औद्योगिक रोबोट क्या है?

दुनिया का पहलाऔद्योगिक रोबोट1962 में संयुक्त राज्य अमेरिका में जन्मे। अमेरिकी इंजीनियर जॉर्ज चार्ल्स डेवोल, जूनियर ने “एक रोबोट का प्रस्ताव रखा जो शिक्षण और प्लेबैक के माध्यम से स्वचालन के लिए लचीले ढंग से प्रतिक्रिया कर सकता है”। उनके विचार ने उद्यमी जोसेफ फ्रेडरिक एंजेलबर्गर के साथ एक चिंगारी पैदा की, जिन्हें “रोबोट के पिता” के रूप में जाना जाता है, और इस प्रकार रोबोट का निर्माण हुआ।औद्योगिक रोबोट“यूनीमेट (= सार्वभौमिक क्षमताओं वाला एक कार्यशील साझेदार)” नाम से एक संगठन का जन्म हुआ।
आईएसओ 8373 के अनुसार, औद्योगिक रोबोट औद्योगिक क्षेत्र के लिए बहु-संयुक्त मैनिपुलेटर या बहु-डिग्री-ऑफ़-फ़्रीडम रोबोट हैं। औद्योगिक रोबोट यांत्रिक उपकरण हैं जो स्वचालित रूप से कार्य करते हैं और वे मशीनें हैं जो विभिन्न कार्यों को प्राप्त करने के लिए अपनी स्वयं की शक्ति और नियंत्रण क्षमताओं पर निर्भर करती हैं। यह मानव आदेशों को स्वीकार कर सकता है या पूर्व-प्रोग्राम किए गए कार्यक्रमों के अनुसार चल सकता है। आधुनिक औद्योगिक रोबोट कृत्रिम बुद्धिमत्ता तकनीक द्वारा तैयार किए गए सिद्धांतों और दिशानिर्देशों के अनुसार भी कार्य कर सकते हैं।
औद्योगिक रोबोट के विशिष्ट अनुप्रयोगों में वेल्डिंग, पेंटिंग, संयोजन, संग्रहण और प्लेसमेंट (जैसे पैकेजिंग, पैलेटाइजिंग और एसएमटी), उत्पाद निरीक्षण और परीक्षण आदि शामिल हैं; सभी कार्य दक्षता, स्थायित्व, गति और सटीकता के साथ पूरे किए जाते हैं।
सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले रोबोट विन्यास आर्टिकुलेटेड रोबोट, SCARA रोबोट, डेल्टा रोबोट और कार्टेशियन रोबोट (ओवरहेड रोबोट या xyz रोबोट) हैं। रोबोट स्वायत्तता की अलग-अलग डिग्री प्रदर्शित करते हैं: कुछ रोबोट विशिष्ट क्रियाओं को बार-बार (दोहराए जाने वाले कार्य) ईमानदारी से, बिना किसी बदलाव के और उच्च सटीकता के साथ करने के लिए प्रोग्राम किए जाते हैं। ये क्रियाएँ प्रोग्राम किए गए रूटीन द्वारा निर्धारित की जाती हैं जो समन्वित क्रियाओं की एक श्रृंखला की दिशा, त्वरण, गति, मंदी और दूरी को निर्दिष्ट करती हैं। अन्य रोबोट अधिक लचीले होते हैं, क्योंकि उन्हें किसी वस्तु के स्थान या यहाँ तक कि उस वस्तु पर किए जाने वाले कार्य की पहचान करने की आवश्यकता हो सकती है। उदाहरण के लिए, अधिक सटीक मार्गदर्शन के लिए, रोबोट अक्सर अपने दृश्य सेंसर के रूप में मशीन विज़न सबसिस्टम शामिल करते हैं, जो शक्तिशाली कंप्यूटर या नियंत्रकों से जुड़े होते हैं। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, या ऐसी कोई भी चीज़ जिसे आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस समझ लिया जाता है, आधुनिक औद्योगिक रोबोट में एक महत्वपूर्ण कारक बनता जा रहा है।
जॉर्ज डेवोल ने सबसे पहले औद्योगिक रोबोट की अवधारणा प्रस्तावित की और 1954 में पेटेंट के लिए आवेदन किया। (पेटेंट 1961 में प्रदान किया गया था)। 1956 में, डेवोल और जोसेफ एंजेलबर्गर ने डेवोल के मूल पेटेंट के आधार पर, यूनीमेशन की सह-स्थापना की। 1959 में, यूनीमेशन का पहला औद्योगिक रोबोट संयुक्त राज्य अमेरिका में पैदा हुआ, जिसने रोबोट विकास के एक नए युग की शुरुआत की। बाद में यूनीमेशन ने अपनी तकनीक का लाइसेंस कावासाकी हेवी इंडस्ट्रीज और जीकेएन को दिया, ताकि क्रमशः जापान और यूनाइटेड किंगडम में यूनीमेट्स औद्योगिक रोबोट का उत्पादन किया जा सके। कुछ समय के लिए, यूनीमेशन का एकमात्र प्रतिस्पर्धी अमेरिका के ओहियो में सिनसिनाटी मिलक्रॉन इंक था। हालाँकि, 1970 के दशक के उत्तरार्ध में, यह स्थिति मौलिक रूप से बदल गई, जब कई बड़े जापानी समूहों ने समान औद्योगिक रोबोट का उत्पादन शुरू किया। औद्योगिक रोबोट यूरोप में बहुत तेज़ी से आगे बढ़े और 1973 में ABB रोबोटिक्स और KUKA रोबोटिक्स ने रोबोट को बाज़ार में उतारा। 1970 के दशक के अंत में, रोबोटिक्स में रुचि बढ़ रही थी और कई अमेरिकी कंपनियों ने इस क्षेत्र में प्रवेश किया, जिसमें जनरल इलेक्ट्रिक और जनरल मोटर्स जैसी बड़ी कंपनियाँ शामिल थीं (जिनका जापान के FANUC रोबोटिक्स के साथ संयुक्त उद्यम FANUC द्वारा बनाया गया था)। अमेरिकी स्टार्टअप में ऑटोमैटिक्स और एडेप्ट टेक्नोलॉजी शामिल थे। 1984 में रोबोटिक्स बूम के दौरान, वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक ने यूनिमेशन को $107 मिलियन में अधिग्रहित कर लिया। वेस्टिंगहाउस ने 1988 में यूनिमेशन को फ्रांस में स्टैबली फेवरेज एससीए को बेच दिया, जो अभी भी सामान्य औद्योगिक और क्लीनरूम अनुप्रयोगों के लिए आर्टिकुलेटेड रोबोट बनाता है और यहां तक ​​कि 2004 के अंत में बॉश के रोबोटिक्स डिवीजन का भी अधिग्रहण कर लिया।

पैरामीटर्स को परिभाषित करें संपादित करें अक्षों की संख्या - किसी भी विमान में कहीं भी जाने के लिए दो अक्षों की आवश्यकता होती है; अंतरिक्ष में कहीं भी जाने के लिए तीन अक्षों की आवश्यकता होती है। एंड-आर्म (यानी कलाई) की दिशा को पूरी तरह से नियंत्रित करने के लिए, अन्य तीन अक्षों (पैन, पिच और रोल) की आवश्यकता होती है। कुछ डिज़ाइन (जैसे SCARA रोबोट) लागत, गति और सटीकता के लिए गति का त्याग करते हैं। स्वतंत्रता की डिग्री - आमतौर पर अक्षों की संख्या के समान। कार्य लिफ़ाफ़ा - अंतरिक्ष में वह क्षेत्र जहाँ रोबोट पहुँच सकता है। किनेमेटिक्स - रोबोट के कठोर शरीर के तत्वों और जोड़ों का वास्तविक विन्यास, जो सभी संभावित रोबोट आंदोलनों को निर्धारित करता है। रोबोट किनेमेटिक्स के प्रकारों में आर्टिकुलेटेड, कार्डैनिक, पैरेलल और SCARA शामिल हैं। क्षमता या भार क्षमता - रोबोट कितना वजन उठा सकता है। वेग - रोबोट कितनी जल्दी अपनी एंड-आर्म स्थिति को सही स्थिति में ला सकता है। इस पैरामीटर को प्रत्येक अक्ष के कोणीय या रैखिक वेग के रूप में या समग्र वेग के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जिसका अर्थ एंड-आर्म वेग के संदर्भ में है। त्वरण - एक अक्ष कितनी जल्दी त्वरित हो सकता है। यह एक सीमित करने वाला कारक है, क्योंकि रोबोट छोटी चाल या दिशा के लगातार परिवर्तनों के साथ जटिल पथों का प्रदर्शन करते समय अपने अधिकतम वेग तक नहीं पहुंच सकता है। सटीकता - रोबोट वांछित स्थिति के कितने करीब पहुंच सकता है। सटीकता को इस प्रकार मापा जाता है कि रोबोट की पूर्ण स्थिति वांछित स्थिति से कितनी दूर है। विज़न सिस्टम या इंफ्रारेड जैसे बाहरी सेंसिंग उपकरणों का उपयोग करके सटीकता में सुधार किया जा सकता है। पुनरुत्पादकता - एक रोबोट प्रोग्राम की गई स्थिति में कितनी अच्छी तरह वापस आता है। यह सटीकता से अलग है। इसे एक निश्चित XYZ स्थिति पर जाने के लिए कहा जा सकता है और यह उस स्थिति के केवल 1 मिमी के भीतर जाता है। यह एक सटीकता की समस्या है और इसे अंशांकन के साथ ठीक किया जा सकता है। लेकिन अगर उस स्थिति को सिखाया जाता है और नियंत्रक मेमोरी में संग्रहीत किया जाता है, और यह हर बार सिखाई गई स्थिति के 0.1 मिमी के भीतर लौटता है ISO 9283[8] सटीकता और दोहराव को मापने के लिए तरीके स्थापित करता है। आम तौर पर, रोबोट को कई बार एक सिखाई गई स्थिति में भेजा जाता है, हर बार चार अन्य स्थितियों में जाकर सिखाई गई स्थिति में वापस आता है, और त्रुटि को मापा जाता है। फिर दोहराव को तीन आयामों में इन नमूनों के मानक विचलन के रूप में मापा जाता है। एक सामान्य रोबोट में निश्चित रूप से ऐसी स्थिति त्रुटियाँ हो सकती हैं जो दोहराव से अधिक हों, और यह एक प्रोग्रामिंग समस्या हो सकती है। इसके अलावा, कार्य लिफ़ाफ़े के विभिन्न भागों में अलग-अलग दोहराव होगा, और दोहराव भी गति और पेलोड के साथ अलग-अलग होगा। ISO 9283 निर्दिष्ट करता है कि सटीकता और दोहराव को अधिकतम गति और अधिकतम पेलोड पर मापा जाना चाहिए। हालाँकि, यह निराशावादी डेटा उत्पन्न करता है, क्योंकि रोबोट की सटीकता और दोहराव हल्के भार और गति पर बहुत बेहतर होगा। औद्योगिक प्रक्रियाओं में दोहराव टर्मिनेटर (जैसे ग्रिपर) की सटीकता और यहाँ तक कि ग्रिपर पर "उंगलियों" के डिज़ाइन से भी प्रभावित होता है जो वस्तु को पकड़ने के लिए उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, यदि कोई रोबोट अपने सिर से एक पेंच उठाता है, तो पेंच एक यादृच्छिक कोण पर हो सकता है। स्क्रू को स्क्रू होल में डालने के बाद के प्रयास विफल होने की संभावना है। इस तरह की स्थितियों को "लीड-इन सुविधाओं" द्वारा सुधारा जा सकता है, जैसे कि छेद के प्रवेश द्वार को पतला (चैम्फर्ड) बनाना। गति नियंत्रण - कुछ अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि सरल पिक और प्लेस असेंबली संचालन, रोबोट को केवल सीमित संख्या में पूर्व-सिखाई गई स्थितियों के बीच आगे-पीछे जाने की आवश्यकता होती है। वेल्डिंग और पेंटिंग (स्प्रे पेंटिंग) जैसे अधिक जटिल अनुप्रयोगों के लिए, आंदोलन को निर्दिष्ट अभिविन्यास और गति पर अंतरिक्ष में एक पथ के साथ लगातार नियंत्रित किया जाना चाहिए। पावर स्रोत - कुछ रोबोट इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग करते हैं, अन्य हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर का उपयोग करते हैं। पहला तेज़ है, दूसरा अधिक शक्तिशाली है और पेंटिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है जहाँ चिंगारी विस्फोट का कारण बन सकती है; हालाँकि, हाथ के अंदर कम दबाव वाली हवा ज्वलनशील वाष्प और अन्य दूषित पदार्थों के प्रवेश को रोकती है। ड्राइव - कुछ रोबोट मोटरों को गियर के माध्यम से जोड़ों से जोड़ते हैं; अन्य में मोटर सीधे जोड़ों से जुड़ी होती हैं (प्रत्यक्ष ड्राइव)। गियर के इस्तेमाल से मापने योग्य "बैकलैश" होता है, जो एक अक्ष की मुक्त गति है। छोटे रोबोट आर्म्स अक्सर हाई-स्पीड, लो-टॉर्क डीसी मोटर्स का उपयोग करते हैं, जिसके लिए आमतौर पर उच्च गियर अनुपात की आवश्यकता होती है, जिसमें बैकलैश का नुकसान होता है, और ऐसे मामलों में हार्मोनिक गियर रिड्यूसर का अक्सर उपयोग किया जाता है। अनुपालन - यह कोण या दूरी की मात्रा का एक माप है जिसे रोबोट की एक धुरी पर लगाया गया बल स्थानांतरित कर सकता है। अनुपालन के कारण, रोबोट अधिकतम पेलोड ले जाने पर थोड़ा कम गति करेगा, जबकि कोई पेलोड नहीं ले जाने पर नहीं। अनुपालन उन स्थितियों में ओवररन की मात्रा को भी प्रभावित करता है जहां उच्च पेलोड के साथ त्वरण को कम करने की आवश्यकता होती है।