औद्योगिक रोबोट की संरचना

Mar 15, 2024

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सामान्यतः, औद्योगिक रोबोट तीन प्रमुख भागों और छह उप-प्रणालियों से बने होते हैं।
इसके तीन प्रमुख भाग हैं: यांत्रिक भाग, संवेदन भाग और नियंत्रण भाग।
छह उप-प्रणालियों को यांत्रिक संरचना प्रणाली, ड्राइव प्रणाली, धारणा प्रणाली, रोबोट-पर्यावरण संपर्क प्रणाली, मानव-कंप्यूटर संपर्क प्रणाली और नियंत्रण प्रणाली में विभाजित किया जा सकता है।


1. यांत्रिक संरचना प्रणाली
यांत्रिक संरचना के दृष्टिकोण से, औद्योगिक रोबोट आम तौर पर अग्रानुक्रम रोबोट और समानांतर रोबोट में विभाजित होते हैं। अग्रानुक्रम रोबोट की विशेषता यह है कि एक अक्ष की गति दूसरे अक्ष के निर्देशांक मूल को बदल देगी, जबकि समानांतर रोबोट के एक अक्ष की गति दूसरे अक्ष के निर्देशांक मूल को नहीं बदलेगी। शुरुआती औद्योगिक रोबोट सभी ने एक श्रृंखला तंत्र का उपयोग किया। एक समानांतर तंत्र को एक बंद-लूप तंत्र के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसमें एक चलती मंच और एक स्थिर मंच कम से कम दो स्वतंत्र गति श्रृंखलाओं से जुड़े होते हैं, तंत्र में दो या अधिक डिग्री की स्वतंत्रता होती है, और समानांतर में संचालित होती है। समानांतर तंत्र के दो घटक होते हैं, जो कलाई और हाथ हैं। हाथ की गति का क्षेत्र गति के स्थान पर बहुत प्रभाव डालता है, और कलाई उपकरण और शरीर का कनेक्टिंग हिस्सा है। अग्रानुक्रम रोबोट की तुलना में, समानांतर रोबोट में उच्च कठोरता, स्थिर संरचना, बड़ी असर क्षमता, उच्च सूक्ष्म गति सटीकता और छोटे गति भार के फायदे हैं। स्थिति समाधान के संदर्भ में, अग्रगामी रोबोट का अग्रगामी समाधान आसान है, लेकिन रिवर्स समाधान बहुत कठिन है, जबकि समानांतर रोबोट का विपरीत, सकारात्मक समाधान कठिन है, लेकिन रिवर्स समाधान बहुत आसान है।


2. ड्राइव सिस्टम
ड्राइव सिस्टम एक ऐसा उपकरण है जो यांत्रिक संरचनात्मक प्रणाली को शक्ति प्रदान करता है। विभिन्न शक्ति स्रोतों के अनुसार, ड्राइव सिस्टम के ट्रांसमिशन मोड को चार प्रकारों में विभाजित किया गया है: हाइड्रोलिक, वायवीय, विद्युत और यांत्रिक। शुरुआती औद्योगिक रोबोट हाइड्रोलिक रूप से संचालित होते थे। हाइड्रोलिक सिस्टम में कम गति पर रिसाव, शोर और अस्थिरता की समस्याओं और भारी और महंगी बिजली इकाई के कारण, केवल बड़े भारी-भरकम रोबोट, समानांतर प्रसंस्करण रोबोट और कुछ विशेष अनुप्रयोग हाइड्रोलिक रूप से संचालित औद्योगिक रोबोट का उपयोग करते हैं। वायवीय ड्राइव में तेज़ गति, सरल प्रणाली संरचना, सुविधाजनक रखरखाव और कम कीमत के फायदे हैं। हालांकि, वायवीय उपकरण का काम करने का दबाव कम है, और इसे सही ढंग से स्थिति में लाना आसान नहीं है, इसलिए इसका उपयोग आम तौर पर केवल औद्योगिक रोबोट के एंड इफ़ेक्टर के ड्राइव के लिए किया जाता है। वायवीय ग्रिपर, रोटरी सिलेंडर और वायवीय सक्शन कप का उपयोग छोटे और मध्यम आकार के वर्कपीस ग्रिपिंग और असेंबली के लिए एंड इफ़ेक्टर के रूप में किया जाता है। इलेक्ट्रिक ड्राइव एक तरह का ड्राइविंग मोड है जो वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, और इसकी विशेषताएं हैं कि बिजली की आपूर्ति सुविधाजनक है, प्रतिक्रिया तेज है, ड्राइविंग बल बड़ा है, सिग्नल का पता लगाना, संचरण, प्रसंस्करण सुविधाजनक है, और कई प्रकार के लचीले नियंत्रण मोड अपनाए जा सकते हैं, ड्राइविंग मोटर आम तौर पर एक स्टेपर मोटर या एक सर्वो मोटर को अपनाता है, और वर्तमान में प्रत्यक्ष ड्राइव मोटर का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन लागत अधिक है, और नियंत्रण भी अधिक जटिल है, और मोटर से मेल खाने वाला रेड्यूसर आम तौर पर हार्मोनिक रेड्यूसर, साइक्लोइडल पिन व्हील रेड्यूसर या प्लैनेटरी गियर रेड्यूसर को अपनाता है। 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. धारणा प्रणाली
अपनी स्वयं की कार्यशील स्थिति से संबंधित यांत्रिक मात्रा, जैसे विस्थापन, गति और बल को समझने की आवश्यकता के अलावा, दृश्य धारणा प्रौद्योगिकी औद्योगिक रोबोट धारणा का एक महत्वपूर्ण पहलू है। दृश्य सर्वो प्रणाली रोबोट की स्थिति और मुद्रा को नियंत्रित और समायोजित करने के लिए प्रतिक्रिया संकेत के रूप में दृश्य जानकारी का उपयोग करती है। मशीन विज़न सिस्टम का उपयोग गुणवत्ता निरीक्षण, वर्कपीस पहचान, खाद्य छंटाई और पैकेजिंग के सभी पहलुओं में भी व्यापक रूप से किया जाता है। धारणा प्रणाली में एक आंतरिक सेंसर मॉड्यूल और एक बाहरी सेंसर मॉड्यूल होता है, और बुद्धिमान सेंसर का उपयोग रोबोट की गतिशीलता, अनुकूलनशीलता और बुद्धिमत्ता के स्तर को बेहतर बनाता है।


4. रोबोट-पर्यावरण संपर्क प्रणाली
रोबोट-पर्यावरण इंटरैक्शन सिस्टम एक ऐसी प्रणाली है जो बाहरी वातावरण में रोबोट और उपकरणों के बीच अंतर्संबंध और समन्वय का एहसास कराती है। रोबोट और बाहरी उपकरण एक कार्यात्मक इकाई में एकीकृत होते हैं, जैसे कि प्रसंस्करण और विनिर्माण इकाई, वेल्डिंग इकाई, असेंबली इकाई, आदि। बेशक, यह एक कार्यात्मक इकाई भी हो सकती है जो जटिल कार्यों को करने के लिए कई रोबोटों को एकीकृत करती है।


5. मानव-कंप्यूटर संपर्क प्रणाली
मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन सिस्टम मनुष्यों के लिए रोबोट से जुड़ने और रोबोट नियंत्रण में भाग लेने के लिए एक उपकरण है। उदाहरण के लिए: कंप्यूटर का मानक टर्मिनल, कमांड कंसोल, सूचना डिस्प्ले बोर्ड, खतरे का अलार्म, आदि।


6. नियंत्रण प्रणाली
नियंत्रण प्रणाली का कार्य रोबोट के संचालन निर्देशों और सेंसर से वापस भेजे गए संकेतों के अनुसार निर्दिष्ट आंदोलनों और कार्यों को पूरा करने के लिए रोबोट के एक्ट्यूएटर को नियंत्रित करना है। यदि रोबोट में सूचना प्रतिक्रिया विशेषताएँ नहीं हैं, तो यह एक ओपन-लूप नियंत्रण प्रणाली है, और यदि इसमें सूचना प्रतिक्रिया विशेषताएँ हैं, तो यह एक बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली है। नियंत्रण सिद्धांत के अनुसार, इसे प्रोग्राम नियंत्रण प्रणाली, अनुकूली नियंत्रण प्रणाली और कृत्रिम बुद्धिमत्ता नियंत्रण प्रणाली में विभाजित किया जा सकता है। नियंत्रण आंदोलन के रूप के अनुसार, इसे बिंदु नियंत्रण और निरंतर प्रक्षेपवक्र नियंत्रण में विभाजित किया जा सकता है।