoenje neprovjerene tehnologije. Podaci i iskustva se uzimaju iz postojeih uspjenih operacija, nove se metode uvode postepeno sa minimalnim promjenama postojee proizvodnje.

Mnogi u rudarskoj industriji nisu familijarni sa robotikom i potencijalom koji nosi.

Rudarsko ininjerstvo je kombinacija mainstva, geomehanike, geologije, elektrotehnike, finansija i menadmenta. Potrebno je da ove discipline zajedniki utvrde mogunost poveanja proizvodnje i poboljanje uslova rada koje u proizvodni proces unosi robotika.

Do sada, najiru primjenu robotizacija je nala kod irokoelnih vozila za pretovar, builica i vozila za prevoz. Trenutno, svega par proizvoaa proiozvodi ovu specijalizovanu opremu i ima potranju znaajno veu od njihovih proizvodnih mogunosti. Mnoge maine postoje u obliku koncepta kao to je robotizovana instalacija podgrada, postavljanje eksploziva i druge.

Robotika svoju ansu nalazi u poveanju proizvodnje kroz kontinuitet rada opreme tj. smanjenje zastoja, jer najee nije u mogunosti da postigne performanse iskusnih operatera. Vrijeme koje se gubi u procesu zbog promjene smjena vie nije problem, jer automatizovana oprema je operativna i za vrijeme pauza za jelo i promjena smjena. Tipino, na ovaj nain se moe utjedeti dva do tri sata po svakoj smjeni, naroito ako je oprema centralno upravljana i nadzirana.

Kada se posmatra sigurnost na radu, evidentna je korist mogunost da se ljudi udalje od rizinog okruenja i tako sprijee povrede usljed eksplozivne atmosfere, buke, praine, odrona i pokretnih dijelova opreme.


5

Da bi se ubudue znaajno smanjio broj rudarskih nesrea, slijedee oblasti rudarstva treba da imaju prioritet pri uvoenju robotske tehnologije:

1. Pokretna oprema 2. Proces postavljanja podgrada (ukljuujui trase transporta) 3. Postavljanje eksploziva 4. Buenje

Slika 1. Prikaz jednog rudnika



6

Na slici 1. dat je prikaz tipinog rudnika, koji je otvoren kao povrinski kop, da bi nakon to je eksploatisana ruda blie povrini zemlje, dalja eksploatacija povrinskim putem postala neekonomina. Eksploatacija je nastavljena podzemnim putem, sa karakteristikama sloene infrastrukture, te sa brojnim potencijalnim primjenama robotizovanih maina u tehnolokom procesu.


7

OBLASTI PRIMJENE ROBOTIKE U RUDARSTVU

Razvoj rudnika ini slijedea sekvenca aktivnosti:

1. Istrano buenje 2. Geoloko i geotehniko mapiranje 3. Razvoj pristupnih trasa ili tunela 4. Buenje i miniranje oblasti koje sadre rudu 5. Eksploatacija i odvoz rude 6. Popunjavanje eksploatisanih zona i rekultivacija

Robotika pronalazi svoju primjenu u svim aktivnostima ove sekvence, a u nastavku teksta

bie obraene najee primjene robotike u rudarstvu [1].

Podzemni transport

U svim tipovima podzemnih rudnika, materijal se mora pomjeriti sa mjesta iskopavanja

na povrinu. Ovaj prenos materijala moe biti postignut korienjem trake, transportnih vozila ili liftova. Trake i liftovi su ve uveliko automatizovani, korienjem fabrikih tehnologija automatizacije.

U veini podzemnih rudnika, LHD vozila (load-haul-dump, srp: napuni-prevezi-odloi) se koriste pri procesu transporta rude [1]. LHD vozila, poput vozila prikazanog na slici 2, tipino imaju veliku korpu, ali su konstruisana tako da mogu manervisati u relativno malom prostoru.

Ostvaruju brzine od 20 km na sat sa rastoranjima manjim od 1 m od zidova tunela. Ovo je rizian zadatak za runo upravljanje.

Slika 2. LHD vozilo

(Izvor: http://www.miningandconstruction.sandvik.com/ (01.09.2010), [2])


8

Dva oigledna razloga za robotizaciju ovih vozila su poboljana efikasnost i sigurnost. Poboljana efikasnost se ostvaruje redukovanjem trokova rada, poveanjem operativnih sati i smanjenjem trokova odravanja. Na dijagramu 2. je prikazan odnos izmeu implementirane tehnologije i rezultata koji se time postiu. Svaki vii nivo implementirane tehnologije donosi korist u vidu bolje automatizacije i integracije procesa, odnosno poveanja produktivnosti i sigurnosti.

Dijagram 2. Dijagram tehnologija - korist


Rad LHDa je rizian, jer se vozilo mora kretati kroz potencijalno nestabilne oblasti sa relativno velikom vjerovatnoom pojave odrona.

Automatizacija ovih vozila je ranije vrena daljinskim upravljanjem operatera, a nakon toga, praenjem putanje zadane nekim optikim markerom. Ovaj sistem je imao manjkavost, jer nije zadavao parametre na ta vozilo nailazi, npr. skretanje, ve je samo definisao trenutnu i slijedeu poziciju vozila. Vozila su se morala kretati sporije nego inae, jer nije bilo poznato kada se, na primjer, nailazi na naglo skretanje.

Noviji sistemi koriste 2-D laserske skenere da detektuju slobodan prostor ispred vozila i

reaktivno upravljaju vozilom. Ovi sistemi takoe koriste topologiju rudnika da bi locirali vozilo,


9

to je potreban uslov za navigaciju visokog nivoa tj. za odreivanje brzine, odluivanje o skretanju na ukrtanjima itd. Ovaj sistem je demonstrovan jo 1998. godine i sada je dostupan kao potpuno komercijalan proizvod.

Druga vana stavka je kontrola saobraaja u mijeanim uslovima, tj. gdje su u upotrebi i vozila sa vozaem i robotska vozila. Najee se vri podjela rudnikih trasa u segmente sa signalizacijom koja pokazuje da je odreeni segment zauzet. Definie se skup pravila vezano za prioritete i ta pravila se putem informacionog sistema implementiraju na pomenutu signalizaciju.

Buenje

Automatizovano buenje rupa za postavljanje eksploziva je u potpunosti u primjeni danas. Postoje garniture za buenje koje mogu buiti niz rupa potpuno autonomno sa vrlo malo supervizije za itav period smjene ili due.

Brojni su izazovi kod robotizovanja ovih maina zbog njihove kompleksnosti, tj. kombinacije hidraulinog pogona i mobilne osnove.

Postavljanje eksploziva u izbuene rupe se jo uvijek vri runo (uz pomo hidraulinih alatki) kao i postavljanje detonatorskih kapisli i oiavanje do kontrolne kutije. Robotizacija ove oblasti je trenutno u istraivakoj fazi.

Sekundarno mrvljenje stijena

Prilikom primarnog miniranja pojedine stijene ostanu u komadima takve veliine da njima nije mogue manipulisati utovarnim vozilima ili trakama. U tu svrhu razvijena je maina mehaniki razbija stijena.

Slika 3. Mehaniki razbija stijena


Razbija stijena se sastoji od hidraulikog ili pneumatskog ekia, montiranog na hidraulinu ruku. Princip rada ove maine je jednostavan. Maina se fiksira na ulazu transportnog sistema, laserom se detektuje kada se na ulazu pojavi stijena veih gabarita od


10

dozvoljenih i u tom trenutku hidraulina ruka sputa eki na stijenu, a eki je razbija. Ovaj robot je, prema svom nainu rada, najpribliniji klasinim fabrikim robotima.

Razvoj trasa

Podzemni rudnici koriste tunele ili puteve da bi se pristupilo rudi i objektima. Na

dijagramu 3. prikazana je sekvenca aktivnosti na izradi i razvoj ovih trasa.

Prvi korak je istraivanje i geoloko kartiranje terena, nakon ega se vri obiljeavanje fronta radova. Slijedei korak je buenje otvora za postavljanje eksplozivnih punjenja. Nakon toga se vri postavljenje eksploziva i miniranje. LHD vozilima se uklanja odminirani materijal, a u slijedeem koraku se uklanjaju nestabilne stijene i izboine, te se time formira eljeni profil tunela. U zavrnim koracima se uklanja preostali materijal i postavlja se sistem podgrada za stabilizaciju tunela.

Dijagram 3. Koraci u izradi transportnih trasa


Dio ovih operacija obavlja se u zoni gdje nije postavljen sistem podgrada. U tim zonama

se koriste roboti koji istrauju taj dio trase, vre snimanja, skeniranja laserima i multispektralne analize da bi obezbijedili potrebne podatke bez ulaska ljudi u tu zonu. U istraivanju su sistemi koji automatski postavljaju podgrade u novooformljeni tunel i ojaavaju zidove tunela postavljanjem elinih mrea, plastinih uvrivaa, prskanjem ojaanog betona i drugim sistemima uvrivanja stjenskih masa.

Nekonvencionalni robotizovani kopa

Novi metod eksploatacije mineralnih resursa, koji je jo u razvoju, uspostavie sigurniji i ekonominiji nain eksploatacije jedne grupe rudnih tijela [1]. Radikalno se razlikuje od


11

konvencionalnog rudarstva, upotrebljavajui novi otkopni metod, koji moe biti postignut samo robotikom. Poznat kao ROES

TM, razvijen je da elimie trenutne zdravstvene i sigurnosne rizike,

smanji trokove i skrati vrijeme vaenja rude. Takoe, sada e moi da se eksploatiu neki postojei resursi, koji do sada nisu mogli ekonomino da se eksploatiu.

Ovaj sistem uvodi vertikalan prilaz rudnom tijelu, za razliku od tradicionalnog

horizontalnog pristupa i korisi robotsku opremu za sve aktivnosti vezane za buenje, miniranje i snimanje. Ovo smanjuje broj i veliinu tunela koji su potrebni za eksploataciju, u poreenju sa tradicionalnim metodama. Nivo kontrole i povratne veze u realnom vremenu ka operatorima

rudnika e omoguiti veu koordinaciju i fleksibilnost. Slika 4. prikazuje poreenje ROESTM metoda sa tradicionalnim metodama. Lako se uoava da ovaj sistem zahtijeva dosta manji broj tunela i pristupnih trasa, to smanjuje trokove eksploatacije i poveava dobit.

Slika 4. Tradicionalni i ROES

TM metod eksploatacije


Kontinualni kopa

Kontinualni kopa je maina koja primjenjuje mnoge aspekte robotske tehologije. Sastoji se od pokretne platforme sa kratkim transporterom, pokretne ruke i obrtne glave sa klinovima za

kidanje rude.


12

Slika 5. Kontinualni kopa (Izvor: http://www.miningandconstruction.sandvik.com/ (01.09.2010), [2])

Ruka kontinualnog kopaa moe da se podie i sputa, omoguavajui obrtnoj glavi odgovarajui zahvat u visini debljine sloja rudnog tijela. Iskopana ruda se kratkim transporterom prenosi do zadnjeg dijela kontinualnog kopaa gdje je doekuje utovarno vozilo ili trani transporter.

Slika 6. Pozicione ose, mjerene od strane sistema upravljanja

(Izvor: Position Measurement for Automated Mining Machinery, 1999, [3])

Pratei rudno tijelo kontinualni kopa se pomjera naprijed. Za tano odreivanje poloaja glave koristi se SPMS (shearer position measurement system) baziran na inercijalnoj navigaciji.

Inercijalna navigacija (INS) je logiki metod za odreivanje pozicije maine u rudarskom okruenju [3]. Na slici 6. prikazane su referentne ose ureaja, koje utvruje upravljaki sistem, a koje su potrebne raunaru za planiranje slijedee aktivnosti.


13

Slika 7. Komponente sistema upravljanja

(Izvor: Position Measurement for Automated Mining Machinery, 1999, [3])

Na slici 7. prikazane su komponente sistema upravljanja, odnosno navoenja kontinualnog kopaa. Sistem se sastoji od lasera, kamere i dva markera. U radu, kamera detektuje ofset izmeu zadanog pravca kopanja i stvarnog pravca, te podatke upravljaki sistem obradi i izvri korekciju pravca napredovanja radova. Ova tehnologija koristi vrhunske lasere i optike senzore koji su robusni i esto dizajnirani za vojne primjene. Zahtjevaju vrlo malo ili ne zahtjevaju uopte vezu sa eksternim senzorima, tako da mogu biti locirani u sklopu maine. U razvoju ovih tehnologija prednjai australijska organizacija CSIRO i ovi sistemi su sada obavezni u Australiji, a raste prihvatanje njihove upotrebe u drugim zemljama.

Dreglajn bager

Dreglajn bager slui za skidanje otkrivke (nekorisnog dijela zemlje iznad uglja ili druge korisne rude). Izumljen je 1904. godine, a fundamentalni principi rada su se vrlo malo

promijenili od tada. Kako je ova maina potpuno robotizovana danas [4], princip rada dreglajn bagera bie detaljno obraen u posebnom poglavlju dalje u tekstu.

Kamionski utovariva

Kamionski utovariva je manja maina od dreglajn bagera, lake se ukljuuje i dodaje u proces eksploatacije i tako ini fleksibilniji sistem u odnosu na dreglajn bagere. Hidraulini kopai imaju kaiku postavljenu na kraj krute hidrauline ruke sa 5 stepeni slobode [1]. Ove maine su kinematiki dosta blie industrijskim robotima u odnosu na dreglajn bager. Posmatrano iz perspektive automatizacije, osnovni problemi su isti kao kod dreglajn bagera:

punjenje korpe, planiranje vremenski optimalne trajektorije bez kolizija i ljudski interfejs.

Krutost ovih maina pojednostavljuje procjenu poloaja korpe. Tipino ove maine grabe materijal, zakreu se i odlau materijal u kamion. Planiranje kretanja kamiona i kaike postaje problem multirobotskog rasporeivanja i planiranja putanja.


14

Slika 8. Hidraulini kamionski utovariva sa montiranim skenerima (Izvor: A Robotic Excavator for Autonomous Truck Loading, [5])

Na slici 8. prikazan je kamionski utovariva sa montiranim lijevim i desnim skenerom, koji daju ulazne podatke: povrinu terena, poloaj kamiona i objekte u dohvatu. Razvijen je ALS sistem (Automatic Loading System), kompletan sistem za potpuno autonomno vrenje utovara u kamione rastresitih materijala. Ovaj sistem je dostigao performanse iskusnog ljudskog operatera.

Dijagram 4. daje nam pregled arhitekture softvera u sklopu ALS sistema, koji vri upravljanje autonomnim kamionskim utovarivaem.

Dijagram 4. Arhitektura ALS softvera

(Izvor: A Robotic Excavator for Autonomous Truck Loading, [5])


15

ROBOTIZACIJA DREGLAJN BAGERA

Moderni dreglajn bageri su rudarske maine tipino preko 100m duine, teine do 5000 tona, sa kapacitetom korpe od 100 tona. Slika 9. prikazuje dreglajn bager u radu.

Dreglajn bageri su napajani elektrinom energijom. Sastoje se od rotirajueg dijela zvanog kuite, jarbola i strijele krana. U kuitu su pogonski motori, kontrole i operatorska kabina. Kuite se rotira na leitu koje ima takozvane noge koje omoguavaju pomjeranje maine.

Slika 9. Dreglajn bager

(Izvor: http://research.ict.csiro.au/ (01.09.2010), [4])

Dreglajn bager, sa implementiranim autonomnim sistemom za upravljanje, smatra se

najveim robotom na svijetu [4]. Dreglajn ima tri mehanika stepena slobode: kuite i strijela krana se rotiraju u odnosu

na leite, korpa se podie i sputa pomou ueta koji prolazi preko vrha strijele krana i korpa se povlai prema kuitu pomou ueta iz osnove strijele krana. Ovo u terminima robotike znai da se dreglajn moe modelovati RTT emom, tj. emom sa jednim rotacionim i dva translaciona zgloba. Prikaz ovih karaktesitika dat je na slici 10.

Za vrijeme kopanja kretanje korpe je kontrolisano samo povlaenjem i podizanjem pomou uadi. Kada je korpa napunjena podie se uvis i bono pomjera prema mjestu za odlaganje materijala. Mehanizmi za povlaenje i podizanje kontroliu poziciju korpe u vertikalnoj ravni centralne linije strijele krana.


16

Slika 10. Mogui pokreti dreglajn bagera u radu

Struturno posmatrano, potpuna automatizacija rada dreglajn bagera ima tri osnovna

koraka:

1. Digitalizacija poetnog stanja terena 2. Softversko planiranje rada dreglajn bagera 3. Izvravanje isplaniranih procesa, uz stalnu kontrolu.

Prvi korak, digitalno mapiranje terena je neophodno za automatizaciju procesa rada

dreglajn bagera iz razloga to nam ta prezentacija predstavlja poetne uslove, tj. ulaze u upravljaki sistem. Bez tano prezentovanih ulaznih podataka bilo bi praktino nemogue zadati parametre za dalji rad maine. Slika 11. pokazuje jedan ureaj, koji je stalno postavljen na kopu, a slui da precizno izmjeri poetno stanje prije ukljuenja neke maine u proces. Takoe, ovaj ureaj konstantno mjeri i trenutno stanje, i time omoguuje praenje efikasnosti rada maina u procesu otkopavanja.

Slika 11. Ureaj za digitalno snimanje terena, Leica TCA 1800

(Izvor: Mining with Robots, 2004, [6])


17

Drugi korak, planiranje rada dreglajn bagera, vri se specijalizovanim softverom, koji na osnovu dobijenih rezultata mjerenja i mapiranja iz prvog koraka, proraunava optimalne parametre rada dreglajn bagera. Jedan takav softver je 3d-Dig [7], prikazan na slici 12. Ovaj

softver omoguava detaljno planiranje, proraun koliina materijala, proraun trokova, operativnih sati, te brojne druge parametre rada dreglajn bagera.

Slika 12. Grafiko okruenje softvera za planiranje 3d-Dig (Izvor: Virtual Reality for Dragline Planners, 2007, [7])

Trei korak, izvravanje isplaniranih akcija, vri sloen softverski sistem zadavanjem potrebnih komandi hardverskom upravljakom sistemu. Operativna sekvenca koju ovi sistemi moraju da realizuju, data je na dijagramu 5.

Pomou senzora i lasera odreuje se trenutna pozicija korpe. Autonomni sistem na osnovu te pozicije i digitalne mape terena odreuje slijedeu akciju.


18

Dijagram 5. Operativna sekvenca upravljakih sistema

Digitalno mapiranje terena (Digital Terrain Mapping, DTM) vri se laserskim skenerom sa vrha strijele krana [4]. Mapiranje se odvija u realnom vremenu, to omoguava korekciju kretanja korpe pri svakom pojedinanom zahvatu. Na slici 13. prikazano je grafiko okruenje softvera za digitalno mapiranje terena.

Slika 13. Grafiko okruenje softvera za digitalno mapiranje terena


Nadgledanje svih ovih procesa, kao i intervencije po potrebi, vre se sistemom prikazanim na slici 14.


19

Slika 13. Primjer eme sistema za daljinsko upravljanje i nadzor


Veza izmeu kopa i operatera koji je bilo gdje, sa vezom na internet, ostvaruje se preko lokalne mree rudnika, dalje preko mree proizvoaa opreme ili istraivake organizacije i preko web-servera posveenog dreglaj bageru. Iz ugla operatera, ova infrastruktura je potpuno sakrivena, jer je za njegov rad dovoljan web-ita, pomou kog on otvara grafiko okruenje za pristup upravljakim funkcijama dreglajn bager. Jedno takvo okruenje je prikazano na slici 14.


20

Slika 13. Primjer grafikog okruenja upravljakog

sistema u internet pretraivau (Izvor: http://research.ict.csiro.au/ (01.09.2010), [4])

Automatizacija dreglajn bagera vri se iz dva razloga, poveanja produktivnosti i smanjenje sigurnosnih rizika.

Uzimajui u obzir koliinu prenesenog materijala po ciklusu, broj ciklusa i produktivnost procjenjeno je da poboljanje od 1% u produktivnosti ove maine vrijedi 1.000.000 US-dolara godinje. Robotizacija nudi mogunost kontrole koja minimalizuje vrijeme ciklusa, a istovremeno zadrava vrijeme zastoja u dosadanjim okvirima. Robotizacija ove maine zamjenjuje ljudsku funkciju vizuelnog osjeaja stanja korpe, pokree kontrole koordinisano i tako iskoriava tendenciju korpe da se njie, a sve to radei u okviru ogranienja koje postavljaju napon, struja i snaga motora.


21

ZAKLJUAK

Rudarstvo ostaje teak i rizian rad sa irokim opsegom primjene robotike. Osnovni pokreta robotizacije u rudnicima je potreba za veom produktivnosti i poboljanjem zdravstvenih i sigurnosnih uslova zaposlenih radnika. Rudarski roboti se znaajno razlikuju od tradicionalnih fabrikih robota iz razloga to je rudarsko okruenje izuzetno teko, rizino i uvijek promjenjivo.

Uvoenje robota u rudarstvo odvija se sporo, korak po korak. Razloga je vie, sloenost procesa, nepoznavanje novih tehnologija, usklaivanje vie oblasti fizike, primjenjenih u procesima eksploatacije, itd. Meutim, kao najznaajniji razlog, jasno je izraena ekonomija. Naime, svaki zastoj u proizvodnji, koji je neminovan pri uvoenju novog rjeenja, kota mnogo. Vidjeli smo, prethodno u tekstu, da promjena produktivnosti samo jedne maine od 1% uzrokuje promjenu vrijednosti rada od 1.000.000 US-dolara godinje.

Sa druge strane, kako su uslovi rada ljudi u rudnicima vrlo teki i kako su resursi sve tee pristupani (rudni resursi blie povrini, dostupniji, se prvi eksploatiu, a ostaju resursi koji su manje ekonomini za eksploataciju), robotika polako, ali sigurno pronalazi svoje mjesto u ovoj oblasti. Najdalje je u upotrebi robota u rudarstvu napredovala Australija, ali i druge zemlje,

koristei se njihovim pozitivnim iskustvima, sve vie primjenjuju tehnologije obraene u ovom radu.


22

LITERATURA

1. Bruno Siciliano, Oussama Khatib (Eds.): Springer Handbook of Robotics (Springer, 2008)

2. http://www.miningandconstruction.sandvik.com/ (01.09.2010) 3. Anthony Stentz, Mark Ollis, Steve Scheding, Herman Herman, Chris Fromme, Jorgen

Pedersen, Tim Hegadorn, Robert McCall, John Bares, Rich Moore: Position

Measurement for Automated Mining Machinery (Proceedings of the International

Conference on Field and Service Robotics, August 1999)

4. http://research.ict.csiro.au/ (01.09.2010) 5. Anthony Stentz, John Bares, Sanjiv Singh, Patrick Rowe: A Robotic Excavator for

Autonomous Truck Loading (The Robotics Institute Papers, Carnegie Mellon University,

Pittsburgh)

6. Rick Wilkins: Mining with Robots (Point of Beginning, Oktobar 2004) 7. Tom Cobcroft: Virtual Reality for Dragline Planners (Coal Age, Mart 2007)

Documents

Seminarski Rad Robotika u rudarstvu