औद्योगिक रोबोट ज्ञान का परिचय

औद्योगिक रोबोटs औद्योगिक विनिर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जैसे ऑटोमोबाइल विनिर्माण, विद्युत उपकरण, भोजन इत्यादि। वे दोहराए जाने वाले यांत्रिक संचालन को प्रतिस्थापित कर सकते हैं और ऐसी मशीनें हैं जो विभिन्न कार्यों को प्राप्त करने के लिए अपनी शक्ति और नियंत्रण क्षमताओं पर भरोसा करती हैं। यह मानव आदेश का सामना कर सकता है और पूर्व-क्रमादेशित कार्यक्रमों के अनुसार भी काम कर सकता है। अब हम इसके मूल मुख्य घटकों के बारे में बात करते हैंऔद्योगिक रोबोटs.

1.विषय

मुख्य मशीनरी मशीन का आधार और सक्रिय तंत्र है, जिसमें बड़ी भुजा, अग्रबाहु, कलाई और हाथ शामिल हैं, जो एक बहु-डिग्री-स्वतंत्रता यांत्रिक प्रणाली का गठन करते हैं। कुछ रोबोटों में चलने की व्यवस्था भी होती है।औद्योगिक रोबोटsस्वतंत्रता की 6 डिग्री या उससे भी अधिक है। कलाई में आम तौर पर गति की 1 से 3 डिग्री की स्वतंत्रता होती है।

2. ड्राइव सिस्टम

की ड्राइविंग प्रणालीऔद्योगिक रोबोटsशक्ति स्रोत के अनुसार इसे तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: हाइड्रोलिक, वायवीय और विद्युत। इन तीन प्रकारों को आवश्यकताओं के आधार पर एक समग्र ड्राइव सिस्टम में भी जोड़ा जा सकता है। या अप्रत्यक्ष रूप से सिंक्रोनस बेल्ट, गियर ट्रेन और गियर जैसे यांत्रिक ट्रांसमिशन तंत्र के माध्यम से संचालित होता है। ड्राइव सिस्टम में एक पावर डिवाइस और एक ट्रांसमिशन तंत्र होता है, जिसका उपयोग तंत्र की संबंधित क्रियाओं को लागू करने के लिए किया जाता है। इन तीन प्रकार के बुनियादी ड्राइव सिस्टमों में से प्रत्येक की अपनी विशेषताएं हैं। वर्तमान मुख्यधारा इलेक्ट्रिक ड्राइव सिस्टम है। कम जड़ता के कारण, बड़े टॉर्क एसी और डीसी सर्वो मोटर्स और उनके सहायक सर्वो ड्राइव (एसी फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स, डीसी पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटर) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस प्रकार की प्रणाली को ऊर्जा रूपांतरण की आवश्यकता नहीं होती है, इसका उपयोग करना आसान है और इसमें संवेदनशील नियंत्रण होता है। अधिकांश मोटरों को एक नाजुक ट्रांसमिशन तंत्र की आवश्यकता होती है: एक रेड्यूसर। इसके दांत मोटर के रिवर्स रोटेशन की संख्या को रिवर्स रोटेशन की आवश्यक संख्या तक कम करने और एक बड़ा टॉर्क डिवाइस प्राप्त करने के लिए गियर स्पीड कनवर्टर का उपयोग करते हैं, जिससे गति कम हो जाती है और टॉर्क बढ़ जाता है। जब लोड बड़ा होता है, तो सर्वो मोटर को आँख बंद करके बढ़ाया जाता है। बिजली बहुत लागत प्रभावी होती है, और आउटपुट टॉर्क को उपयुक्त गति सीमा के भीतर रेड्यूसर के माध्यम से बढ़ाया जा सकता है। कम आवृत्तियों पर संचालन करते समय सर्वो मोटरों में गर्मी और कम आवृत्ति कंपन का खतरा होता है। दीर्घकालिक और दोहराव वाला कार्य सटीक और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुकूल नहीं है। सटीक कमी मोटर का अस्तित्व सर्वो मोटर को उपयुक्त गति से संचालित करने की अनुमति देता है, मशीन बॉडी की कठोरता को मजबूत करता है और अधिक टॉर्क उत्पन्न करता है। आज दो मुख्यधारा रिड्यूसर हैं: हार्मोनिक रिड्यूसर और आरवी रिड्यूसर।

3. नियंत्रण प्रणाली

रोबोट नियंत्रण प्रणालीरोबोट का मस्तिष्क और मुख्य कारक है जो रोबोट के कार्यों और कार्यों को निर्धारित करता है। नियंत्रण प्रणाली इनपुट प्रोग्राम के अनुसार ड्राइविंग सिस्टम और निष्पादन तंत्र को कमांड सिग्नल भेजती है और उन्हें नियंत्रित करती है। का मुख्य कार्यऔद्योगिक रोबोट नियंत्रण प्रौद्योगिकी गतिविधियों की सीमा, मुद्रा और प्रक्षेपवक्र और कार्रवाई के समय को नियंत्रित करने के लिए हैऔद्योगिक रोबोटकार्य क्षेत्र में है. इसमें सरल प्रोग्रामिंग, सॉफ्टवेयर मेनू ऑपरेशन, अनुकूल मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन इंटरफ़ेस, ऑनलाइन ऑपरेशन संकेत और सुविधाजनक उपयोग की विशेषताएं हैं। नियंत्रक प्रणाली रोबोट का मूल है, और प्रासंगिक विदेशी कंपनियां हमारे प्रयोगों के करीब हैं। हाल के वर्षों में, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, माइक्रोप्रोसेसरों का प्रदर्शन उच्च और उच्चतर हो गया है, और कीमत सस्ती और सस्ती हो गई है। अब 1-2 अमेरिकी डॉलर की कीमत वाले 32-बिट माइक्रोप्रोसेसर बाजार में आ गए हैं। लागत प्रभावी माइक्रोप्रोसेसरों ने रोबोट नियंत्रकों के लिए नए विकास के अवसर लाए हैं, जिससे कम लागत, उच्च प्रदर्शन वाले रोबोट नियंत्रक विकसित करना संभव हो गया है। सिस्टम में पर्याप्त कंप्यूटिंग और भंडारण क्षमताएं बनाने के लिए, रोबोट नियंत्रक अब ज्यादातर शक्तिशाली एआरएम श्रृंखला, डीएसपी श्रृंखला, पावरपीसी श्रृंखला, इंटेल श्रृंखला और अन्य चिप्स से बने होते हैं।   चूंकि मौजूदा सामान्य प्रयोजन चिप्स के कार्य और कार्य मूल्य, कार्यक्षमता, एकीकरण और इंटरफेस के मामले में कुछ रोबोट सिस्टम की आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा नहीं कर सकते हैं, इससे रोबोट सिस्टम में SoC (सिस्टम ऑन चिप) तकनीक की मांग बढ़ गई है। प्रोसेसर आवश्यक इंटरफेस के साथ एकीकृत है, जो सिस्टम परिधीय सर्किट के डिजाइन को सरल बना सकता है, सिस्टम आकार को कम कर सकता है और लागत को कम कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक्टेल एक संपूर्ण SoC सिस्टम बनाने के लिए NEOS या ARM7 प्रोसेसर कोर को अपने FPGA उत्पादों में एकीकृत करता है। रोबोट प्रौद्योगिकी नियंत्रकों के संदर्भ में, इसका अनुसंधान मुख्य रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में केंद्रित है, और अमेरिकी डेल्टाटाउ कंपनी, जापान की पेंगली कंपनी लिमिटेड आदि जैसे परिपक्व उत्पाद हैं। इसका गति नियंत्रक डीएसपी प्रौद्योगिकी को अपने रूप में लेता है कोर और एक पीसी-आधारित खुली संरचना को अपनाता है। 4. अंत प्रभावक अंतिम प्रभावक मैनिपुलेटर के अंतिम जोड़ से जुड़ा एक घटक है। इसका उपयोग आम तौर पर वस्तुओं को पकड़ने, अन्य तंत्रों से जुड़ने और आवश्यक कार्य करने के लिए किया जाता है। रोबोट निर्माता आम तौर पर अंतिम प्रभावकों को डिज़ाइन या बेचते नहीं हैं; ज्यादातर मामलों में, वे केवल एक साधारण ग्रिपर प्रदान करते हैं। आमतौर पर किसी दिए गए वातावरण में कार्यों को पूरा करने के लिए रोबोट के 6-अक्ष फ़्लैंज पर अंतिम प्रभावकार स्थापित किया जाता है, जैसे वेल्डिंग, पेंटिंग, ग्लूइंग और पार्ट्स लोडिंग और अनलोडिंग, जो ऐसे कार्य हैं जिन्हें पूरा करने के लिए रोबोट की आवश्यकता होती है।

सर्वो मोटर्स का अवलोकन सर्वो ड्राइवर, जिसे "सर्वो नियंत्रक" और "सर्वो एम्पलीफायर" के रूप में भी जाना जाता है, एक नियंत्रक है जिसका उपयोग सर्वो मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। इसका कार्य सामान्य एसी मोटर्स पर आवृत्ति कनवर्टर के समान है, और यह सर्वो प्रणाली का हिस्सा है। आम तौर पर, ट्रांसमिशन सिस्टम की उच्च-सटीक स्थिति प्राप्त करने के लिए सर्वो मोटर को तीन तरीकों से नियंत्रित किया जाता है: स्थिति, गति और टॉर्क।

1. सर्वो मोटर्स का वर्गीकरण इसे दो श्रेणियों में बांटा गया है: डीसी और एसी सर्वो मोटर्स।

एसी सर्वो मोटर्स को आगे एसिंक्रोनस सर्वो मोटर्स और सिंक्रोनस सर्वो मोटर्स में विभाजित किया गया है। वर्तमान समय में AC सिस्टम धीरे-धीरे DC सिस्टम की जगह ले रहे हैं। डीसी सिस्टम की तुलना में, एसी सर्वो मोटर्स में उच्च विश्वसनीयता, अच्छी गर्मी लंपटता, जड़ता के छोटे क्षण और उच्च दबाव में काम करने की क्षमता के फायदे हैं। क्योंकि ब्रश और स्टीयरिंग गियर नहीं हैं, एसी सर्वो सिस्टम भी ब्रशलेस सर्वो सिस्टम बन जाता है, और इसमें उपयोग की जाने वाली मोटरें केज-प्रकार एसिंक्रोनस मोटर और ब्रशलेस संरचना के साथ स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटर होती हैं। 1) डीसी सर्वो मोटर्स को ब्रश और ब्रशलेस मोटर्स में विभाजित किया गया है

①ब्रश्ड मोटरों की लागत कम होती है, संरचना सरल होती है, शुरुआती टॉर्क बड़ा होता है, गति सीमा व्यापक होती है, नियंत्रण आसान होता है, रखरखाव की आवश्यकता होती है, लेकिन रखरखाव में आसान होते हैं (कार्बन ब्रश को प्रतिस्थापित करते हैं), विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप उत्पन्न करते हैं, उपयोग के माहौल पर आवश्यकताएं होती हैं, और आमतौर पर इनका उपयोग किया जाता है लागत नियंत्रण संवेदनशील सामान्य औद्योगिक और नागरिक स्थितियाँ;

②ब्रशलेस मोटरें आकार में छोटी और वजन में हल्की, बड़े आउटपुट और तेज़ प्रतिक्रिया वाली होती हैं। उनके पास उच्च गति और छोटी जड़ता, स्थिर टोक़ और चिकनी रोटेशन है। नियंत्रण जटिल और बुद्धिमान है. इलेक्ट्रॉनिक कम्यूटेशन विधि लचीली है। यह वर्गाकार तरंग या साइन तरंग के साथ आवागमन कर सकता है। मोटर रखरखाव-मुक्त और कुशल है। ऊर्जा की बचत, छोटे विद्युत चुम्बकीय विकिरण, कम तापमान वृद्धि और लंबे जीवन, विभिन्न वातावरणों के लिए उपयुक्त।

2. विभिन्न प्रकार की सर्वो मोटरों की विशेषताएँ

1) डीसी सर्वो मोटर के फायदे और नुकसान लाभ: सटीक गति नियंत्रण, बहुत कठिन टॉर्क और गति विशेषताएँ, सरल नियंत्रण सिद्धांत, उपयोग में आसान और सस्ती कीमत। नुकसान: ब्रश कम्यूटेशन, गति सीमा, अतिरिक्त प्रतिरोध, पहनने वाले कणों की पीढ़ी (धूल रहित और विस्फोटक वातावरण के लिए उपयुक्त नहीं)

2) एसी सर्वो मोटर के फायदे और नुकसान लाभ: अच्छी गति नियंत्रण विशेषताएं, संपूर्ण गति सीमा में सुचारू नियंत्रण, लगभग कोई दोलन नहीं, 90% से अधिक की उच्च दक्षता, कम गर्मी उत्पादन, उच्च गति नियंत्रण, उच्च परिशुद्धता स्थिति नियंत्रण (एनकोडर सटीकता के आधार पर), रेटेड ऑपरेटिंग क्षेत्र के भीतर, यह निरंतर टॉर्क, कम जड़ता, कम शोर, कोई ब्रश नहीं घिसना और रखरखाव-मुक्त (धूल-मुक्त और विस्फोटक वातावरण के लिए उपयुक्त) प्राप्त कर सकता है। नुकसान: नियंत्रण अधिक जटिल है, ड्राइवर मापदंडों को साइट पर समायोजित करने और पीआईडी ​​पैरामीटर निर्धारित करने की आवश्यकता है, और अधिक कनेक्शन की आवश्यकता है। वर्तमान में, मुख्यधारा सर्वो ड्राइव नियंत्रण कोर के रूप में डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (डीएसपी) का उपयोग करते हैं, जो अपेक्षाकृत जटिल नियंत्रण एल्गोरिदम लागू कर सकते हैं और डिजिटलीकरण, नेटवर्किंग और इंटेलिजेंस प्राप्त कर सकते हैं। पावर डिवाइस आमतौर पर कोर के रूप में इंटेलिजेंट पावर मॉड्यूल (आईपीएम) के साथ डिज़ाइन किए गए ड्राइव सर्किट का उपयोग करते हैं। आईपीएम ड्राइव सर्किट को एकीकृत करता है और इसमें ओवरवॉल्टेज, ओवरकरंट, ओवरहीटिंग और अंडरवोल्टेज जैसे दोष का पता लगाने और सुरक्षा सर्किट होते हैं। सॉफ्टवेयर को मुख्य सर्किट में भी जोड़ा जाता है। ड्राइवर पर स्टार्टअप प्रक्रिया के प्रभाव को कम करने के लिए स्टार्ट सर्किट। पावर ड्राइव यूनिट सबसे पहले संबंधित डायरेक्ट करंट प्राप्त करने के लिए तीन-चरण फुल-ब्रिज रेक्टिफायर सर्किट के माध्यम से इनपुट तीन-चरण पावर या मेन पावर को ठीक करती है। सुधारित तीन-चरण बिजली या मुख्य शक्ति को तीन-चरण स्थायी चुंबक सिंक्रोनस एसी सर्वो मोटर चलाने के लिए तीन-चरण साइनसॉइडल पीडब्लूएम वोल्टेज इन्वर्टर द्वारा आवृत्ति में परिवर्तित किया जाता है। पावर ड्राइव यूनिट की पूरी प्रक्रिया को केवल AC-DC-AC प्रक्रिया कहा जा सकता है। रेक्टिफायर यूनिट (एसी-डीसी) का मुख्य टोपोलॉजिकल सर्किट एक तीन-चरण पूर्ण-ब्रिज अनियंत्रित रेक्टिफायर सर्किट है।

हार्मोनिक रिड्यूसर का विस्फोटित दृश्य 1980 के दशक की शुरुआत में आरवी डिजाइन का प्रस्ताव देने से लेकर 1986 में आरवी रिड्यूसर अनुसंधान में महत्वपूर्ण सफलता हासिल करने में जापानी नाबटेस्को कंपनी को 6-7 साल लग गए; और नानटोंग जेनकांग और हेंगफेंगताई, जो चीन में परिणाम देने वाले पहले व्यक्ति थे, ने भी समय बिताया। 6-8 वर्ष. क्या इसका मतलब यह है कि हमारे स्थानीय उद्यमों के पास कोई अवसर नहीं है? अच्छी खबर यह है कि कई वर्षों की तैनाती के बाद, चीनी कंपनियों ने आखिरकार कुछ सफलता हासिल की है।

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