औद्योगिक रोबोटों का विकास इतिहास: रोबोटिक भुजाओं से लेकर बुद्धिमान विनिर्माण तक का विकास

1. औद्योगिक रोबोट की उत्पत्ति औद्योगिक रोबोट का आविष्कार 1954 में हुआ था, जब जॉर्ज डेवोल ने प्रोग्रामेबल पार्ट्स रूपांतरण पर पेटेंट के लिए आवेदन किया था। जोसेफ एंजेलबर्गर के साथ साझेदारी करने के बाद, दुनिया की पहली रोबोट कंपनी यूनिमेशन की स्थापना की गई, और पहला रोबोट 1961 में जनरल मोटर्स प्रोडक्शन लाइन पर इस्तेमाल किया गया, मुख्य रूप से डाई-कास्टिंग मशीन से भागों को बाहर निकालने के लिए। अगले वर्षों में सबसे अधिक हाइड्रॉलिक रूप से संचालित यूनिवर्सल मैनिपुलेटर (यूनीमेट्स) बेचे गए, जिनका उपयोग शरीर के अंगों के हेरफेर और स्पॉट वेल्डिंग के लिए किया गया। दोनों अनुप्रयोग सफल रहे, यह दर्शाता है कि रोबोट मज़बूती से काम कर सकते हैं और मानकीकृत गुणवत्ता की गारंटी दे सकते हैं। जल्द ही, कई अन्य कंपनियों ने औद्योगिक रोबोट विकसित और निर्माण करना शुरू कर दिया। नवाचार द्वारा संचालित एक उद्योग का जन्म हुआ। हालाँकि, इस उद्योग को वास्तव में लाभदायक बनने में कई साल लग गए।
2. स्टैनफोर्ड आर्म: रोबोटिक्स में एक बड़ी सफलता विक्टर शाइनमैन ने 1969 में एक शोध परियोजना के प्रोटोटाइप के रूप में ग्राउंडब्रेकिंग "स्टैनफोर्ड आर्म" डिजाइन किया था। वह मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग में एक इंजीनियरिंग छात्र थे और स्टैनफोर्ड आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस प्रयोगशाला में काम करते थे। "स्टैनफोर्ड आर्म" में 6 डिग्री की स्वतंत्रता है, और पूरी तरह से विद्युतीकृत मैनिपुलेटर को एक मानक कंप्यूटर, PDP-6 नामक एक डिजिटल डिवाइस द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस गैर-मानवरूपी गतिज संरचना में एक प्रिज्म और पांच रिवॉल्व जोड़ हैं, जो रोबोट के गतिज समीकरणों को हल करना आसान बनाता है, जिससे कंप्यूटिंग शक्ति में तेजी आती है। ड्राइव मॉड्यूल में एक डीसी मोटर, एक हार्मोनिक ड्राइव और एक स्पर गियर रिड्यूसर, एक पोटेंशियोमीटर और स्थिति और गति प्रतिक्रिया के लिए एक टैकोमीटर शामिल है। बाद के रोबोट डिजाइन शाइनमैन के विचारों से गहराई से प्रभावित थे

3. पूरी तरह से विद्युतीकृत औद्योगिक रोबोट का जन्म 1973 में, ASEA (अब ABB) ने दुनिया का पहला माइक्रो कंप्यूटर नियंत्रित, पूरी तरह से विद्युतीकृत औद्योगिक रोबोट IRB-6 लॉन्च किया। यह निरंतर पथ आंदोलन कर सकता है, जो आर्क वेल्डिंग और प्रसंस्करण के लिए एक शर्त है। यह बताया गया है कि यह डिज़ाइन बहुत मजबूत साबित हुआ है और रोबोट की सेवा जीवन 20 साल तक है। 1970 के दशक में, रोबोट तेजी से ऑटोमोटिव उद्योग में फैल गए, मुख्य रूप से वेल्डिंग और लोडिंग और अनलोडिंग के लिए।

4. SCARA रोबोट का क्रांतिकारी डिज़ाइन 1978 में, जापान के यामानाशी विश्वविद्यालय में हिरोशी मकिनो द्वारा एक चुनिंदा अनुपालन असेंबली रोबोट (SCARA) विकसित किया गया था। यह ऐतिहासिक चार-अक्षीय कम लागत वाला डिज़ाइन छोटे भागों की असेंबली की ज़रूरतों के लिए पूरी तरह से अनुकूलित था, क्योंकि गतिज संरचना तेज़ और अनुपालन वाली भुजाओं की हरकतों की अनुमति देती थी। अच्छी उत्पाद डिज़ाइन संगतता के साथ SCARA रोबोट पर आधारित लचीली असेंबली प्रणालियों ने दुनिया भर में उच्च मात्रा वाले इलेक्ट्रॉनिक और उपभोक्ता उत्पादों के विकास को बहुत बढ़ावा दिया है।
5. हल्के और समानांतर रोबोट का विकास रोबोट की गति और द्रव्यमान की आवश्यकताओं ने नए गतिज और संचरण डिजाइनों को जन्म दिया है। शुरुआती दिनों से, रोबोट संरचना के द्रव्यमान और जड़त्व को कम करना एक प्रमुख शोध लक्ष्य था। मानव हाथ के लिए 1:1 का वजन अनुपात अंतिम बेंचमार्क माना जाता था। 2006 में, यह लक्ष्य KUKA के एक हल्के रोबोट द्वारा प्राप्त किया गया था। यह उन्नत बल नियंत्रण क्षमताओं के साथ एक कॉम्पैक्ट सात-डिग्री-ऑफ़-फ़्रीडम रोबोट भुजा है। हल्के वजन और कठोर संरचना के लक्ष्य को प्राप्त करने का एक और तरीका 1980 के दशक से खोजा और अपनाया गया है, अर्थात् समानांतर मशीन टूल्स का विकास। ये मशीनें अपने अंतिम प्रभावकों को 3 से 6 समानांतर ब्रैकेट के माध्यम से मशीन बेस मॉड्यूल से जोड़ती हैं। ये तथाकथित समानांतर रोबोट उच्च गति (जैसे कि लोभी के लिए), उच्च परिशुद्धता (जैसे कि प्रसंस्करण के लिए) या उच्च भार को संभालने के लिए बहुत उपयुक्त हैं। हालाँकि, उनका कार्यक्षेत्र समान सीरियल या ओपन-लूप रोबोट की तुलना में छोटा है।

6. कार्टेशियन रोबोट और दो-हाथ वाले रोबोट वर्तमान में, कार्टेशियन रोबोट अभी भी उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श रूप से अनुकूल हैं जिनके लिए एक विस्तृत कार्य वातावरण की आवश्यकता होती है। तीन-आयामी ऑर्थोगोनल ट्रांसलेशन अक्षों का उपयोग करने वाले पारंपरिक डिज़ाइन के अलावा, गुडेल ने 1998 में एक नोकदार बैरल फ़्रेम संरचना का प्रस्ताव दिया। यह अवधारणा एक या अधिक रोबोट भुजाओं को बंद स्थानांतरण प्रणाली में ट्रैक और प्रसारित करने की अनुमति देती है। इस तरह, रोबोट के कार्यक्षेत्र को उच्च गति और सटीकता के साथ बेहतर बनाया जा सकता है। यह रसद और मशीन निर्माण में विशेष रूप से मूल्यवान हो सकता है। दो हाथों का नाजुक संचालन जटिल असेंबली कार्यों, एक साथ संचालन प्रसंस्करण और बड़ी वस्तुओं को लोड करने के लिए महत्वपूर्ण है। पहला व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सिंक्रोनस दो-हाथ वाला रोबोट 2005 में मोटोमैन द्वारा पेश किया गया था। एक दो-हाथ वाले रोबोट के रूप में जो मानव हाथ की पहुंच और निपुणता की नकल करता है, इसे उस स्थान पर रखा जा सकता है जहां पहले श्रमिक काम करते थे। इसलिए, पूंजीगत लागत कम की जा सकती है। इसमें गति की 13 अक्ष हैं: प्रत्येक हाथ में 6, साथ ही बुनियादी घुमाव के लिए एक एकल अक्ष।
7. मोबाइल रोबोट (AGV) और लचीली विनिर्माण प्रणाली उसी समय, औद्योगिक रोबोटिक्स स्वचालित निर्देशित वाहन (AGV) उभरे। ये मोबाइल रोबोट किसी कार्यस्थान पर घूम सकते हैं या पॉइंट-टू-पॉइंट उपकरण लोडिंग के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। स्वचालित लचीली विनिर्माण प्रणाली (FMS) की अवधारणा में, AGV पथ लचीलेपन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गए हैं। मूल रूप से, AGV गति नेविगेशन के लिए पहले से तैयार प्लेटफ़ॉर्म, जैसे एम्बेडेड वायर या मैग्नेट पर निर्भर थे। इस बीच, बड़े पैमाने पर विनिर्माण और रसद में मुक्त-नेविगेटिंग AGV का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर उनका नेविगेशन लेजर स्कैनर पर आधारित होता है, जो स्वायत्त स्थिति और बाधा से बचने के लिए वर्तमान वास्तविक वातावरण का सटीक 2D मानचित्र प्रदान करता है। शुरुआत से ही, AGV और रोबोट आर्म्स के संयोजन को मशीन टूल्स को स्वचालित रूप से लोड और अनलोड करने में सक्षम माना जाता था। लेकिन वास्तव में, इन रोबोटिक आर्म्स में केवल कुछ विशिष्ट अवसरों पर ही आर्थिक और लागत लाभ होते हैं, जैसे कि सेमीकंडक्टर उद्योग में लोडिंग और अनलोडिंग डिवाइस।

8. औद्योगिक रोबोट के सात प्रमुख विकास रुझान 2007 तक, औद्योगिक रोबोट के विकास को निम्नलिखित प्रमुख रुझानों द्वारा चिह्नित किया जा सकता है: 1. लागत में कमी और प्रदर्शन में सुधार - रोबोट की औसत इकाई कीमत 1990 में समकक्ष रोबोट की मूल कीमत के 1/3 तक गिर गई है, जिसका अर्थ है कि स्वचालन सस्ता और सस्ता होता जा रहा है।- इसी समय, रोबोट के प्रदर्शन मापदंडों (जैसे गति, भार क्षमता, विफलताओं के बीच औसत समय MTBF) में काफी सुधार हुआ है। 2. पीसी प्रौद्योगिकी और आईटी घटकों का एकीकरण - पर्सनल कंप्यूटर (पीसी) तकनीक, उपभोक्ता-ग्रेड सॉफ्टवेयर और आईटी उद्योग द्वारा लाए गए तैयार घटकों ने रोबोट की लागत-प्रभावशीलता में प्रभावी रूप से सुधार किया है।- अब, अधिकांश निर्माता पीसी-आधारित प्रोसेसर के साथ-साथ प्रोग्रामिंग, संचार और सिमुलेशन को नियंत्रक में एकीकृत करते हैं 4. विज़न सिस्टम का व्यापक उपयोग - ऑब्जेक्ट पहचान, स्थिति और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए विज़न सिस्टम तेजी से रोबोट नियंत्रकों का हिस्सा बन रहे हैं। 5. नेटवर्किंग और रिमोट कंट्रोल - बेहतर नियंत्रण, कॉन्फ़िगरेशन और रखरखाव के लिए रोबोट फील्डबस या ईथरनेट के माध्यम से नेटवर्क से जुड़े होते हैं। 6. नए व्यवसाय मॉडल - नई वित्तीय योजनाएं अंतिम उपयोगकर्ताओं को रोबोट किराए पर लेने या एक पेशेवर कंपनी या यहां तक ​​कि एक रोबोट प्रदाता को रोबोट इकाई संचालित करने की अनुमति देती हैं, जो निवेश जोखिम को कम कर सकती हैं और पैसे बचा सकती हैं। 7. प्रशिक्षण और शिक्षा को लोकप्रिय बनाना - रोबोटिक्स को पहचानने के लिए अधिक अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए प्रशिक्षण और सीखना महत्वपूर्ण सेवाएं बन गई हैं। - पेशेवर मल्टीमीडिया सामग्री और पाठ्यक्रम इंजीनियरों और श्रमिकों को शिक्षित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं ताकि वे रोबोट इकाइयों की कुशलतापूर्वक योजना, कार्यक्रम, संचालन और रखरखाव कर सकें।

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