औद्योगिक रोबोट ज्ञानाचा परिचय

औद्योगिक रोबोटs ऑटोमोबाईल उत्पादन, विद्युत उपकरणे, अन्न इत्यादींसारख्या औद्योगिक उत्पादनात यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. ते वारंवार होणाऱ्या यांत्रिक क्रियांची जागा घेऊ शकतात आणि विविध कार्ये पार पाडण्यासाठी स्वतःच्या शक्ती आणि नियंत्रण क्षमतेवर अवलंबून असणारी यंत्रे आहेत. ते मानवी आदेशांचे पालन करू शकते आणि पूर्वनियोजित प्रोग्रामनुसार देखील कार्य करू शकते. आता आपण मूलभूत मुख्य घटकांबद्दल बोलूया.औद्योगिक रोबोटs.

१. विषय

मुख्य यंत्रणा म्हणजे मशीनचा पाया आणि चालवणारी यंत्रणा, ज्यामध्ये मोठा हात, बाहू, मनगट आणि हात यांचा समावेश असतो, जे मिळून एक बहु-स्वातंत्र्य-अंशांची यांत्रिक प्रणाली तयार करतात. काही रोबोट्समध्ये चालण्याची यंत्रणा देखील असते.औद्योगिक रोबोटsहालचालीचे ६ किंवा त्याहून अधिक स्वातंत्र्य अंश असतात. मनगटाला साधारणपणे हालचालीचे १ ते ३ स्वातंत्र्य अंश असतात.

२. ड्राइव्ह सिस्टम

ड्रायव्हिंग सिस्टम ऑफऔद्योगिक रोबोटsउर्जेच्या स्रोतानुसार हायड्रॉलिक, न्यूमॅटिक आणि इलेक्ट्रिक अशा तीन प्रकारांमध्ये विभागणी केली जाते. गरजेनुसार या तिन्ही प्रकारांना एकत्र करून एक संयुक्त ड्राइव्ह प्रणाली देखील तयार केली जाऊ शकते. किंवा सिंक्रोनस बेल्ट, गिअर ट्रेन आणि गिअर्स यांसारख्या यांत्रिक ट्रान्समिशन यंत्रणांद्वारे अप्रत्यक्षपणे चालवली जाऊ शकते. ड्राइव्ह प्रणालीमध्ये एक उर्जा उपकरण आणि एक ट्रान्समिशन यंत्रणा असते, ज्यांचा उपयोग यंत्रणेच्या संबंधित क्रिया पार पाडण्यासाठी केला जातो. या तीन प्रकारच्या मूलभूत ड्राइव्ह प्रणालींपैकी प्रत्येकाची स्वतःची वैशिष्ट्ये आहेत. सध्या इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह प्रणाली ही मुख्य प्रवाहात आहे. कमी जडत्व आणि जास्त टॉर्कमुळे एसी आणि डीसी सर्वो मोटर्स आणि त्यांचे सहाय्यक सर्वो ड्राइव्ह (एसी फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टर्स, डीसी पल्स विड्थ मॉड्युलेटर्स) मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. या प्रकारच्या प्रणालीला ऊर्जा रूपांतरणाची आवश्यकता नसते, ती वापरण्यास सोपी असते आणि तिचे नियंत्रण संवेदनशील असते. बहुतेक मोटर्सना एका नाजूक ट्रान्समिशन यंत्रणेची आवश्यकता असते: एक रिड्यूसर. त्याचे दाते गियर स्पीड कन्व्हर्टरचा वापर करून मोटरच्या उलट्या फिरण्यांची संख्या आवश्यक संख्येपर्यंत कमी करतात आणि जास्त टॉर्क मिळवतात, ज्यामुळे वेग कमी होतो आणि टॉर्क वाढतो. जेव्हा लोड जास्त असतो, तेव्हा सर्वो मोटरची शक्ती थेट वाढवणे खूप किफायतशीर ठरते आणि योग्य वेग मर्यादेत रिड्यूसरद्वारे आउटपुट टॉर्क वाढवता येतो. कमी फ्रिक्वेन्सीवर काम करताना सर्वो मोटर्समध्ये उष्णता आणि कमी-फ्रिक्वेन्सी कंपन होण्याची शक्यता असते. दीर्घकाळ आणि वारंवार काम करणे अचूक आणि विश्वसनीय कार्यासाठी अनुकूल नसते. अचूक रिडक्शन मोटरच्या अस्तित्वामुळे सर्वो मोटर योग्य वेगाने काम करू शकते, ज्यामुळे मशीनच्या बॉडीची दृढता वाढते आणि जास्त टॉर्क मिळतो. आज दोन मुख्य रिड्यूसर आहेत: हार्मोनिक रिड्यूसर आणि आरव्ही रिड्यूसर.

३. नियंत्रण प्रणाली

रोबोट नियंत्रण प्रणालीनियंत्रण प्रणाली हा रोबोटचा मेंदू आहे आणि रोबोटची कार्ये व कार्यपद्धती निश्चित करणारा मुख्य घटक आहे. नियंत्रण प्रणाली इनपुट प्रोग्रामनुसार ड्रायव्हिंग प्रणाली आणि अंमलबजावणी यंत्रणेला आदेश संकेत पाठवते आणि त्यांना नियंत्रित करते.औद्योगिक रोबोट नियंत्रण तंत्रज्ञान हे क्रियाकलापांची व्याप्ती, स्थिती आणि मार्ग, आणि कृतीची वेळ नियंत्रित करण्यासाठी आहे.औद्योगिक रोबोटकार्यक्षेत्रात. यात सोपे प्रोग्रामिंग, सॉफ्टवेअर मेनू संचालन, सोपा मानव-संगणक संवाद इंटरफेस, ऑनलाइन ऑपरेशन सूचना आणि सोयीस्कर वापर ही वैशिष्ट्ये आहेत. कंट्रोलर सिस्टीम हा रोबोटचा गाभा आहे आणि संबंधित परदेशी कंपन्या आमच्या प्रयोगांवर बारकाईने लक्ष ठेवून आहेत. अलिकडच्या वर्षांत, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे, मायक्रोप्रोसेसरची कार्यक्षमता अधिकाधिक वाढली आहे आणि किंमतही स्वस्त झाली आहे. आता, १-२ अमेरिकन डॉलर किमतीचे ३२-बिट मायक्रोप्रोसेसर बाजारात आले आहेत. किफायतशीर मायक्रोप्रोसेसरमुळे रोबोट कंट्रोलर्ससाठी विकासाच्या नवीन संधी निर्माण झाल्या आहेत, ज्यामुळे कमी किमतीचे, उच्च-कार्यक्षमतेचे रोबोट कंट्रोलर्स विकसित करणे शक्य झाले आहे. सिस्टीममध्ये पुरेशी संगणकीय आणि साठवण क्षमता असावी यासाठी, रोबोट कंट्रोलर्स आता प्रामुख्याने शक्तिशाली ARM सिरीज, DSP सिरीज, POWERPC सिरीज, इंटेल सिरीज आणि इतर चिप्सपासून बनलेले असतात.   सध्याच्या सामान्य-उद्देशीय चिप्सची कार्ये आणि वैशिष्ट्ये किंमत, कार्यक्षमता, एकीकरण आणि इंटरफेसच्या बाबतीत काही रोबोट प्रणालींच्या गरजा पूर्णपणे पूर्ण करू शकत नसल्यामुळे, रोबोट प्रणालींमध्ये एसओसी (सिस्टम ऑन चिप) तंत्रज्ञानाची मागणी वाढली आहे. प्रोसेसरमध्ये आवश्यक इंटरफेस एकीकृत केलेले असतात, ज्यामुळे प्रणालीच्या परिधीय सर्किट्सची रचना सोपी होते, प्रणालीचा आकार कमी होतो आणि खर्च कमी होतो. उदाहरणार्थ, ॲक्टेल आपल्या एफपीजीए उत्पादनांमध्ये निओस (NEOS) किंवा एआरएम७ (ARM7) प्रोसेसर कोर एकीकृत करून एक संपूर्ण एसओसी प्रणाली तयार करते. रोबोट तंत्रज्ञान नियंत्रकांच्या बाबतीत, त्याचे संशोधन प्रामुख्याने अमेरिका आणि जपानमध्ये केंद्रित आहे, आणि अमेरिकेची डेल्टाटाऊ कंपनी, जपानची पेंगली कंपनी लिमिटेड इत्यादींसारखी परिपक्व उत्पादने आहेत. त्यांचे मोशन कंट्रोलर डीएसपी तंत्रज्ञानाला केंद्रस्थानी ठेवून पीसी-आधारित खुली रचना स्वीकारतात. ४. एंड इफेक्टर एंड इफेक्टर हा मॅनिप्युलेटरच्या शेवटच्या जॉइंटला जोडलेला एक घटक आहे. याचा उपयोग सामान्यतः वस्तू पकडण्यासाठी, इतर यंत्रणांशी जोडण्यासाठी आणि आवश्यक कार्ये पार पाडण्यासाठी केला जातो. रोबोट उत्पादक सहसा एंड इफेक्टरची रचना करत नाहीत किंवा त्यांची विक्री करत नाहीत; बहुतेक प्रकरणांमध्ये, ते फक्त एक साधा ग्रिपर पुरवतात. सामान्यतः, एंड इफेक्टर रोबोटच्या ६-ॲक्सिस फ्लॅंजवर स्थापित केला जातो, जेणेकरून दिलेल्या वातावरणात वेल्डिंग, पेंटिंग, ग्लूइंग आणि पार्ट्स लोड करणे व अनलोड करणे यांसारखी कार्ये पूर्ण करता येतील, जी पूर्ण करण्यासाठी रोबोटची आवश्यकता असते.

सर्वो मोटर्सचा आढावा सर्वो ड्रायव्हर, ज्याला 'सर्वो कंट्रोलर' आणि 'सर्वो अँप्लिफायर' असेही म्हणतात, हा सर्वो मोटर्स नियंत्रित करण्यासाठी वापरला जाणारा एक नियंत्रक आहे. त्याचे कार्य सामान्य एसी मोटर्सवरील फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्टरसारखेच असते आणि तो सर्वो प्रणालीचा एक भाग आहे. सामान्यतः, ट्रान्समिशन प्रणालीचे उच्च-अचूक स्थाननिश्चिती साध्य करण्यासाठी सर्वो मोटरला स्थिती, वेग आणि टॉर्क या तीन पद्धतींद्वारे नियंत्रित केले जाते.

१. सर्वो मोटर्सचे वर्गीकरण त्याची डीसी आणि एसी सर्वो मोटर्स या दोन प्रकारांमध्ये विभागणी केली जाते.

एसी सर्वो मोटर्सचे पुढे असिंक्रोनस सर्वो मोटर्स आणि सिंक्रोनस सर्वो मोटर्समध्ये विभाजन केले जाते. सध्या, एसी प्रणाली हळूहळू डीसी प्रणालींची जागा घेत आहेत. डीसी प्रणालींच्या तुलनेत, एसी सर्वो मोटर्समध्ये उच्च विश्वसनीयता, उत्तम उष्णता वहन, कमी जडत्व आणि उच्च दाबाखाली काम करण्याची क्षमता हे फायदे आहेत. ब्रशेस आणि स्टीयरिंग गिअर्स नसल्यामुळे, एसी सर्वो प्रणाली ही एक ब्रशलेस सर्वो प्रणाली बनते, आणि त्यात वापरल्या जाणाऱ्या मोटर्स या केज-टाइप असिंक्रोनस मोटर्स आणि ब्रशलेस संरचनेच्या परमनंट मॅग्नेट सिंक्रोनस मोटर्स असतात. १) डीसी सर्वो मोटर्सचे ब्रश्ड आणि ब्रशलेस मोटर्समध्ये वर्गीकरण केले जाते.

①ब्रश्ड मोटर्स कमी किमतीच्या, साध्या रचनेच्या, मोठ्या स्टार्टिंग टॉर्कच्या, विस्तृत वेग श्रेणीच्या आणि सहज नियंत्रणाच्या असतात, त्यांना देखभालीची आवश्यकता असते, परंतु त्यांची देखभाल करणे सोपे असते (कार्बन ब्रशेस बदलणे), त्या विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप निर्माण करतात, त्यांच्या वापराच्या वातावरणावर काही आवश्यकता असतात, आणि सामान्यतः खर्च नियंत्रणास संवेदनशील असलेल्या सामान्य औद्योगिक आणि नागरी परिस्थितींमध्ये वापरल्या जातात;

२ब्रशलेस मोटर्स आकाराने लहान आणि वजनाने हलक्या असून, त्यांची आउटपुट क्षमता जास्त आणि प्रतिसाद जलद असतो. त्यांचा वेग जास्त आणि जडत्व कमी असते, टॉर्क स्थिर असतो आणि रोटेशन सुरळीत असते. त्यांचे नियंत्रण गुंतागुंतीचे आणि बुद्धिमान असते. इलेक्ट्रॉनिक कम्युटेशन पद्धत लवचिक असते. ती स्क्वेअर वेव्ह किंवा साइन वेव्हसोबत कम्युटेट करू शकते. ही मोटर देखभाल-मुक्त आणि कार्यक्षम असते. ऊर्जा बचत, कमी विद्युत चुंबकीय किरणोत्सर्ग, कमी तापमान वाढ आणि दीर्घायुष्य यामुळे ती विविध वातावरणांसाठी योग्य ठरते.

२. सर्वो मोटर्सच्या विविध प्रकारांची वैशिष्ट्ये

१) डीसी सर्वो मोटरचे फायदे आणि तोटे फायदे: अचूक गती नियंत्रण, अत्यंत मजबूत टॉर्क आणि गती वैशिष्ट्ये, सोपे नियंत्रण तत्त्व, वापरण्यास सोपे आणि स्वस्त किंमत. तोटे: ब्रश कम्युटेशन, वेग मर्यादा, अतिरिक्त प्रतिरोध, झीज कणांची निर्मिती (धूळमुक्त आणि स्फोटक वातावरणासाठी योग्य नाही)

२) एसी सर्वो मोटरचे फायदे आणि तोटे फायदे: उत्तम वेग नियंत्रण वैशिष्ट्ये, संपूर्ण वेग श्रेणीमध्ये सुरळीत नियंत्रण, जवळजवळ दोलन नाही, ९०% पेक्षा जास्त उच्च कार्यक्षमता, कमी उष्णता निर्मिती, उच्च-गती नियंत्रण, उच्च-अचूक स्थिती नियंत्रण (एनकोडरच्या अचूकतेवर अवलंबून), निर्धारित कार्यक्षेत्रात, स्थिर टॉर्क, कमी जडत्व, कमी आवाज, ब्रशची झीज नाही आणि देखभाल-मुक्त (धूळ-मुक्त आणि स्फोटक वातावरणासाठी योग्य) हे साध्य करता येते. तोटे: नियंत्रण अधिक गुंतागुंतीचे आहे, ड्रायव्हर पॅरामीटर्स जागेवरच समायोजित करावे लागतात, PID पॅरामीटर्स निश्चित करावे लागतात आणि अधिक जोडण्यांची आवश्यकता असते. सध्या, मुख्य प्रवाहातील सर्वो ड्राइव्ह्स नियंत्रण केंद्र म्हणून डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (DSP) वापरतात, जे तुलनेने गुंतागुंतीचे नियंत्रण अल्गोरिदम लागू करू शकतात आणि डिजिटायझेशन, नेटवर्किंग व बुद्धिमत्ता साध्य करू शकतात. पॉवर डिव्हाइसेस सामान्यतः इंटेलिजेंट पॉवर मॉड्यूल्स (IPM) ला केंद्र मानून डिझाइन केलेले ड्राइव्ह सर्किट्स वापरतात. IPM ड्राइव्ह सर्किटला एकात्मिक करते आणि त्यात ओव्हरव्होल्टेज, ओव्हरकरंट, ओव्हरहीटिंग आणि अंडरव्होल्टेज यांसारखी दोष शोधणारी व संरक्षण करणारी सर्किट्स असतात. ड्रायव्हरवरील स्टार्टअप प्रक्रियेचा प्रभाव कमी करण्यासाठी मुख्य सर्किटमध्ये सॉफ्टवेअर आणि स्टार्ट सर्किट देखील जोडलेले असते. पॉवर ड्राइव्ह युनिट प्रथम इनपुट थ्री-फेज पॉवर किंवा मेन्स पॉवरला थ्री-फेज फुल-ब्रिज रेक्टिफायर सर्किटद्वारे रेक्टिफाय करून संबंधित डायरेक्ट करंट (DC) मिळवते. त्यानंतर, रेक्टिफाय केलेल्या थ्री-फेज पॉवर किंवा मेन्स पॉवरला थ्री-फेज साइनोसाइडल PWM व्होल्टेज इन्व्हर्टरद्वारे फ्रिक्वेन्सीमध्ये रूपांतरित केले जाते, जेणेकरून थ्री-फेज परमनंट मॅग्नेट सिंक्रोनस AC सर्वो मोटर चालवता येते. पॉवर ड्राइव्ह युनिटच्या या संपूर्ण प्रक्रियेला सोप्या भाषेत AC-DC-AC प्रक्रिया म्हणता येईल. रेक्टिफायर युनिटचे (AC-DC) मुख्य टोपोलॉजिकल सर्किट हे तीन-फेज फुल-ब्रिज अनियंत्रित रेक्टिफायर सर्किट आहे.

हार्मोनिक रिड्यूसरचा विस्तारित आराखडा १९८० च्या दशकाच्या सुरुवातीला आरव्ही (RV) डिझाइनचा प्रस्ताव मांडल्यापासून ते १९८६ मध्ये आरव्ही रिड्यूसर संशोधनात मोठे यश मिळवण्यापर्यंत जपानी नॅबटेस्को कंपनीला ६-७ वर्षे लागली; आणि चीनमध्ये सर्वप्रथम यश मिळवणाऱ्या नानटोंग झेनकांग आणि हेंगफेंगताई यांनाही ६-८ वर्षे लागली. याचा अर्थ असा आहे का की आपल्या स्थानिक उद्योगांना संधी नाहीत? चांगली बातमी ही आहे की अनेक वर्षांच्या प्रयत्नांनंतर, चिनी कंपन्यांनी अखेरीस काही यश मिळवले आहे.

*हा लेख इंटरनेटवरून पुनर्मुद्रित केला आहे, उल्लंघन झाल्यास तो हटवण्यासाठी कृपया आमच्याशी संपर्क साधा.