સહયોગી રોબોટ્સના સંકલિત સંયુક્ત મોટર નિયંત્રણ પર સંશોધન

૧.૧ સંશોધન પૃષ્ઠભૂમિ

વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીના ઝડપી વિકાસ સાથે,બુદ્ધિશાળી ક્ષમતાઓઔદ્યોગિક વિકાસમાં સ્માર્ટ મેન્યુફેક્ચરિંગ એક પ્રવર્તમાન વલણ બની રહ્યું છે, જે સુધારાનું ચાલુ રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચીનના માહિતી ઉદ્યોગ મંત્રાલય દ્વારા બહાર પાડવામાં આવેલા ડેટા દર્શાવે છે કે સ્થાનિક સ્માર્ટ મેન્યુફેક્ચરિંગે 2023 માં 11.6% ની નોંધપાત્ર વૃદ્ધિ હાંસલ કરી છે - જે આ ક્ષેત્રમાં રાષ્ટ્રના સતત પ્રયાસો અને તકનીકી નવીનતાનો પુરાવો છે. વધુમાં, સ્માર્ટ મેન્યુફેક્ચરિંગ સાહસોમાં નવીનતાઓની સંખ્યામાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે, જે ઉચ્ચ-સ્તરીય સાધનો ઉત્પાદન, અદ્યતન સામગ્રી અને પર્યાવરણીય તકનીકો જેવા ક્ષેત્રોને આવરી લે છે, જે ઉદ્યોગના જોમ અને ગહન પરિવર્તનને પ્રતિબિંબિત કરે છે. આ વલણે માત્ર પરંપરાગત ઉત્પાદન ઉત્પાદન પદ્ધતિઓમાં ક્રાંતિ લાવી નથી પરંતુ ઔદ્યોગિક અપગ્રેડિંગને પણ વેગ આપ્યો છે, કાર્યક્ષમતા અને ગુણવત્તા બંનેમાં વધારો કર્યો છે. વધુને વધુ, સ્વચાલિત ઉત્પાદન લાઇન અને ઔદ્યોગિક રોબોટ્સ માનવ શ્રમનું સ્થાન લઈ રહ્યા છે.

ની પ્રગતિ સાથેબુદ્ધિશાળી ઉત્પાદન યુગ, ઔદ્યોગિક રોબોટ્સની અત્યંત સ્વચાલિત અને બુદ્ધિશાળી તકનીકી સુવિધાઓ ઉત્પાદન ઉદ્યોગની ઉચ્ચ ચોકસાઇ, કામગીરીમાં સરળતા અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં સુગમતા માટેની વધતી જતી માંગ સાથે સંપૂર્ણ રીતે સુસંગત છે. આનાથી ઉત્પાદનમાં તેમનું મહત્વ વધ્યું છે, જે તેમને ઔદ્યોગિક પરિવર્તન અને અપગ્રેડિંગનું મુખ્ય બળ બનાવે છે. સહયોગી રોબોટ્સ - મશીન-ટુ-મશીન અને માનવ-રોબોટ સહયોગ બંને પ્રાપ્ત કરવા સક્ષમ ઔદ્યોગિક ઉપકરણો - તેમના સ્વાયત્ત વર્તન અને સહયોગી ક્ષમતાઓને કારણે રોબોટિક્સ સંશોધનમાં મુખ્ય કેન્દ્ર તરીકે ઉભરી આવ્યા છે, જે તેમને ભવિષ્યના ઔદ્યોગિક રોબોટિક્સમાં પ્રબળ ભૂમિકા ભજવવા માટે સ્થાન આપે છે. સહયોગી રોબોટ ટેકનોલોજીમાં, સર્વો મોટર પ્રદર્શન મેટ્રિક્સ - જેમાં ટોર્ક પ્રતિભાવ ગતિ, ટોર્ક ચોકસાઈ, સ્થિતિ ચોકસાઇ, પાવર વપરાશ અને તાપમાન સ્થિરતાનો સમાવેશ થાય છે - સીધા રોબોટની ગતિ કાર્યક્ષમતા, સ્થિરતા અને ચોકસાઈ નક્કી કરે છે. રોબોટ્સના પાવર કોર તરીકે, સર્વો સિસ્ટમ્સનું પ્રદર્શન ગતિ ચોકસાઇ અને વિશ્વસનીયતાને ગંભીર રીતે અસર કરે છે. નોંધનીય રીતે, સંયુક્ત સર્વો મોટર્સ સ્થિતિ ચોકસાઈ પ્રાપ્ત કરવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. એક ઉત્તમ સંયુક્ત સર્વો મોટર જટિલ કાર્યો દરમિયાન ચોક્કસ સ્થિતિ અને સ્થિર ગતિ સુનિશ્ચિત કરે છે, જેનાથી કાર્યકારી કાર્યક્ષમતામાં વધારો થાય છે અને ભૂલો ઓછી થાય છે.

"રોબોટ ઉદ્યોગ વિકાસ માટે 14મી પંચવર્ષીય યોજના" બુદ્ધિશાળી સંકલિત રોબોટિક સાંધાઓ પર સંશોધનને આગળ વધારવા પર ભાર મૂકે છે, જેમાં આવા સાંધા ખાસ કરીને સહયોગી રોબોટ્સ માટે યોગ્ય છે. તેમની અત્યંત સંકલિત ડિઝાઇન ખ્યાલ અંતર્ગત એક્ટ્યુએટર્સ, સેન્સર્સ અને ડ્રાઇવરોને સીધા સંયુક્તમાં સમાવિષ્ટ કરે છે, દરેક સંયુક્તને એક સ્વતંત્ર નિયંત્રણ એકમમાં ફેરવે છે. આંતરિક માળખું અને લેઆઉટને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને, વિતરિત નિયંત્રણ સ્થાપત્ય વિવિધ સિસ્ટમ સ્તરો વચ્ચે કેબલ્સની સંખ્યાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, જેનાથી જાળવણી ખર્ચ ઓછો થાય છે અને એકંદર વિશ્વસનીયતા વધે છે. મોડ્યુલર ડિઝાઇન સરળ સંયુક્ત રિપ્લેસમેન્ટ અને જાળવણીની સુવિધા પણ આપે છે, સહયોગી રોબોટ્સની બજાર સ્પર્ધાત્મકતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

આસહયોગી રોબોટ્સનો ખ્યાલ૧૯૯૬ માં સૌપ્રથમ રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું, તેની ડિઝાઇન ફિલસૂફીએ ઉત્પાદન લાઇન પર રોબોટ્સ અને માનવો વચ્ચે સંકલિત કામગીરીને સક્ષમ કરીને પરંપરાગત રોબોટિક્સમાં ક્રાંતિ લાવી હતી. આ સહયોગી અભિગમ માત્ર રોબોટ્સની કાર્યક્ષમતા અને ચોકસાઇનો લાભ લેતો નથી પણ માનવ બુદ્ધિ અને સુગમતાને પણ એકીકૃત કરે છે, જે કાર્યકારી કાર્યક્ષમતા અને પ્રવાહીતામાં વધારો કરે છે. પરંપરાગત ઔદ્યોગિક રોબોટ્સની તુલનામાં, સહયોગી રોબોટ્સ વિશિષ્ટ લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે, જે રોબોટિક્સ ક્ષેત્રમાં પોતાને એક મહત્વપૂર્ણ ઉપશ્રેણી તરીકે સ્થાપિત કરે છે. તેમની ભૌતિક રચનાઓ અને નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ બંનેમાં નોંધપાત્ર ફેરફારો થયા છે. પરંપરાગત ઔદ્યોગિક રોબોટ્સ - જેમ કે આકૃતિ ૧ માં દર્શાવવામાં આવેલા રોબોટિક આર્મ રૂપરેખાંકનો - મુખ્યત્વે પેલેટાઇઝિંગ, મટીરીયલ હેન્ડલિંગ, વેલ્ડીંગ અને લેસર કટીંગ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. જ્યારે આ રોબોટ્સ ઉચ્ચ કઠોરતા, માળખાકીય સ્થિરતા અને મજબૂત લોડ-બેરિંગ ક્ષમતા ધરાવે છે, ત્યારે તેઓ મર્યાદાઓ પણ રજૂ કરે છે: પ્રમાણમાં મોટું કદ અને સમૂહ, નોંધપાત્ર ગતિ જડતા, નબળી સુગમતા સાથે વિશાળ ડિઝાઇન અને અત્યંત ચપળ એસેમ્બલી કાર્યો કરવામાં અસમર્થતા. વધુમાં, તેમની નોંધપાત્ર જડતા ગતિ અને હાઇ-સ્પીડ હિલચાલ તેમના કાર્યકારી ત્રિજ્યામાં કર્મચારીઓ માટે નોંધપાત્ર સલામતી જોખમો ઉભા કરે છે, જેના કારણે બંધ બંધ વિસ્તારોમાં કામગીરી જરૂરી બને છે.

આકૃતિ ૧ પરંપરાગત ઔદ્યોગિક રોબોટિક હથિયારો અને સહયોગી રોબોટ્સ

સહયોગી રોબોટ્સ સામાન્ય જગ્યાઓમાં માનવીઓ સાથે એક સાથે કામગીરીને સક્ષમ બનાવે છે અને સહયોગી ઝોનમાં નજીકના અંતરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવે છે. પરંપરાગત રોબોટિક હથિયારોની તુલનામાં, સહયોગી રોબોટ્સ સામાન્ય રીતે તેમના અંતિમ પ્રભાવક પર મહત્તમ 20 કિલો વજન સહન કરે છે, જેની કામગીરી માનવ હાથની પહોંચ જેટલી હોય છે. તેમની રચના પરંપરાગત ઔદ્યોગિક રોબોટિક હથિયારો કરતાં સરળ છે જેમાં જટિલ ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ્સ હોય છે, જ્યારે સંવેદનશીલ બળ પ્રતિસાદ, હળવા લવચીકતા અને મજબૂત ધારણા ક્ષમતાઓ પ્રદાન કરે છે. આ સુવિધાઓ તેમને માનવ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન ગતિશીલ રીતે બળને સમાયોજિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, અસરકારક રીતે હિંસક નુકસાનને અટકાવે છે. પરિણામે, સહયોગી રોબોટ્સ પરંપરાગત સલામતી અવરોધોની જરૂર વગર કાર્યો પૂર્ણ કરવા માટે માનવીઓ સાથે સુરક્ષિત રીતે સહયોગ કરી શકે છે.

સહયોગી રોબોટ્સ સીધા માનવ-સંપર્ક કામગીરીમાં જોડાય છે; તેથી, માનવ-રોબોટ સહયોગમાં સલામતી એક અનિવાર્ય આવશ્યકતા છે. કર્મચારીઓને ઇજાઓ અટકાવવા માટે વર્તમાન નિયંત્રણ, ટોર્ક નિયંત્રણ, સંપર્ક સેન્સર અને અથડામણ શોધ જેવા તકનીકી પગલાંનો ઉપયોગ કરતી વખતે ઓપરેશનલ પાવર અને રોટેશનલ ટોર્કને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવું આવશ્યક છે. રોબોટ્સની બુદ્ધિશાળી ડ્રાઇવ નિયંત્રણ પ્રણાલીઓને સલામતી વ્યવસ્થાપન માટે વધુ ઑપ્ટિમાઇઝેશનની પણ જરૂર છે, જે ગતિશીલ ગણતરીઓ અને નિરીક્ષક-આધારિત મોડેલિંગ દ્વારા અનુકૂલનશીલ સરળ નિયંત્રણને સક્ષમ બનાવે છે.

તાજેતરના એક અભ્યાસમાં, ઇન્ટરનેશનલ ફેડરેશન ઓફ રોબોટિક્સ (IFR) એ પ્રકાશિત કર્યું છે કે ભવિષ્યમાં રોબોટ વિકાસ મુખ્યત્વે સરળતા, ઉપયોગમાં સરળતા, સુગમતા અને સલામત સહયોગ તરફ વલણો દર્શાવશે. ઔદ્યોગિક રોબોટ્સ ક્રમશઃ ઉચ્ચ સ્તરનું ઓટોમેશન અને બુદ્ધિમત્તા પ્રાપ્ત કરશે; તેમની વપરાશકર્તા-મૈત્રીપૂર્ણ ડિઝાઇન ઓપરેશનલ અવરોધોને ઘટાડશે, જેનાથી વધુ સાહસો ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે રોબોટિક્સ ટેકનોલોજીનો સહેલાઇથી ઉપયોગ કરી શકશે. દરમિયાન, લવચીકતા અને સલામત સહયોગ ક્ષમતાઓ ધરાવતી ડિઝાઇન રોબોટ્સને વિવિધ અને જટિલ ઉત્પાદન વાતાવરણમાં વધુ સારી રીતે અનુકૂલન કરવામાં સક્ષમ બનાવશે, માનવ-રોબોટ સહયોગને સરળ બનાવશે અને ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનના બુદ્ધિશાળી અને કાર્યક્ષમ વિકાસને વધુ આગળ વધારશે.

આકૃતિ 2: સહયોગી રોબોટનું કાર્યક્ષેત્ર

૧.૨ સંશોધન મહત્વ

વર્તમાન સહયોગી રોબોટિક્સ બજારમાં, સાત-ડિગ્રી-ઓફ-ફ્રીડમ રોબોટ્સ તેમની વ્યાપક કામગીરી શ્રેણી અને સુગમતા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે. આ રોબોટ્સ ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન અને સ્માર્ટ ઉત્પાદન માટે વધુ સંભાવના પ્રદાન કરીને, સ્વતંત્રતાની બિનજરૂરી ડિગ્રી પ્રદાન કરે છે. દરેક ડિગ્રી સ્વતંત્રતા રોબોટિક જોઈન્ટ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, જે રોબોટિક કામગીરી નક્કી કરવામાં મહત્વપૂર્ણ પરિબળ તરીકે કામ કરે છે. ચાર મુખ્ય ઉત્પાદકો - FANUC, ABB, Yaskawa અને KUKA - દરેક તેમના પરંપરાગત ઔદ્યોગિક રોબોટિક આર્મ્સમાં અલગ ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે; જો કે, તેઓ રોટેશન માટે સાંધામાં પાવર ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે બેવલ ગિયર્સ, સ્પુર ગિયર્સ અથવા સિંક્રનસ બેલ્ટ સાથે જોડાયેલા સર્વો મોટર્સનો ઉપયોગ કરે છે. આ ટ્રાન્સમિશન પદ્ધતિઓ રોબોટિક સાંધાના કદને મર્યાદિત કરે છે. જ્યારે ઉચ્ચ ચોકસાઇ પ્રાપ્ત કરવી શક્ય છે, ત્યારે લઘુચિત્રીકરણ પડકારજનક રહે છે. આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, પરંપરાગત ઔદ્યોગિક રોબોટ્સને બાહ્ય નિયંત્રણ કેબિનેટની જરૂર પડે છે જેમાં મોટર સર્વો ડ્રાઇવ્સ હોય છે, જેમાં દરેક મોટરને કેબિનેટ સાથે જોડતા અસંખ્ય વાયર હોય છે, જેનાથી નિયંત્રણ સિસ્ટમોની લવચીક જમાવટ મર્યાદિત થાય છે.

આકૃતિ 3 પરંપરાગત ઔદ્યોગિક રોબોટ અને નિયંત્રણ કેબિનેટ

ઔદ્યોગિક રોબોટિક હથિયારોના પરંપરાગત સંયુક્ત રૂપરેખાંકનો હવે સહયોગી રોબોટ્સની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકતા નથી તે જોતાં, આ સાંધાઓએ નવી ડિઝાઇન ફિલસૂફી તરફેણમાં પરંપરાગત ટ્રાન્સમિશન મિકેનિઝમ્સનો ત્યાગ કર્યો છે. આ અભિગમ સંયુક્તમાં જ નિયંત્રક, સર્વો ડ્રાઇવર અને મોટરને એકીકૃત કરીને હળવા, ઓછા-વોલ્ટેજ અને અત્યંત સંકલિત સિસ્ટમો પ્રાપ્ત કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જેમાં અંતર્ગત વિદ્યુત જોડાણો પણ આંતરિક રીતે અમલમાં મૂકવામાં આવે છે. ફક્ત ન્યૂનતમ સંખ્યામાં નિયંત્રણ ઇન્ટરફેસ બાહ્ય રીતે ખુલ્લા હોય છે, જે બાહ્ય વાયરિંગને સરળ બનાવે છે અને એન્જિનિયરિંગ જટિલતા ઘટાડે છે. આવી ડિઝાઇનને સંકલિત સંયુક્ત તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

સહયોગી રોબોટ સાંધાઓમાં વર્તમાન વિકાસ જરૂરિયાતો અને વલણોને ધ્યાનમાં રાખીને, હળવા વજનવાળા, ઓછા-વોલ્ટેજ, ખૂબ સંકલિત અને ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સંકલિત સહયોગી રોબોટ સાંધા ડિઝાઇન કરવા ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. આવા સંકલિત સાંધામાં સાંધાની હિલચાલ માટે જરૂરી બધા આવશ્યક ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે - જેમાં એક્ટ્યુએટર્સ, કંટ્રોલર્સ, ડ્રાઇવરો અને સેન્સરનો સમાવેશ થાય છે - અને તે સ્વતંત્ર રીતે એક સ્વતંત્ર મોડ્યુલ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. જ્યારે સરળ પાવર અને કંટ્રોલ બસો દ્વારા મુખ્ય નિયંત્રક અથવા અન્ય મોડ્યુલો સાથે જોડાયેલ હોય, ત્યારે આ ખૂબ જ સુસંગત છતાં ઓછી-કપ્લિંગ ડિઝાઇન સહયોગી રોબોટ્સની સ્કેલેબિલિટીમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. આ સંકલિત મોડ્યુલર સાંધાનો ઉપયોગ કરીને અને તેને યોગ્ય કદના રોબોટિક આર્મ્સ અને એન્ડ-ઇફેક્ટર્સ સાથે જોડીને, વિવિધ જરૂરિયાતોને અનુરૂપ સહયોગી રોબોટ્સ સરળતાથી એસેમ્બલ કરી શકાય છે.

આકૃતિ 4 મોડ્યુલર જોઈન્ટનું સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ

સહયોગી રોબોટ્સ અને તેમની સર્વો કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ માટે સંકલિત સાંધાઓ પર સંશોધન સહયોગી રોબોટિક્સના વિકાસ માટે મહત્વપૂર્ણ મહત્વ ધરાવે છે. આ સંકલિત સાંધાઓની મુખ્ય તકનીકોમાં બે મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે: હાર્મોનિક રીડ્યુસર્સ અને સંયુક્ત મોટર ડ્રાઇવ-કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ તેમના અનુરૂપ નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમ્સ સાથે. ઝિક્સિન ડ્રાઇવ ટેકનોલોજી (શિજિયાઝુઆંગ) કંપની લિમિટેડ સહયોગી રોબોટ્સ માટે સંયુક્ત મોટર ડ્રાઇવ-કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ પર તેના સંશોધન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, સંયુક્ત મોટર ડ્રાઇવ અને નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ પર ઊંડાણપૂર્વક અભ્યાસ કરે છે. કંપની અત્યંત બુદ્ધિશાળી સંકલિત રોબોટ સંયુક્ત મોટર ઉત્પાદનોની શ્રેણી વિકસાવી રહી છે જે સહયોગી રોબોટ સાંધાઓ માટે વધુ લવચીક અને વિશ્વસનીય નિયંત્રણ ક્ષમતાઓને સક્ષમ કરે છે, જ્યારે સ્વ-દ્રષ્ટિ, બુદ્ધિશાળી નિર્ણય લેવાની, કુશળ અમલ અને ચોક્કસ નિયંત્રણ જેવી મહત્વપૂર્ણ સુવિધાઓનો સમાવેશ કરે છે - આમ સ્માર્ટ સાધનો વિકાસની માંગને પૂર્ણ કરે છે.

૨ સ્થાનિક અને આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે વર્તમાન સંશોધન સ્થિતિ

૧૯૫૬માં, અમેરિકન ભૌતિકશાસ્ત્રી જો એન્જલબર્ગર અને શોધક જ્યોર્જ ડેવોલે યુનિમેશન નામની રોબોટિક્સ કંપનીની સ્થાપના કરી, જેણે ૧૯૫૯માં વિશ્વનો પ્રથમ ઔદ્યોગિક રોબોટ - યુનિમેટ - સફળતાપૂર્વક વિકસાવ્યો.

જનરલ મોટર્સે સૌપ્રથમ ૧૯૬૧માં તેની ન્યુ જર્સી સુવિધામાં ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં રોબોટ્સનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ૧૯૬૯માં, જાપાને યુનિમેશનના રોબોટ્સ રજૂ કર્યા, બાદમાં જાપાન અને યુકેમાં રોબોટ ઉત્પાદન કામગીરી માટે અનુક્રમે કાવાસાકી હેવી ઇન્ડસ્ટ્રીઝ અને યુકે સ્થિત KUKAI કોર્પોરેશનને તેની ટેકનોલોજીનું લાઇસન્સ આપ્યું. જાપાનના ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગની પ્રગતિ સાથે, ઉત્પાદનમાં માનવ શ્રમનું સ્થાન રોબોટ્સની વધતી જતી સંખ્યાએ લીધું છે, જે તેમના વ્યવહારુ મૂલ્યને સંપૂર્ણ રીતે દર્શાવે છે. પરિણામે, જાપાને ઔદ્યોગિક રોબોટિક્સ વિકાસ પર વધુ ભાર મૂક્યો છે. રોબોટ ટેકનોલોજી અપનાવવામાં પ્રણેતા તરીકે કાવાસાકી હેવી ઇન્ડસ્ટ્રીઝથી શરૂઆત કરીને, FANUC અને Yaskawa જેવી વિશ્વ-પ્રસિદ્ધ રોબોટિક્સ કંપનીઓના ઉદભવ પછી, જાપાન વૈશ્વિક સ્તરે અત્યાધુનિક રોબોટિક ટેકનોલોજીમાં નિપુણતા મેળવતા દેશોમાંનો એક બની ગયું છે.

૧૯૭૩માં, જર્મન કંપની KUKA એ યુનિમેટ રોબોટમાં ફેરફાર કરીને પ્રથમ છ-ડિગ્રી-ઓફ-ફ્રીડમ રોબોટ, ફેમ્યુલસ બનાવ્યો, જે ઇલેક્ટ્રિક મોટર દ્વારા સંચાલિત હતો. ૧૯૭૪માં, સ્વીડિશ જનરલ ઇલેક્ટ્રિકલ કંપની ASEA (ABB ની પુરોગામી) એ વિશ્વનો પ્રથમ સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રિક રોબોટ, IRB 6 વિકસાવ્યો, જે માઇક્રોપ્રોસેસર દ્વારા નિયંત્રિત હતો, જે રોબોટિક બુદ્ધિમાં નોંધપાત્ર વધારો કરતો હતો. ૧૯૭૮માં, યુએસ સ્થિત યુનિમેશન કંપનીએ તેના PUMA ઔદ્યોગિક રોબોટને જનરલ મોટર્સની એસેમ્બલી લાઇન પર વ્યાપકપણે તૈનાત કર્યો, જે ઔદ્યોગિક રોબોટ્સની વ્યવહારિકતા અને મૂલ્યનું વધુ પ્રદર્શન કરે છે અને ઔદ્યોગિક રોબોટિક્સ ટેકનોલોજીની સંપૂર્ણ પરિપક્વતાને ચિહ્નિત કરે છે, જેનાથી અનુગામી ટેકનોલોજીકલ પ્રગતિ માટે મજબૂત પાયો નાખ્યો.

ઔદ્યોગિક રોબોટિક્સ વિકાસના ચાર દાયકાથી વધુ સમયથી, તકનીકી પ્રગતિ સતત રહી છે. જો કે, સલામતીના કારણોસર, રોબોટ્સ સામાન્ય રીતે ચોક્કસ વર્કસ્ટેશન પર સ્થિર હોય છે અને રેલિંગ દ્વારા અલગ પડે છે, જે તેમને એક જ જગ્યામાં માણસો સાથે બાજુમાં કામ કરતા અટકાવે છે. આ પરંપરાગત રૂપરેખાંકન માનવ-રોબોટ સહયોગને મર્યાદિત કરે છે, જેનાથી ખરેખર કાર્યક્ષમ સહકારી કામગીરી પ્રાપ્ત કરવી મુશ્કેલ બને છે. અસંખ્ય પ્રયાસો અને સંશોધનો છતાં, ઔદ્યોગિક રોબોટિક્સના ક્ષેત્રમાં સલામત માનવ-રોબોટ સહયોગ પ્રાપ્ત કરવો એ એક મોટો પડકાર છે.

2005 સુધી EU દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવેલા એક મોટા પ્રોજેક્ટમાં સહયોગી રોબોટ્સનો ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવ્યો ન હતો. આ પહેલથી ABB, KUKA, Reis, Comau અને Gudel જેવી અગ્રણી ઔદ્યોગિક રોબોટિક્સ કંપનીઓને એકસાથે લાવીને ખાસ કરીને નાના અને મધ્યમ કદના સાહસો માટે રચાયેલ સસ્તું, કોમ્પેક્ટ અને લવચીક રોબોટ વિકસાવવામાં આવ્યો, જેનો ઉદ્દેશ્ય શ્રમ આઉટસોર્સિંગ પર નિર્ભરતા ઘટાડવાનો હતો. આ પ્રોજેક્ટે માનવ-રોબોટ સહયોગની સંભાવનાને સ્પષ્ટપણે પ્રકાશિત કરી, સહયોગી રોબોટ્સના ખ્યાલ માટે મજબૂત પાયો નાખ્યો.

શરૂઆતના સહયોગી રોબોટ્સ મુખ્યત્વે પરંપરાગત ઔદ્યોગિક રોબોટ્સના ફેરફારો અને એપ્લિકેશન હતા, તેમની ડિઝાઇન ફિલોસોફી અથવા ઓપરેશનલ મોડ્સમાં મૂળભૂત ફેરફાર કર્યા વિના. 2005 માં તેની સ્થાપના થઈ ત્યારથી, યુનિવર્સલ રોબોટ્સ માનવ કામદારો સાથે સુરક્ષિત રીતે કામ કરવા સક્ષમ સહયોગી રોબોટ્સ વિકસાવવા માટે સમર્પિત છે. 2009 માં, કંપનીએ UR5 - વિશ્વનો પ્રથમ સહયોગી રોબોટ - લોન્ચ કર્યો જે આ યુગની શરૂઆત દર્શાવે છે. ત્યારબાદ, રીથિંકે ડ્યુઅલ-આર્મ બેક્સટર અને નવા સિંગલ-આર્મ સોયર રોબોટ રજૂ કર્યા, ધીમે ધીમે ઔદ્યોગિક રોબોટિક્સમાં સહયોગી રોબોટિક્સને એક માન્ય અને સ્વીકૃત શિસ્ત તરીકે સ્થાપિત કર્યા. આ પ્રગતિએ ભવિષ્યના ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન અને બુદ્ધિશાળી વિકાસ માટે નવી આંતરદૃષ્ટિ અને દિશાઓ પ્રદાન કરી છે.

આકૃતિ 5: UR5 રોબોટ અને સોયર બેક્સટર રોબોટ

ચાઇનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સના શેન્યાંગ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ઓટોમેશન સાથે જોડાયેલી સિયાસુન રોબોટ કંપનીએ સૌપ્રથમ નવેમ્બર 2015માં ઇન્ડસ્ટ્રિયલ એક્સ્પોમાં ચીનના અદ્યતન ટેકનોલોજીકલ સ્તરનું પ્રતિનિધિત્વ કરતા સાત-અક્ષીય લવચીક સહયોગી રોબોટનું પ્રદર્શન કર્યું હતું. ત્યારથી, લુઓશી અને આઓબો જેવા અસંખ્ય સ્થાનિક સહયોગી રોબોટ મોડેલોએ ધીમે ધીમે માન્યતા મેળવી છે.

રોબોટિક સાંધાઓ વિશે, સહયોગી રોબોટ સાંધાઓ અને પરંપરાગત હેવી-ડ્યુટી ઔદ્યોગિક રોબોટ્સ વચ્ચેનો પ્રાથમિક તફાવત તેમની "લવચીકતા" માં રહેલો છે. આ સુગમતા ઓછી યાંત્રિક જડતા, ઓછી જડતા અને ટોર્કને સમજવાની ક્ષમતા દ્વારા પ્રગટ થાય છે. હાલમાં, સહયોગી રોબોટિક આર્મ્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતી સંયુક્ત સુગમતા મુખ્યત્વે ચોક્કસ સ્થિતિ નિયંત્રણ અને ટોર્ક નિયંત્રણમાંથી ઉદ્ભવે છે.

આકૃતિ 6 સહયોગી રોબોટ્સમાં સંકલિત સંયુક્તની લાક્ષણિક રચના

વર્તમાન સંશોધનનો ઝાંખી દર્શાવે છે કે ચીનનો રોબોટિક્સ વિકાસ યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને જાપાન જેવા દેશો કરતાં મોડો શરૂ થયો હતો. સહયોગી રોબોટ્સ પર સંશોધન હજુ પણ હાલના આંતરરાષ્ટ્રીય ઉત્પાદનો કરતાં નોંધપાત્ર રીતે પાછળ છે, જેમાં મુખ્ય અવરોધો હાર્મોનિક રીડ્યુસર્સ અને સંયુક્ત મોટર ડ્રાઇવ નિયંત્રણ પ્રણાલીઓમાં છે. સ્થાનિક સહયોગી રોબોટ્સમાં હાલમાં સંયુક્ત નિયંત્રણ ક્ષમતાઓમાં સુધારો કરવા માટે નોંધપાત્ર અવકાશ છે, ખાસ કરીને નિયંત્રણ ચોકસાઇ અને બુદ્ધિશાળી નિયંત્રણના સંદર્ભમાં. વધુમાં, વૈશ્વિક રોબોટિક્સ સંશોધન વલણો સૂચવે છે કે સલામતી, સુગમતા અને બુદ્ધિ એ તકનીકી પ્રગતિની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ છે. રોબોટ સાંધા અત્યંત સંકલિત ડ્રાઇવ-નિયંત્રણ પ્રણાલીઓ અને વધુ બુદ્ધિ તરફ વિકસિત થઈ રહ્યા છે. જોકે સહયોગી રોબોટ સાંધા પરંપરાગત કેન્દ્રિય નિયંત્રણથી વિતરિત ડ્રાઇવ-નિયંત્રણ આર્કિટેક્ચરમાં સંક્રમિત થયા છે, તેઓ હાલમાં ફક્ત મોટર-સંચાલિત ક્રિયાઓ ચલાવે છે, સ્વાયત્ત દ્રષ્ટિ, બુદ્ધિશાળી નિર્ણય લેવાની અને કુશળ અમલીકરણમાં ક્ષમતાઓનો અભાવ છે - પરિણામે બુદ્ધિનું સ્તર પ્રમાણમાં ઓછું થાય છે. બુદ્ધિશાળી રોબોટિક્સ સિસ્ટમ્સની માંગ વધારવા માટે નોંધપાત્ર સંભાવના રહે છે.