ઔદ્યોગિક રોબોટ જ્ઞાનનો પરિચય

ઔદ્યોગિક રોબોટs ઓટોમોબાઈલ ઉત્પાદન, વિદ્યુત ઉપકરણો, ખોરાક વગેરે જેવા ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેઓ પુનરાવર્તિત યાંત્રિક કામગીરીને બદલી શકે છે અને એવા મશીનો છે જે વિવિધ કાર્યો પ્રાપ્ત કરવા માટે પોતાની શક્તિ અને નિયંત્રણ ક્ષમતાઓ પર આધાર રાખે છે. તે માનવ આદેશનો સામનો કરી શકે છે અને પૂર્વ-પ્રોગ્રામ કરેલ કાર્યક્રમો અનુસાર પણ કાર્ય કરી શકે છે. હવે આપણે મૂળભૂત મુખ્ય ઘટકો વિશે વાત કરીએ છીએઔદ્યોગિક રોબોટs.

૧.વિષય

મુખ્ય મશીનરી મશીન બેઝ અને એક્ટ્યુએટિંગ મિકેનિઝમ છે, જેમાં મોટા હાથ, આગળનો હાથ, કાંડા અને હાથનો સમાવેશ થાય છે, જે એક બહુ-ડિગ્રી-ઓફ-ફ્રીડમ યાંત્રિક સિસ્ટમ બનાવે છે. કેટલાક રોબોટ્સમાં ચાલવાની મિકેનિઝમ પણ હોય છે.ઔદ્યોગિક રોબોટs6 ડિગ્રી કે તેથી વધુ સ્વતંત્રતા હોય છે. કાંડામાં સામાન્ય રીતે 1 થી 3 ડિગ્રી હલનચલનની સ્વતંત્રતા હોય છે.

2. ડ્રાઇવ સિસ્ટમ

ની ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમઔદ્યોગિક રોબોટsપાવર સ્ત્રોત અનુસાર ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત થયેલ 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 હોય છે, જેનો ઉપયોગ મિકેનિઝમની અનુરૂપ ક્રિયાઓને અમલમાં મૂકવા માટે થાય છે. આ ત્રણ પ્રકારની મૂળભૂત ડ્રાઇવ સિસ્ટમોમાંથી દરેકની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ છે. વર્તમાન મુખ્ય પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવ સિસ્ટમ છે. ઓછી જડતાને કારણે, મોટા ટોર્ક એસી અને ડીસી સર્વો મોટર્સ અને તેમના સહાયક સર્વો ડ્રાઇવ્સ (એસી ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર, ડીસી પલ્સ પહોળાઈ મોડ્યુલેટર) નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રકારની સિસ્ટમને ઉર્જા રૂપાંતરની જરૂર નથી, ઉપયોગમાં સરળ છે અને સંવેદનશીલ નિયંત્રણ ધરાવે છે. મોટાભાગની મોટર્સને એક નાજુક ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમની જરૂર પડે છે: રીડ્યુસર. તેના દાંત મોટરના રિવર્સ રોટેશનની સંખ્યાને જરૂરી સંખ્યામાં રિવર્સ રોટેશન સુધી ઘટાડવા અને મોટા ટોર્ક ડિવાઇસ મેળવવા માટે ગિયર સ્પીડ કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરે છે, જેનાથી ઝડપ ઓછી થાય છે અને ટોર્ક વધે છે. જ્યારે લોડ મોટો હોય છે, ત્યારે સર્વો મોટર આંધળી રીતે વધે છે. પાવર ખૂબ જ ખર્ચ-અસરકારક હોય છે, અને યોગ્ય ગતિ શ્રેણીમાં રીડ્યુસર દ્વારા આઉટપુટ ટોર્ક વધારી શકાય છે. ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર કામ કરતી વખતે સર્વો મોટર્સ ગરમી અને ઓછી-આવર્તન કંપન માટે સંવેદનશીલ હોય છે. લાંબા ગાળાનું અને પુનરાવર્તિત કાર્ય સચોટ અને વિશ્વસનીય કામગીરી સુનિશ્ચિત કરવા માટે અનુકૂળ નથી. ચોકસાઇ ઘટાડા મોટરનું અસ્તિત્વ સર્વો મોટરને યોગ્ય ગતિએ કાર્ય 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.

૩. નિયંત્રણ સિસ્ટમ

આરોબોટ નિયંત્રણ સિસ્ટમરોબોટનું મગજ છે અને રોબોટના કાર્યો અને કાર્યો નક્કી કરતું મુખ્ય પરિબળ છે. નિયંત્રણ પ્રણાલી ઇનપુટ પ્રોગ્રામ અનુસાર ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમ અને એક્ઝેક્યુશન મિકેનિઝમને આદેશ સંકેતો મોકલે છે, અને તેમને નિયંત્રિત કરે છે. નું મુખ્ય કાર્યઔદ્યોગિક રોબોટ નિયંત્રણ ટેકનોલોજી એ પ્રવૃત્તિઓની શ્રેણી, મુદ્રા અને માર્ગ, અને ક્રિયા સમયને નિયંત્રિત કરવાનો છેઔદ્યોગિક રોબોટકાર્યક્ષેત્રમાં. તેમાં સરળ પ્રોગ્રામિંગ, સોફ્ટવેર મેનૂ ઓપરેશન, મૈત્રીપૂર્ણ માનવ-કમ્પ્યુટર ઇન્ટરેક્શન ઇન્ટરફેસ, ઓનલાઈન ઓપરેશન પ્રોમ્પ્ટ અને અનુકૂળ ઉપયોગની લાક્ષણિકતાઓ છે. કંટ્રોલર સિસ્ટમ રોબોટનો મુખ્ય ભાગ છે, અને સંબંધિત વિદેશી કંપનીઓ અમારા પ્રયોગોથી નજીકથી જોડાયેલી છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, માઇક્રોપ્રોસેસરનું પ્રદર્શન વધુને વધુ વધ્યું છે, અને કિંમત વધુને વધુ સસ્તી બની છે. હવે, 1-2 યુએસ ડોલરની કિંમતના 32-બીટ માઇક્રોપ્રોસેસર્સ બજારમાં દેખાયા છે. ખર્ચ-અસરકારક માઇક્રોપ્રોસેસર્સ રોબોટ કંટ્રોલર્સ માટે નવી વિકાસ તકો લાવ્યા છે, જેનાથી ઓછા ખર્ચે, ઉચ્ચ-પ્રદર્શનવાળા રોબોટ કંટ્રોલર્સ વિકસાવવાનું શક્ય બન્યું છે. સિસ્ટમમાં પૂરતી કમ્પ્યુટિંગ અને સ્ટોરેજ ક્ષમતાઓ હોય તે માટે, રોબોટ કંટ્રોલર્સ હવે મોટાભાગે શક્તિશાળી ARM શ્રેણી, DSP શ્રેણી, POWERPC શ્રેણી, ઇન્ટેલ શ્રેણી અને અન્ય ચિપ્સથી બનેલા છે.   હાલની સામાન્ય હેતુની ચિપ્સના કાર્યો અને કાર્યો કિંમત, કાર્યક્ષમતા, એકીકરણ અને ઇન્ટરફેસની દ્રષ્ટિએ કેટલીક રોબોટ સિસ્ટમ્સની જરૂરિયાતોને સંપૂર્ણપણે પૂર્ણ કરી શકતા નથી, તેથી રોબોટ સિસ્ટમ્સમાં SoC (સિસ્ટમ ઓન ચિપ) ટેકનોલોજીની 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, Actel સંપૂર્ણ SoC સિસ્ટમ બનાવવા માટે તેના FPGA ઉત્પાદનોમાં NEOS અથવા ARM7 પ્રોસેસર કોરોને એકીકૃત કરે છે. રોબોટ ટેકનોલોજી નિયંત્રકોની દ્રષ્ટિએ, તેનું સંશોધન મુખ્યત્વે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને જાપાનમાં કેન્દ્રિત છે, અને ત્યાં પરિપક્વ ઉત્પાદનો છે, જેમ કે અમેરિકન DELTATAU કંપની, જાપાનની Pengli Co., Ltd., વગેરે. તેનું ગતિ નિયંત્રક DSP ટેકનોલોજીને તેના મુખ્ય ભાગ તરીકે લે છે અને PC-આધારિત ઓપન સ્ટ્રક્ચર અપનાવે છે. ૪. એન્ડ ઇફેક્ટર એન્ડ ઇફેક્ટર એ મેનિપ્યુલેટરના છેલ્લા સાંધા સાથે જોડાયેલ ઘટક છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વસ્તુઓને પકડવા, અન્ય મિકેનિઝમ્સ સાથે જોડાવા અને જરૂરી કાર્યો કરવા માટે થાય છે. રોબોટ ઉત્પાદકો સામાન્ય રીતે એન્ડ ઇફેક્ટર ડિઝાઇન કરતા નથી કે વેચતા નથી; મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, તેઓ ફક્ત એક સરળ ગ્રિપર પ્રદાન કરે છે. સામાન્ય રીતે એન્ડ ઇફેક્ટર રોબોટના 6-અક્ષ ફ્લેંજ પર સ્થાપિત થાય છે જેથી આપેલ વાતાવરણમાં કાર્યો પૂર્ણ કરી શકાય, જેમ કે વેલ્ડીંગ, પેઇન્ટિંગ, ગ્લુઇંગ અને ભાગો લોડિંગ અને અનલોડિંગ, જે એવા કાર્યો છે જેને રોબોટ્સને પૂર્ણ કરવાની જરૂર પડે છે.

સર્વો મોટર્સનો ઝાંખી સર્વો ડ્રાઇવર, જેને "સર્વો કંટ્રોલર" અને "સર્વો એમ્પ્લીફાયર" તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સર્વો મોટર્સને નિયંત્રિત કરવા માટે વપરાતું કંટ્રોલર છે. તેનું કાર્ય સામાન્ય AC 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-ચોકસાઇ સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે સ્થિતિ, ગતિ અને ટોર્ક.

1. સર્વો મોટર્સનું વર્ગીકરણ તેને બે શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: ડીસી અને એસી સર્વો મોટર્સ.

એસી સર્વો મોટર્સને વધુ અસિંક્રોનસ સર્વો મોટર્સ અને સિંક્રનસ સર્વો મોટર્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. હાલમાં, એસી સિસ્ટમ્સ ધીમે ધીમે ડીસી સિસ્ટમ્સને બદલી રહી છે. ડીસી સિસ્ટમ્સની તુલનામાં, એસી સર્વો મોટર્સમાં ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા, સારી ગરમીનું વિસર્જન, જડતાની નાની ક્ષણ અને ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ કાર્ય 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 ચુંબક સિંક્રનસ મોટર્સ છે. ૧) ડીસી સર્વો મોટર્સને બ્રશ અને બ્રશલેસ મોટર્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

①બ્રશ કરેલી મોટર્સમાં ઓછી કિંમત, સરળ માળખું, મોટી શરૂઆતી ટોર્ક, વિશાળ ગતિ શ્રેણી, સરળ નિયંત્રણ, જાળવણીની જરૂર હોય છે, પરંતુ જાળવવામાં સરળ હોય છે (કાર્બન બ્રશ બદલો), ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ ઉત્પન્ન કરે છે, ઉપયોગ પર્યાવરણ પર આવશ્યકતાઓ ધરાવે છે, અને સામાન્ય રીતે ખર્ચ નિયંત્રણ માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે સંવેદનશીલ સામાન્ય ઔદ્યોગિક અને નાગરિક પરિસ્થિતિઓ;

②બ્રશલેસ મોટર્સ કદમાં નાના અને વજનમાં હળવા હોય છે, મોટા આઉટપુટ અને ઝડપી પ્રતિભાવ સાથે. તેમની પાસે ઉચ્ચ ગતિ અને ઓછી જડતા, સ્થિર ટોર્ક અને સરળ પરિભ્રમણ છે. નિયંત્રણ જટિલ અને બુદ્ધિશાળી છે. ઇલેક્ટ્રોનિક પરિવર્તન પદ્ધતિ લવચીક છે. તે ચોરસ તરંગ અથવા સાઇન તરંગ સાથે પરિવર્તન કરી 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

૧) ડીસી સર્વો મોટરના ફાયદા અને ગેરફાયદા ફાયદા: ચોક્કસ ગતિ નિયંત્રણ, ખૂબ જ સખત ટોર્ક અને ગતિ લાક્ષણિકતાઓ, સરળ નિયંત્રણ સિદ્ધાંત, ઉપયોગમાં સરળ અને સસ્તી કિંમત. ગેરફાયદા: બ્રશનું પરિવહન, ગતિ મર્યાદા, વધારાનો પ્રતિકાર, ઘસારાના કણોનું ઉત્પાદન (ધૂળ-મુક્ત અને વિસ્ફોટક વાતાવરણ માટે યોગ્ય નથી)

૨) એસી સર્વો મોટરના ફાયદા અને ગેરફાયદા ફાયદા: સારી ગતિ નિયંત્રણ લાક્ષણિકતાઓ, સમગ્ર ગતિ શ્રેણીમાં સરળ નિયંત્રણ, લગભગ કોઈ ઓસિલેશન નહીં, 90% થી વધુની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, ઓછી ગરમી ઉત્પન્ન, હાઇ-સ્પીડ નિયંત્રણ, ઉચ્ચ-ચોકસાઇ સ્થિતિ નિયંત્રણ (એન્કોડર ચોકસાઈ પર આધાર રાખીને), રેટેડ ઓપરેટિંગ ક્ષેત્ર અંદર, તે સતત ટોર્ક, ઓછી જડતા, ઓછો અવાજ, કોઈ બ્રશ પહેરવા નહીં અને જાળવણી-મુક્ત (ધૂળ-મુક્ત અને વિસ્ફોટક વાતાવરણ માટે યોગ્ય) પ્રાપ્ત કરી શકે છે. ગેરફાયદા: નિયંત્રણ વધુ જટિલ છે, ડ્રાઇવર પરિમાણોને સ્થળ પર ગોઠવવાની જરૂર છે અને PID પરિમાણો નક્કી કરવામાં આવે છે, અને વધુ જોડાણો જરૂરી છે. હાલમાં, મુખ્ય પ્રવાહના સર્વો ડ્રાઇવ્સ ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસર્સ (DSP) નો ઉપયોગ કંટ્રોલ કોર તરીકે કરે છે, જે પ્રમાણમાં જટિલ નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમ્સ લાગુ કરી શકે છે અને ડિજિટાઇઝેશન, નેટવર્કિંગ અને બુદ્ધિ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. પાવર ડિવાઇસ સામાન્ય રીતે ઇન્ટેલિજન્ટ પાવર મોડ્યુલ્સ (IPM) સાથે ડિઝાઇન કરાયેલ ડ્રાઇવ સર્કિટનો ઉપયોગ કોર તરીકે કરે છે. IPM ડ્રાઇવ સર્કિટને એકીકૃત કરે છે અને તેમાં ઓવરવોલ્ટેજ, ઓવરકરન્ટ, ઓવરહિટીંગ અને અંડરવોલ્ટેજ જેવા ફોલ્ટ ડિટેક્શન અને પ્રોટેક્શન સર્કિટ હોય છે. મુખ્ય સર્કિટમાં સોફ્ટવેર પણ ઉમેરવામાં આવે છે. ડ્રાઇવર પર સ્ટાર્ટઅપ પ્રક્રિયાની અસર ઘટાડવા માટે સ્ટાર્ટ સર્કિટ. પાવર ડ્રાઇવ યુનિટ પહેલા ત્રણ-તબક્કાના ફુલ-બ્રિજ રેક્ટિફાયર સર્કિટ દ્વારા ઇનપુટ થ્રી-ફેઝ પાવર અથવા મેન્સ પાવરને સુધારે છે જેથી અનુરૂપ ડાયરેક્ટ કરંટ મળે. ત્યારબાદ સુધારેલ થ્રી-ફેઝ પાવર અથવા મેન્સ પાવરને ત્રણ-તબક્કાના સાઇનસૉઇડલ PWM વોલ્ટેજ ઇન્વર્ટર દ્વારા ફ્રીક્વન્સીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે જેથી ત્રણ-તબક્કાના કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ AC સર્વો મોટર ચલાવી શકાય. પાવર ડ્રાઇવ યુનિટની સમગ્ર પ્રક્રિયાને ફક્ત AC-DC-AC પ્રક્રિયા કહી શકાય. રેક્ટિફાયર યુનિટ (AC-DC) નું મુખ્ય ટોપોલોજીકલ સર્કિટ ત્રણ-તબક્કાનું ફુલ-બ્રિજ અનિયંત્રિત રેક્ટિફાયર સર્કિટ છે.

હાર્મોનિક રીડ્યુસરનો વિસ્ફોટિત દૃશ્ય ૧૯૮૦ ના દાયકાની શરૂઆતમાં જાપાનીઝ નાબ્ટેસ્કો કંપનીને RV ડિઝાઇનનો પ્રસ્તાવ મૂક્યા પછી ૧૯૮૬ માં RV રીડ્યુસર સંશોધનમાં નોંધપાત્ર સફળતા પ્રાપ્ત કરવામાં ૬-૭ વર્ષ લાગ્યા; અને ચીનમાં પરિણામો ઉત્પન્ન કરનારા સૌપ્રથમ નાન્ટોંગ ઝેંકંગ અને હેંગફેંગટાઈએ પણ ૬-૮ વર્ષનો સમય પસાર કર્યો. શું તેનો અર્થ એ છે કે આપણા સ્થાનિક સાહસો પાસે કોઈ તકો નથી? સારા સમાચાર એ છે કે ઘણા વર્ષોના જમાવટ પછી, ચીની કંપનીઓએ આખરે કેટલીક સફળતાઓ મેળવી છે.

*આ લેખ ઇન્ટરનેટ પરથી પુનઃઉત્પાદિત કરવામાં આવ્યો છે, ઉલ્લંઘન દૂર કરવા માટે કૃપા કરીને અમારો સંપર્ક કરો.