औद्योगिक रोबोट के घटक क्या हैं?

औद्योगिक रोबोट मल्टी-जॉइंट मैनिपुलेटर या मल्टी-डिग्री-ऑफ़-फ़्रीडम मशीनें हैं जो औद्योगिक क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं, स्वचालन की एक निश्चित डिग्री के साथ, विभिन्न प्रकार के औद्योगिक प्रसंस्करण और विनिर्माण कार्यों को साकार करने के लिए अपनी शक्ति और नियंत्रण क्षमताओं पर निर्भर होते हैं। औद्योगिक रोबोटों का व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स, लॉजिस्टिक्स और रसायन जैसे विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

संघटन

सामान्यतया, औद्योगिक रोबोट छह उपप्रणालियों से बने होते हैं।

तीन मुख्य भाग हैं यांत्रिक भाग, संवेदन भाग और नियंत्रण भाग।

छह उपप्रणालियों को यांत्रिक संरचना प्रणाली, ड्राइव प्रणाली, संवेदन प्रणाली, रोबोट-पर्यावरण संपर्क प्रणाली, मानव-मशीन संपर्क प्रणाली और नियंत्रण प्रणाली में वर्गीकृत किया जा सकता है।

1. यांत्रिक संरचना प्रणाली

यांत्रिक संरचना के संदर्भ में, औद्योगिक रोबोटों को आम तौर पर श्रृंखला और समानांतर रोबोट में वर्गीकृत किया जाता है। श्रृंखला रोबोटों की विशेषता इस तथ्य से होती है कि एक अक्ष की गति दूसरे अक्ष के समन्वय मूल को बदल देती है, जबकि समानांतर रोबोट के एक अक्ष की गति दूसरे अक्ष के समन्वय मूल को नहीं बदलती है। प्रारंभिक औद्योगिक रोबोट अग्रानुक्रम तंत्र का उपयोग करते थे। एक समानांतर तंत्र को एक बंद-लूप तंत्र के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें चलती और स्थिर प्लेटफ़ॉर्म कम से कम दो स्वतंत्र गतिज श्रृंखलाओं से जुड़े होते हैं, तंत्र में दो या अधिक स्वतंत्रता की डिग्री होती है, और समानांतर में संचालित होती है। समानांतर तंत्र में दो घटक भाग होते हैं, एक कलाई और एक बांह। हाथ की गति का क्षेत्र गति स्थान पर बहुत प्रभाव डालता है, जबकि कलाई उपकरण और शरीर के बीच का जोड़ने वाला हिस्सा है। टेंडेम रोबोट की तुलना में, समानांतर रोबोट में उच्च कठोरता, स्थिर संरचना, उच्च भार वहन क्षमता, उच्च माइक्रोमोशन सटीकता और कम गति भार के फायदे हैं। स्थिति समाधान में, टेंडेम रोबोट को सकारात्मक रूप से हल करना आसान है लेकिन विपरीत तरीके से हल करना बहुत कठिन है, जबकि समानांतर रोबोट, इसके विपरीत, सकारात्मक रूप से हल करना मुश्किल है लेकिन विपरीत तरीके से हल करना बहुत आसान है।

2. ड्राइव सिस्टम

ड्राइव सिस्टम एक उपकरण है जो यांत्रिक संरचना प्रणाली को शक्ति प्रदान करता है। विभिन्न शक्ति स्रोतों के अनुसार, ड्राइव सिस्टम को हाइड्रोलिक, वायवीय, विद्युत और यांत्रिक ट्रांसमिशन मोड में विभाजित किया गया है। प्रारंभिक औद्योगिक रोबोट हाइड्रोलिक ड्राइव का उपयोग करते थे। हाइड्रोलिक सिस्टम में रिसाव, शोर और कम गति की अस्थिरता की समस्याओं के कारण, और बिजली इकाई भारी और महंगी है, केवल बड़े पैमाने पर हेवी-ड्यूटी रोबोट, समानांतर मशीनिंग रोबोट और कुछ विशेष अनुप्रयोग हाइड्रॉलिक रूप से संचालित औद्योगिक रोबोट का उपयोग करते हैं। वायवीय ड्राइव में तेज गति, सरल प्रणाली संरचना, आसान रखरखाव और कम कीमत के फायदे हैं। हालाँकि, वायवीय उपकरण का काम करने का दबाव कम है, इसे सटीक रूप से स्थापित करना आसान नहीं है, आमतौर पर इसका उपयोग केवल औद्योगिक रोबोट एंड-इफ़ेक्टर ड्राइव के लिए किया जाता है। अंतिम प्रभावक के रूप में वायवीय हाथ ग्रिपिंग, रोटरी सिलेंडर और वायवीय सक्शन कप का उपयोग वर्कपीस ग्रिपिंग और मध्यम और छोटे भार के संयोजन के लिए किया जा सकता है। इलेक्ट्रिक ड्राइव वर्तमान में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ड्राइव मोड है, जो बिजली तक आसान पहुंच, तेज प्रतिक्रिया, ड्राइविंग बल, सिग्नल डिटेक्शन, ट्रांसमिशन, प्रोसेसिंग सुविधाजनक है, और विभिन्न लचीले नियंत्रण तरीकों में उपयोग किया जा सकता है, ड्राइव मोटर का उपयोग आमतौर पर स्टेपिंग मोटर या सर्वो मोटर का उपयोग किया जाता है, प्रत्यक्ष ड्राइव मोटर का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन लागत अधिक होती है, नियंत्रण भी अधिक जटिल होता है, और हार्मोनिक रिड्यूसर रेड्यूसर, साइक्लॉयड रेड्यूसर या प्लैनेटरी गियर रेड्यूसर के सामान्य उपयोग के साथ मोटर। समानांतर रोबोट में बड़ी संख्या में रैखिक ड्राइव आवश्यकताओं के कारण, समानांतर रोबोट के क्षेत्र में रैखिक मोटर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

3. संवेदन प्रणाली

रोबोट धारणा प्रणाली विभिन्न आंतरिक स्थिति की जानकारी और पर्यावरणीय जानकारी को सिग्नल से डेटा और जानकारी में बदल देती है जिसे रोबोट द्वारा या रोबोट के बीच समझा और लागू किया जा सकता है। अपने स्वयं के कामकाजी राज्य से संबंधित यांत्रिक मात्राओं, जैसे विस्थापन, वेग और बल को समझने की आवश्यकता के अलावा, दृश्य धारणा तकनीक औद्योगिक रोबोट धारणा का एक महत्वपूर्ण पहलू है। विज़ुअल सर्वो सिस्टम रोबोट की स्थिति और दृष्टिकोण को समायोजित करने के लिए नियंत्रण के लिए फीडबैक सिग्नल के रूप में दृश्य जानकारी का उपयोग करते हैं। मशीन विज़न सिस्टम का उपयोग गुणवत्ता निरीक्षण, वर्कपीस की पहचान, खाद्य छँटाई और पैकेजिंग के सभी पहलुओं में भी व्यापक रूप से किया जाता है। सेंसिंग सिस्टम में एक आंतरिक सेंसर मॉड्यूल और एक बाहरी सेंसर मॉड्यूल होता है। बुद्धिमान सेंसर के उपयोग से रोबोट की गतिशीलता, अनुकूलन क्षमता और बुद्धिमत्ता में सुधार होता है।

4.रोबोट-पर्यावरण संपर्क प्रणाली

रोबोट-पर्यावरण संपर्क प्रणाली एक ऐसी प्रणाली है जो बाहरी वातावरण में रोबोट और उपकरण के बीच अंतरसंबंध और समन्वय का एहसास कराती है। रोबोट और बाहरी उपकरण एक कार्यात्मक इकाई में एकीकृत होते हैं, जैसे प्रसंस्करण और विनिर्माण इकाई, वेल्डिंग इकाई, असेंबली इकाई। बेशक, यह जटिल कार्यों को करने के लिए एक कार्यात्मक इकाई में एक से अधिक रोबोट भी हो सकता है।

5. मानव-रोबोट संपर्क प्रणाली

मानव-रोबोट संपर्क प्रणाली एक ऐसा उपकरण है जो लोगों को रोबोट से जोड़ता है और रोबोट नियंत्रण में भाग लेता है। उदाहरण के लिए, कंप्यूटर के लिए मानक टर्मिनल, कमांड कंसोल, सूचना डिस्प्ले बोर्ड और खतरे के संकेत अलार्म।

6. नियंत्रण प्रणाली

नियंत्रण प्रणाली का कार्य रोबोट के एक्चुएटर्स को रोबोट के ऑपरेटिंग निर्देशों और सेंसर से प्राप्त संकेतों के अनुसार निर्दिष्ट आंदोलनों और कार्यों को करने के लिए नियंत्रित करना है। यदि रोबोट में सूचना प्रतिक्रिया विशेषताएँ नहीं हैं, तो यह एक ओपन-लूप नियंत्रण प्रणाली है; सूचना प्रतिक्रिया विशेषताओं के साथ, यह एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली है। नियंत्रण सिद्धांत के अनुसार कार्यक्रम नियंत्रण प्रणाली, अनुकूली नियंत्रण प्रणाली और कृत्रिम बुद्धि नियंत्रण प्रणाली में विभाजित किया जा सकता है। नियंत्रण के स्वरूप के अनुसार गति को बिंदु नियंत्रण और सतत प्रक्षेप पथ नियंत्रण में विभाजित किया जा सकता है।

अनुप्रयोग

1.पैलेटाइज़िंग में अनुप्रयोग

विभिन्न कारखानों में पैलेटाइज़िंग में, अत्यधिक स्वचालित रोबोटों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मैनुअल पैलेटाइज़िंग बहुत गहन और श्रम-गहन है, और कर्मचारियों को न केवल बहुत अधिक दबाव सहन करना पड़ता है, बल्कि उनकी कार्य कुशलता भी कम होती है। हैंडलिंग रोबोट संभाली जाने वाली वस्तुओं की विशेषताओं और उन स्थानों पर जहां वस्तुओं को वर्गीकृत किया गया है, उनके आकार और वस्तुओं की प्रकृति को अपरिवर्तित रखने के आधार पर कुशल वर्गीकरण और हैंडलिंग कर सकता है, जो कार्टन लोडिंग उपकरण को प्रति घंटे सैकड़ों टुकड़ों के पैलेटाइजिंग कार्य को पूरा करने में सक्षम बनाता है। उत्पादन लाइन में लोडिंग और अनलोडिंग, कंटेनर हैंडलिंग आदि अपनी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

2. वेल्डिंग में अनुप्रयोग

वेल्डिंग रोबोट मुख्य रूप से वेल्डिंग कार्य के लिए जिम्मेदार होते हैं, विभिन्न प्रकार के उद्योगों की अलग-अलग औद्योगिक ज़रूरतें होती हैं, इसलिए सामान्य वेल्डिंग रोबोट में स्पॉट वेल्डिंग रोबोट, आर्क वेल्डिंग रोबोट, लेजर रोबोट आदि होते हैं। ऑटोमोबाइल विनिर्माण उद्योग सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला वेल्डिंग रोबोट उद्योग है, वेल्डिंग की कठिनाई, वेल्डिंग की मात्रा, वेल्डिंग की गुणवत्ता और कृत्रिम वेल्डिंग के अन्य पहलुओं में अतुलनीय फायदे हैं।

3. विधानसभा में आवेदन

औद्योगिक उत्पादन में, भागों की असेंबली एक बड़ी मात्रा में काम है, जिसके लिए बड़ी संख्या में श्रम की आवश्यकता होती है, उच्च त्रुटि दर, कम दक्षता के कारण एक बार मानव असेंबली और धीरे-धीरे औद्योगिक रोबोटों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। असेंबली रोबोट का विकास विभिन्न प्रकार की प्रौद्योगिकियों को जोड़ता है, जिनमें संचार प्रौद्योगिकी, स्वचालित नियंत्रण, ऑप्टिकल सिद्धांत, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स आदि शामिल हैं। असेंबली प्रक्रिया के अनुसार, डेवलपर्स उपयुक्त प्रोग्राम लिखते हैं और उन्हें विशिष्ट असेंबली कार्य में लागू करते हैं। असेंबली रोबोट की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं उच्च स्थापना परिशुद्धता, लचीलापन और स्थायित्व हैं। असेंबली कार्य की जटिलता और सुंदरता के कारण, हम इलेक्ट्रॉनिक भागों और बढ़िया ऑटोमोबाइल भागों की स्थापना के लिए असेंबली रोबोट का चयन करते हैं।

4. निरीक्षण में आवेदन

रोबोट में बहुआयामी अतिरिक्त कार्य हैं। यह विशेष पदों पर कर्मचारियों की जगह ले सकता है, जैसे उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों जैसे परमाणु संदूषण क्षेत्र, विषाक्त क्षेत्र, परमाणु संदूषण क्षेत्र, उच्च जोखिम वाले अज्ञात क्षेत्रों का पता लगाना। ऐसे स्थान भी हैं जहां मनुष्य विशेष रूप से नहीं पहुंच सकते हैं, जैसे रोगियों के बीमार भागों का पता लगाना, औद्योगिक दोषों का पता लगाना और भूकंप राहत स्थल पर जीवन का पता लगाना स्थापित किया गया है।

विकास की प्रवृत्ति

1. मानव-रोबोट सहयोग

जैसे-जैसे रोबोट लोगों से दूरी पर काम करने से लेकर स्वाभाविक रूप से लोगों के साथ बातचीत करने और सहयोग करने तक विकसित होते हैं। ड्रैग-एंड-ड्रॉप शिक्षण और मैन्युअल शिक्षण तकनीक की परिपक्वता प्रोग्रामिंग का उपयोग करना आसान बनाती है, ऑपरेटरों के लिए पेशेवर आवश्यकताओं को कम करती है, और कुशल तकनीशियनों के प्रक्रिया अनुभव को स्थानांतरित करना आसान बनाती है।

2. स्वायत्त

वर्तमान में रोबोट प्री-प्रोग्रामिंग, शिक्षण प्रजनन नियंत्रण, प्रत्यक्ष नियंत्रण, रिमोट ऑपरेशन और संचालन के अन्य हेरफेर मोड से स्वायत्त सीखने, स्वायत्त संचालन की दिशा में है। बुद्धिमान रोबोट स्वचालित रूप से प्रक्षेप पथ को सेट और अनुकूलित कर सकते हैं, काम की परिस्थितियों या पर्यावरणीय आवश्यकताओं के अनुसार स्वचालित रूप से विलक्षणताओं, हस्तक्षेप और टकराव की भविष्यवाणी और बाधा से बचाव से बच सकते हैं।

3. बुद्धिमान, सूचनायुक्त, नेटवर्कयुक्त

रोबोट पर अधिक से अधिक 3डी विज़न और फोर्स सेंसर का उपयोग किया जाएगा, और रोबोट अधिक से अधिक बुद्धिमान हो जाएगा। सेंसिंग और पहचान प्रणाली, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और अन्य प्रौद्योगिकियों की प्रगति के साथ, रोबोट यूनिडायरेक्शनल नियंत्रण से लेकर अपने स्वयं के भंडारण, अपने स्वयं के एप्लिकेशन डेटा दिशा और धीरे-धीरे सूचनाकरण तक पहुंच गए हैं। मल्टी-रोबोट सहयोग, नियंत्रण, संचार और अन्य तकनीकी प्रगति के साथ, रोबोट स्वतंत्र व्यक्तियों से लेकर इंटरनेट के चरण तक, सहकारी विकास की दिशा में आगे बढ़ रहे हैं।