ઔદ્યોગિક રોબોટ જ્ઞાનનો પરિચય

ઔદ્યોગિક રોબોટs ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમ કે ઓટોમોબાઈલ ઉત્પાદન, વિદ્યુત ઉપકરણો, ખાદ્યપદાર્થો, વગેરે. તેઓ પુનરાવર્તિત યાંત્રિક કામગીરીને બદલી શકે છે અને તે મશીનો છે જે વિવિધ કાર્યોને પ્રાપ્ત કરવા માટે તેમની પોતાની શક્તિ અને નિયંત્રણ ક્ષમતાઓ પર આધાર રાખે છે. તે માનવ આદેશનો સામનો કરી શકે છે અને પૂર્વ-પ્રોગ્રામ કરેલા પ્રોગ્રામ્સ અનુસાર પણ કામ કરી શકે છે. હવે આપણે ના મૂળભૂત મુખ્ય ઘટકો વિશે વાત કરીએ છીએઔદ્યોગિક રોબોટs.

1.વિષય

મુખ્ય મશીનરી એ મશીન બેઝ અને એક્ટ્યુએટિંગ મિકેનિઝમ છે, જેમાં મોટા હાથ, આગળના હાથ, કાંડા અને હાથનો સમાવેશ થાય છે, જે એક બહુ-ડિગ્રી-ઓફ-ફ્રીડમ મિકેનિકલ સિસ્ટમની રચના કરે છે. કેટલાક રોબોટમાં વૉકિંગ મિકેનિઝમ પણ હોય છે.ઔદ્યોગિક રોબોટsસ્વતંત્રતાની 6 ડિગ્રી અથવા તેથી વધુ છે. કાંડામાં સામાન્ય રીતે ચળવળની સ્વતંત્રતાની 1 થી 3 ડિગ્રી હોય છે.

2. ડ્રાઇવ સિસ્ટમ

ની ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમઔદ્યોગિક રોબોટsપાવર સ્ત્રોત અનુસાર ત્રણ કેટેગરીમાં વહેંચાયેલું છે: હાઇડ્રોલિક, ન્યુમેટિક અને ઇલેક્ટ્રિક. આ ત્રણ પ્રકારોને જરૂરિયાતોના આધારે સંયુક્ત ડ્રાઇવ સિસ્ટમમાં પણ જોડી શકાય છે. અથવા સિંક્રનસ બેલ્ટ, ગિયર ટ્રેન અને ગિયર્સ જેવા યાંત્રિક ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ્સ દ્વારા પરોક્ષ રીતે ચલાવવામાં આવે છે. ડ્રાઇવ સિસ્ટમમાં પાવર ડિવાઇસ અને ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ છે, જેનો ઉપયોગ મિકેનિઝમની અનુરૂપ ક્રિયાઓને અમલમાં મૂકવા માટે થાય છે. આ ત્રણ પ્રકારની મૂળભૂત ડ્રાઇવ સિસ્ટમ્સમાંની દરેક તેની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. વર્તમાન મુખ્ય પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ સિસ્ટમ છે. ઓછી જડતાને કારણે, મોટા ટોર્ક એસી અને ડીસી સર્વો મોટર્સ અને તેમની સહાયક સર્વો ડ્રાઇવ્સ (AC ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર, ડીસી પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેટર્સ) નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રકારની સિસ્ટમને ઊર્જા રૂપાંતરણની જરૂર નથી, ઉપયોગમાં સરળ છે અને સંવેદનશીલ નિયંત્રણ ધરાવે છે. મોટાભાગની મોટરોને નાજુક ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમની જરૂર હોય છે: રીડ્યુસર. તેના દાંત ગિયર સ્પીડ કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરીને મોટરના રિવર્સ રોટેશનની સંખ્યાને રિવર્સ રોટેશનની જરૂરી સંખ્યામાં ઘટાડવા અને મોટા ટોર્ક ડિવાઇસ મેળવવા માટે કરે છે, જેનાથી સ્પીડમાં ઘટાડો થાય છે અને ટોર્ક વધે છે. જ્યારે લોડ મોટો હોય છે, ત્યારે સર્વો મોટરને આંધળી રીતે વધારવામાં આવે છે પાવર ખૂબ ખર્ચ-અસરકારક છે, અને આઉટપુટ ટોર્કને યોગ્ય સ્પીડ રેન્જમાં રીડ્યુસર દ્વારા વધારી શકાય છે. સર્વો મોટર્સ ઓછી આવર્તન પર કામ કરતી વખતે ગરમી અને ઓછી-આવર્તન કંપન માટે સંવેદનશીલ હોય છે. લાંબા ગાળાના અને પુનરાવર્તિત કાર્ય ચોક્કસ અને વિશ્વસનીય કામગીરીની ખાતરી કરવા માટે અનુકૂળ નથી. પ્રિસિઝન રિડક્શન મોટરનું અસ્તિત્વ સર્વો મોટરને યોગ્ય ઝડપે કામ કરવાની મંજૂરી આપે છે, મશીન બોડીની કઠોરતાને મજબૂત બનાવે છે અને વધુ ટોર્ક આઉટપુટ કરે છે. આજે બે મુખ્ય પ્રવાહના રીડ્યુસર છે: હાર્મોનિક રીડ્યુસર અને આરવી રીડ્યુસર.

3.કંટ્રોલ સિસ્ટમ

આરોબોટ કંટ્રોલ સિસ્ટમરોબોટનું મગજ છે અને મુખ્ય પરિબળ જે રોબોટના કાર્યો અને કાર્યો નક્કી કરે છે. કંટ્રોલ સિસ્ટમ ઇનપુટ પ્રોગ્રામ અનુસાર ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમ અને એક્ઝેક્યુશન મિકેનિઝમને આદેશ સંકેતો મોકલે છે અને તેને નિયંત્રિત કરે છે. નું મુખ્ય કાર્યઔદ્યોગિક રોબોટ નિયંત્રણ તકનીક એ પ્રવૃત્તિઓની શ્રેણી, મુદ્રા અને માર્ગ અને ક્રિયાના સમયને નિયંત્રિત કરવા માટે છેઔદ્યોગિક રોબોટકામની જગ્યામાં છે. તેમાં સરળ પ્રોગ્રામિંગ, સૉફ્ટવેર મેનૂ ઑપરેશન, મૈત્રીપૂર્ણ માનવ-કમ્પ્યુટર ઇન્ટરફેસ, ઑનલાઈન ઑપરેશન પ્રોમ્પ્ટ અને અનુકૂળ ઉપયોગની લાક્ષણિકતાઓ છે. કંટ્રોલર સિસ્ટમ એ રોબોટનો મુખ્ય ભાગ છે અને સંબંધિત વિદેશી કંપનીઓ અમારા પ્રયોગો માટે નજીકથી બંધ છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, માઈક્રોઈલેક્ટ્રોનિક્સ ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, માઈક્રોપ્રોસેસરોનું પ્રદર્શન ઉંચુ અને ઉંચુ બન્યું છે અને કિંમત સસ્તી અને સસ્તી બની છે. હવે, 1-2 યુએસ ડોલરની કિંમતના 32-બીટ માઇક્રોપ્રોસેસર્સ બજારમાં દેખાયા છે. ખર્ચ-અસરકારક માઇક્રોપ્રોસેસરોએ રોબોટ નિયંત્રકો માટે વિકાસની નવી તકો લાવી છે, જેનાથી ઓછા ખર્ચે, ઉચ્ચ-પ્રદર્શનવાળા રોબોટ નિયંત્રકો વિકસાવવાનું શક્ય બન્યું છે. સિસ્ટમમાં પૂરતી કમ્પ્યુટિંગ અને સ્ટોરેજ ક્ષમતાઓ હોય તે માટે, રોબોટ નિયંત્રકો હવે મોટે ભાગે શક્તિશાળી ARM શ્રેણી, DSP શ્રેણી, POWERPC શ્રેણી, Intel શ્રેણી અને અન્ય ચિપ્સથી બનેલા છે.   હાલની સામાન્ય-ઉદ્દેશ ચિપ્સના કાર્યો અને કાર્યો કિંમત, કાર્યક્ષમતા, એકીકરણ અને ઇન્ટરફેસના સંદર્ભમાં કેટલીક રોબોટ સિસ્ટમ્સની જરૂરિયાતોને પૂર્ણપણે પૂર્ણ કરી શકતા નથી, તેથી આનાથી રોબોટ સિસ્ટમ્સમાં SoC (સિસ્ટમ ઓન ચિપ) તકનીકની માંગમાં વધારો થયો છે. પ્રોસેસર જરૂરી ઇન્ટરફેસ સાથે સંકલિત છે, જે સિસ્ટમ પેરિફેરલ સર્કિટની ડિઝાઇનને સરળ બનાવી શકે છે, સિસ્ટમનું કદ ઘટાડી શકે છે અને ખર્ચ ઘટાડી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક્ટેલ સંપૂર્ણ SoC સિસ્ટમ બનાવવા માટે NEOS અથવા ARM7 પ્રોસેસર કોરને તેના FPGA ઉત્પાદનોમાં એકીકૃત કરે છે. રોબોટ ટેક્નોલોજી નિયંત્રકોના સંદર્ભમાં, તેનું સંશોધન મુખ્યત્વે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને જાપાનમાં કેન્દ્રિત છે, અને ત્યાં પરિપક્વ ઉત્પાદનો છે, જેમ કે અમેરિકન DELTATAU કંપની, જાપાનની પેંગલી કંપની, લિ., વગેરે. તેના ગતિ નિયંત્રક તેના તરીકે DSP ટેક્નોલોજી લે છે. કોર અને પીસી-આધારિત ઓપન સ્ટ્રક્ચર અપનાવે છે. 4. એન્ડ ઇફેક્ટર એન્ડ ઇફેક્ટર એ મેનિપ્યુલેટરના છેલ્લા સાંધા સાથે જોડાયેલ એક ઘટક છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વસ્તુઓને પકડવા, અન્ય મિકેનિઝમ્સ સાથે જોડાવા અને જરૂરી કાર્યો કરવા માટે થાય છે. રોબોટ ઉત્પાદકો સામાન્ય રીતે એન્ડ ઇફેક્ટર્સ ડિઝાઇન અથવા વેચતા નથી; મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, તેઓ માત્ર એક સરળ ગ્રિપર પ્રદાન કરે છે. સામાન્ય રીતે રોબોટના 6-અક્ષના ફ્લેંજ પર અંતિમ અસરકર્તાને આપેલ વાતાવરણમાં કાર્યોને પૂર્ણ કરવા માટે સ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જેમ કે વેલ્ડીંગ, પેઇન્ટિંગ, ગ્લુઇંગ અને ભાગો લોડિંગ અને અનલોડિંગ, જે કાર્યોને પૂર્ણ કરવા માટે રોબોટ્સ જરૂરી છે.

સર્વો મોટર્સની ઝાંખી સર્વો ડ્રાઇવર, જેને "સર્વો કંટ્રોલર" અને "સર્વો એમ્પ્લીફાયર" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સર્વો મોટર્સને નિયંત્રિત કરવા માટે વપરાતું નિયંત્રક છે. તેનું કાર્ય સામાન્ય એસી મોટર્સ પર ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર જેવું જ છે અને તે સર્વો સિસ્ટમનો એક ભાગ છે. સામાન્ય રીતે, સર્વો મોટરને ત્રણ પદ્ધતિઓ દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે: ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમની ઉચ્ચ-ચોક્કસ સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે સ્થિતિ, ઝડપ અને ટોર્ક.

1. સર્વો મોટર્સનું વર્ગીકરણ તે બે શ્રેણીઓમાં વિભાજિત થયેલ છે: ડીસી અને એસી સર્વો મોટર્સ.

એસી સર્વો મોટર્સને આગળ અસિંક્રોનસ સર્વો મોટર્સ અને સિંક્રનસ સર્વો મોટર્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. હાલમાં, એસી સિસ્ટમ્સ ધીમે ધીમે ડીસી સિસ્ટમ્સનું સ્થાન લઈ રહી છે. ડીસી સિસ્ટમની તુલનામાં, એસી સર્વો મોટર્સમાં ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા, સારી ગરમીનું વિસર્જન, જડતાની નાની ક્ષણ અને ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ કામ કરવાની ક્ષમતાના ફાયદા છે. કારણ કે ત્યાં કોઈ બ્રશ અને સ્ટીયરિંગ ગિયર્સ નથી, એસી સર્વો સિસ્ટમ પણ બ્રશલેસ સર્વો સિસ્ટમ બની જાય છે, અને તેમાં વપરાતી મોટર્સ કેજ-પ્રકારની અસિંક્રોનસ મોટર્સ અને બ્રશલેસ સ્ટ્રક્ચર સાથે કાયમી મેગ્નેટ સિંક્રનસ મોટર્સ છે. 1) ડીસી સર્વો મોટર્સને બ્રશ અને બ્રશલેસ મોટર્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે

①બ્રશ મોટર્સમાં ઓછી કિંમત, સરળ માળખું, મોટા પ્રારંભિક ટોર્ક, વિશાળ ગતિ શ્રેણી, સરળ નિયંત્રણ, જાળવણીની જરૂર હોય છે, પરંતુ જાળવવા માટે સરળ હોય છે (કાર્બન બ્રશને બદલો), ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ ઉત્પન્ન કરે છે, ઉપયોગના વાતાવરણ પર જરૂરિયાતો હોય છે અને સામાન્ય રીતે તેનો ઉપયોગ થાય છે. ખર્ચ નિયંત્રણ સંવેદનશીલ સામાન્ય ઔદ્યોગિક અને નાગરિક પરિસ્થિતિઓ;

②મોટા આઉટપુટ અને ઝડપી પ્રતિસાદ સાથે બ્રશલેસ મોટર્સ કદમાં નાની અને વજનમાં હલકી હોય છે. તેમની પાસે ઊંચી ઝડપ અને નાની જડતા, સ્થિર ટોર્ક અને સરળ પરિભ્રમણ છે. નિયંત્રણ જટિલ અને બુદ્ધિશાળી છે. ઇલેક્ટ્રોનિક કમ્યુટેશન પદ્ધતિ લવચીક છે. તે ચોરસ તરંગ અથવા સાઈન તરંગ સાથે પરિવર્તિત થઈ શકે છે. મોટર જાળવણી-મુક્ત અને કાર્યક્ષમ છે. ઊર્જા બચત, નાના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન, નીચા તાપમાનમાં વધારો અને લાંબુ જીવન, વિવિધ વાતાવરણ માટે યોગ્ય.

2. વિવિધ પ્રકારના સર્વો મોટર્સની લાક્ષણિકતાઓ

1) ડીસી સર્વો મોટરના ફાયદા અને ગેરફાયદા ફાયદા: ચોક્કસ ઝડપ નિયંત્રણ, ખૂબ જ સખત ટોર્ક અને ઝડપ લાક્ષણિકતાઓ, સરળ નિયંત્રણ સિદ્ધાંત, ઉપયોગમાં સરળ અને સસ્તી કિંમત. ગેરફાયદા: બ્રશ કમ્યુટેશન, ઝડપ મર્યાદા, વધારાની પ્રતિકાર, વસ્ત્રોના કણોનું ઉત્પાદન (ધૂળ-મુક્ત અને વિસ્ફોટક વાતાવરણ માટે યોગ્ય નથી)

2) એસી સર્વો મોટરના ફાયદા અને ગેરફાયદા ફાયદા: સારી ગતિ નિયંત્રણ લાક્ષણિકતાઓ, સમગ્ર ગતિ શ્રેણીમાં સરળ નિયંત્રણ, લગભગ કોઈ ઓસિલેશન, 90% થી વધુની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, ઓછી ગરમીનું ઉત્પાદન, ઉચ્ચ-સ્પીડ નિયંત્રણ, ઉચ્ચ-ચોકસાઇ સ્થિતિ નિયંત્રણ (એનકોડરની ચોકસાઈ પર આધાર રાખીને), રેટેડ ઓપરેટિંગ વિસ્તારની અંદર, તે સતત ટોર્ક, ઓછી જડતા, ઓછો અવાજ, બ્રશ વગર પહેરવા અને જાળવણી-મુક્ત (ધૂળ-મુક્ત અને વિસ્ફોટક વાતાવરણ માટે યોગ્ય) પ્રાપ્ત કરી શકે છે. ગેરફાયદા: નિયંત્રણ વધુ જટિલ છે, ડ્રાઇવર પરિમાણોને સાઇટ પર ગોઠવવાની જરૂર છે અને PID પરિમાણો નક્કી કરવામાં આવે છે, અને વધુ જોડાણોની જરૂર છે. હાલમાં, મુખ્ય પ્રવાહની સર્વો ડ્રાઈવો નિયંત્રણ કોર તરીકે ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસર્સ (DSP) નો ઉપયોગ કરે છે, જે પ્રમાણમાં જટિલ નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમનો અમલ કરી શકે છે અને ડિજિટાઈઝેશન, નેટવર્કિંગ અને ઈન્ટેલિજન્સ હાંસલ કરી શકે છે. પાવર ડિવાઇસ સામાન્ય રીતે ઇન્ટેલિજન્ટ પાવર મોડ્યુલ્સ (IPM) સાથે ડિઝાઇન કરાયેલ ડ્રાઇવ સર્કિટનો કોર તરીકે ઉપયોગ કરે છે. IPM ડ્રાઇવ સર્કિટને એકીકૃત કરે છે અને તેમાં ફોલ્ટ ડિટેક્શન અને પ્રોટેક્શન સર્કિટ છે જેમ કે ઓવરવોલ્ટેજ, ઓવરકરન્ટ, ઓવરહિટીંગ અને અંડરવોલ્ટેજ. સૉફ્ટવેર પણ મુખ્ય સર્કિટમાં ઉમેરવામાં આવે છે. ડ્રાઇવર પર સ્ટાર્ટઅપ પ્રક્રિયાની અસર ઘટાડવા માટે સર્કિટ શરૂ કરો. પાવર ડ્રાઇવ યુનિટ અનુરૂપ ડાયરેક્ટ કરંટ મેળવવા માટે થ્રી-ફેઝ ફુલ-બ્રિજ રેક્ટિફાયર સર્કિટ દ્વારા પ્રથમ ઇનપુટ થ્રી-ફેઝ પાવર અથવા મેઇન પાવરને સુધારે છે. ત્રણ-તબક્કાના કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ એસી સર્વો મોટરને ચલાવવા માટે ત્રણ-તબક્કાના સિનુસોઇડલ PWM વોલ્ટેજ ઇન્વર્ટર દ્વારા સુધારેલ થ્રી-ફેઝ પાવર અથવા મેન્સ પાવરને ફ્રીક્વન્સીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. પાવર ડ્રાઇવ યુનિટની સમગ્ર પ્રક્રિયાને AC-DC-AC પ્રક્રિયા કહી શકાય. રેક્ટિફાયર યુનિટ (AC-DC) નું મુખ્ય ટોપોલોજિકલ સર્કિટ એ ત્રણ-તબક્કાનું પૂર્ણ-બ્રિજ અનિયંત્રિત રેક્ટિફાયર સર્કિટ છે.

હાર્મોનિક રીડ્યુસરનું વિસ્ફોટિત દૃશ્ય 1986માં આરવી રીડ્યુસર સંશોધનમાં નોંધપાત્ર સફળતા હાંસલ કરવામાં 1980ના દાયકાની શરૂઆતમાં આરવી ડિઝાઇનની દરખાસ્ત કરવામાં જાપાનીઝ નાબ્ટેસ્કો કંપનીને 6-7 વર્ષ લાગ્યાં; અને નાન્ટોંગ ઝેનકાંગ અને હેંગફેંગટાઈ, જેઓ ચીનમાં પ્રથમ પરિણામ આપે છે, તેઓએ પણ સમય પસાર કર્યો. 6-8 વર્ષ. શું તેનો અર્થ એ છે કે આપણા સ્થાનિક સાહસોને કોઈ તકો નથી? સારા સમાચાર એ છે કે ઘણા વર્ષોની જમાવટ પછી, ચીની કંપનીઓએ આખરે કેટલીક સફળતા મેળવી છે.

*લેખ ઇન્ટરનેટ પરથી પુનઃઉત્પાદિત કરવામાં આવ્યો છે, કૃપા કરીને ઉલ્લંઘન કાઢી નાખવા માટે અમારો સંપર્ક કરો.