කාර්මික රොබෝවක් යනු කුමක්ද?

ලොව ප්‍රථමකාර්මික රොබෝ1962 දී එක්සත් ජනපදයේ උපත ලැබීය. ඇමරිකානු ඉංජිනේරු ජෝර්ජ් චාල්ස් ඩෙවෝල්, ජූනියර් "ඉගැන්වීම සහ නැවත ධාවනය හරහා ස්වයංක්‍රීයකරණයට නම්‍යශීලීව ප්‍රතිචාර දැක්විය හැකි රොබෝවක්" යෝජනා කළේය. ඔහුගේ අදහස "රොබෝවරුන්ගේ පියා" ලෙස හඳුන්වන ව්‍යවසායක ජෝසප් ෆ්‍රෙඩ්රික් එංගල්බර්ගර් සමඟ ගිනි පුපුරක් ඇති කළ අතර එමඟින්කාර්මික රොබෝ"Unimate (= විශ්වීය හැකියාවන් සහිත වැඩ කරන සහකරුවෙක්)" ලෙස නම් කරන ලදී.
ISO 8373 ට අනුව, කාර්මික රොබෝවරු යනු කාර්මික ක්ෂේත්‍රය සඳහා බහු-ඒකාබද්ධ හසුරුවන්නන් හෝ බහු-අංශක-නිදහස් රොබෝවරු වේ. කාර්මික රොබෝවරු යනු ස්වයංක්‍රීයව වැඩ කරන යාන්ත්‍රික උපාංග වන අතර විවිධ කාර්යයන් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා තමන්ගේම බලය සහ පාලන හැකියාවන් මත රඳා පවතින යන්ත්‍ර වේ. එයට මිනිස් විධාන පිළිගත හැකිය හෝ පූර්ව වැඩසටහන්ගත කළ වැඩසටහන් අනුව ක්‍රියාත්මක විය හැකිය. නවීන කාර්මික රොබෝවරුන්ට කෘතිම බුද්ධි තාක්ෂණය මගින් සකස් කරන ලද මූලධර්ම සහ මාර්ගෝපදේශ අනුව ක්‍රියා කළ හැකිය.
කාර්මික රොබෝවරුන්ගේ සාමාන්‍ය යෙදුම් අතරට වෙල්ඩින්, පින්තාරු කිරීම, එකලස් කිරීම, එකතු කිරීම සහ ස්ථානගත කිරීම (ඇසුරුම් කිරීම, පැලට් කිරීම සහ SMT වැනි), නිෂ්පාදන පරීක්ෂා කිරීම සහ පරීක්ෂා කිරීම යනාදිය ඇතුළත් වේ; සියලුම කාර්යයන් කාර්යක්ෂමතාව, කල්පැවැත්ම, වේගය සහ නිරවද්‍යතාවයෙන් නිම කරනු ලැබේ.
වඩාත් බහුලව භාවිතා වන රොබෝ වින්‍යාසයන් වන්නේ ප්‍රකාශිත රොබෝවරු, SCARA රොබෝවරු, ඩෙල්ටා රොබෝවරු සහ කාටිසියානු රොබෝවරු (උඩිස් රොබෝවරු හෝ xyz රොබෝවරු) ය. රොබෝවරු විවිධ මට්ටමේ ස්වයං පාලනයක් ප්‍රදර්ශනය කරති: සමහර රොබෝවරු නිශ්චිත ක්‍රියා නැවත නැවතත් (පුනරාවර්තන ක්‍රියා) විශ්වාසවන්තව, විචලනයකින් තොරව සහ ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් සිදු කිරීමට වැඩසටහන්ගත කර ඇත. සම්බන්ධීකරණ ක්‍රියා මාලාවක දිශාව, ත්වරණය, වේගය, මන්දගාමිත්වය සහ දුර නියම කරන වැඩසටහන්ගත චර්යාවන් මගින් මෙම ක්‍රියා තීරණය වේ. අනෙකුත් රොබෝවරු වඩාත් නම්‍යශීලී වේ, මන්ද ඔවුන්ට වස්තුවක පිහිටීම හෝ වස්තුව මත සිදු කළ යුතු කාර්යය පවා හඳුනා ගැනීමට අවශ්‍ය විය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, වඩාත් නිවැරදි මග පෙන්වීම සඳහා, රොබෝවරු බොහෝ විට බලවත් පරිගණක හෝ පාලක සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති යන්ත්‍ර දෘෂ්ටි උප පද්ධති ඔවුන්ගේ දෘශ්‍ය සංවේදක ලෙස ඇතුළත් කරති. කෘතිම බුද්ධිය හෝ කෘතිම බුද්ධිය ලෙස වරදවා වටහාගෙන ඇති ඕනෑම දෙයක් නූතන කාර්මික රොබෝවරුන් තුළ වඩ වඩාත් වැදගත් සාධකයක් බවට පත්වෙමින් තිබේ.
ජෝර්ජ් ඩෙවෝල් මුලින්ම කාර්මික රොබෝවක් පිළිබඳ සංකල්පය යෝජනා කළ අතර 1954 දී පේටන්ට් බලපත්‍රයක් සඳහා ඉල්ලුම් කළේය. (පේටන්ට් බලපත්‍රය 1961 දී ප්‍රදානය කරන ලදී). 1956 දී, ඩෙවෝල් සහ ජෝසප් එංගල්බර්ගර් එක්ව ඩෙවෝල්ගේ මුල් පේටන්ට් බලපත්‍රය මත පදනම්ව යුනිමේෂන් ආරම්භ කළහ. 1959 දී, යුනිමේෂන් හි පළමු කාර්මික රොබෝවරයා එක්සත් ජනපදයේ උපත ලැබූ අතර, රොබෝ සංවර්ධනයේ නව යුගයක් උදා විය. පසුව යුනිමේෂන් ජපානයේ සහ එක්සත් රාජධානියේ යුනිමේට්ස් කාර්මික රොබෝවරුන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා කවාසාකි හෙවි ඉන්ඩස්ට්‍රීස් සහ ජීකේඑන් වෙත තම තාක්ෂණය බලපත්‍ර ලබා දුන්නේය. යම් කාලයක් සඳහා, යුනිමේෂන් හි එකම තරඟකරු වූයේ ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ ඔහියෝ හි සින්සිනාටි මිලාක්‍රොන් ඉන්කෝපරේෂන් ය. කෙසේ වෙතත්, 1970 දශකයේ අගභාගයේදී, විශාල ජපන් සමාගම් කිහිපයක් සමාන කාර්මික රොබෝවරුන් නිෂ්පාදනය කිරීමට පටන් ගත් පසු මෙම තත්වය මූලික වශයෙන් වෙනස් විය. යුරෝපයේ කාර්මික රොබෝවරු ඉතා ඉක්මනින් ප්‍රචලිත වූ අතර, ABB රොබෝ විද්‍යාව සහ KUKA රොබෝ විද්‍යාව 1973 දී වෙළඳපොළට රොබෝවරු ගෙන ආහ. 1970 දශකයේ අගභාගයේදී, රොබෝ විද්‍යාව කෙරෙහි ඇති උනන්දුව වර්ධනය වෙමින් පැවති අතර, ජෙනරල් ඉලෙක්ට්‍රික් සහ ජෙනරල් මෝටර්ස් වැනි විශාල සමාගම් ඇතුළුව බොහෝ ඇමරිකානු සමාගම් ක්ෂේත්‍රයට පිවිසියේය (ජපානයේ FANUC රොබෝ විද්‍යාව සමඟ ඔවුන්ගේ හවුල් ව්‍යාපාරය FANUC විසින් පිහිටුවන ලදී). ඇමරිකානු ආරම්භක සමාගම් අතරට Automatix සහ Adept Technology ඇතුළත් විය. 1984 දී රොබෝ විද්‍යාවේ උත්පාතය අතරතුර, Unimation වෙස්ටිංහවුස් ඉලෙක්ට්‍රික් විසින් ඩොලර් මිලියන 107 කට අත්පත් කර ගන්නා ලදී. 1988 දී වෙස්ටිංහවුස් විසින් ප්‍රංශයේ Stäubli Faverges SCA වෙත Unimation විකුණන ලද අතර, එය තවමත් සාමාන්‍ය කාර්මික සහ පිරිසිදු කාමර යෙදුම් සඳහා ප්‍රකාශිත රොබෝවරු නිෂ්පාදනය කරන අතර 2004 අගභාගයේදී Bosch හි රොබෝ විද්‍යා අංශය පවා අත්පත් කර ගත්තේය.

පරාමිතීන් නිර්වචනය කරන්න අක්ෂ ගණන සංස්කරණය කරන්න - තලයක ඕනෑම තැනකට යාමට අක්ෂ දෙකක් අවශ්‍ය වේ; අභ්‍යවකාශයේ ඕනෑම තැනකට යාමට අක්ෂ තුනක් අවශ්‍ය වේ. අන්ත-බාහුවේ (එනම්, මැණික් කටුව) යොමු කිරීම සම්පූර්ණයෙන්ම පාලනය කිරීම සඳහා, තවත් අක්ෂ තුනක් (පෑන්, තාරතාව සහ රෝල්) අවශ්‍ය වේ. සමහර සැලසුම් (SCARA රොබෝවරු වැනි) පිරිවැය, වේගය සහ නිරවද්‍යතාවය සඳහා චලිතය කැප කරයි. නිදහසේ අංශක - සාමාන්‍යයෙන් අක්ෂ ගණනට සමාන වේ. වැඩ කරන ලියුම් කවරය - රොබෝවරයාට ළඟා විය හැකි අවකාශයේ ප්‍රදේශය. චාලක විද්‍යාව - හැකි සියලුම රොබෝ චලනයන් තීරණය කරන රොබෝවරයාගේ දෘඩ ශරීර මූලද්‍රව්‍ය සහ සන්ධිවල සැබෑ වින්‍යාසය. රොබෝ චාලක විද්‍යාවේ වර්ග අතරට සන්ධි, කාර්ඩනික්, සමාන්තර සහ SCARA ඇතුළත් වේ. ධාරිතාව හෝ බර ධාරිතාව - රොබෝවරයාට කොපමණ බරක් එසවිය හැකිද. ප්‍රවේගය - රොබෝවරයාට එහි අන්ත-බාහු ස්ථානය ස්ථානයට කෙතරම් ඉක්මනින් ලබා ගත හැකිද. මෙම පරාමිතිය එක් එක් අක්ෂයේ කෝණික හෝ රේඛීය ප්‍රවේගය ලෙස හෝ සංයුක්ත ප්‍රවේගයක් ලෙස අර්ථ දැක්විය හැකිය, එනම් අන්ත-බාහු ප්‍රවේගය අනුව. ත්වරණය - අක්ෂයකට කෙතරම් ඉක්මනින් වේගවත් විය හැකිද. මෙය සීමාකාරී සාධකයකි, මන්ද නිතර නිතර දිශාව වෙනස් කරමින් කෙටි චලනයන් හෝ සංකීර්ණ මාර්ග සිදු කරන විට රොබෝවරයාට එහි උපරිම ප්‍රවේගයට ළඟා වීමට නොහැකි විය හැකිය. නිරවද්‍යතාවය - රොබෝවරයාට අපේක්ෂිත ස්ථානයට කෙතරම් සමීප විය හැකිද යන්න. නිරවද්‍යතාවය මනිනු ලබන්නේ රොබෝවරයාගේ නිරපේක්ෂ පිහිටීම අපේක්ෂිත ස්ථානයේ සිට කොපමණ දුරක් ද යන්න ලෙස ය. දෘශ්‍ය පද්ධති හෝ අධෝරක්ත වැනි බාහිර සංවේදක උපාංග භාවිතා කිරීමෙන් නිරවද්‍යතාවය වැඩිදියුණු කළ හැකිය. ප්‍රතිනිෂ්පාදන හැකියාව - රොබෝවක් වැඩසටහන්ගත කළ ස්ථානයකට කොතරම් හොඳින් නැවත පැමිණේද. මෙය නිරවද්‍යතාවයෙන් වෙනස් වේ. එයට නිශ්චිත XYZ ස්ථානයකට යාමට පැවසිය හැකි අතර එය එම ස්ථානයේ සිට මිලිමීටර් 1 ක් ඇතුළත පමණක් යයි. මෙය නිරවද්‍යතා ගැටළුවක් වන අතර ක්‍රමාංකනය සමඟ නිවැරදි කළ හැකිය. නමුත් එම ස්ථානය උගන්වා පාලක මතකයේ ගබඩා කර ඇත්නම් සහ එය සෑම අවස්ථාවකම උගන්වන ස්ථානයේ සිට මිලිමීටර් 0.1 ක් ඇතුළත නැවත පැමිණේ නම්, එහි පුනරාවර්තන හැකියාව 0.1 mm තුළ වේ. නිරවද්‍යතාවය සහ පුනරාවර්තන හැකියාව ඉතා වෙනස් මිනුම් වේ. පුනරාවර්තන හැකියාව සාමාන්‍යයෙන් රොබෝවරයෙකු සඳහා වඩාත්ම වැදගත් පිරිවිතරය වන අතර නිරවද්‍යතාවය සහ නිරවද්‍යතාවය සම්බන්ධයෙන් මිනුම් කිරීමේදී “නිරවද්‍යතාවයට” සමාන වේ. ISO 9283[8] නිරවද්‍යතාවය සහ පුනරාවර්තන හැකියාව මැනීම සඳහා ක්‍රම ස්ථාපිත කරයි. සාමාන්‍යයෙන්, රොබෝව කිහිප වතාවක් උගන්වන ලද ස්ථානයකට යවනු ලබන අතර, සෑම අවස්ථාවකම තවත් ස්ථාන හතරකට ගොස් උගන්වන ලද ස්ථානයට නැවත පැමිණෙන අතර දෝෂය මනිනු ලැබේ. එවිට පුනරාවර්තන හැකියාව මෙම සාම්පලවල ත්‍රිමාණ සම්මත අපගමනය ලෙස ප්‍රමාණනය කෙරේ. සාමාන්‍ය රොබෝවෙකුට ඇත්ත වශයෙන්ම පුනරාවර්තන හැකියාව ඉක්මවා යන ස්ථාන දෝෂ තිබිය හැකි අතර, මෙය ක්‍රමලේඛන ගැටළුවක් විය හැකිය. තවද, වැඩ ලියුම් කවරයේ විවිධ කොටස්වල විවිධ පුනරාවර්තන හැකියාව ඇති අතර, පුනරාවර්තන හැකියාව වේගය සහ ගෙවීම සමඟ වෙනස් වේ. ISO 9283 නිශ්චිතව දක්වා ඇත්තේ නිරවද්‍යතාවය සහ නැවත නැවත කිරීමේ හැකියාව උපරිම වේගයෙන් සහ උපරිම ගෙවීමේදී මැනිය යුතු බවයි. කෙසේ වෙතත්, මෙය අශුභවාදී දත්ත නිපදවයි, මන්ද රොබෝවරයාගේ නිරවද්‍යතාවය සහ නැවත නැවත කිරීමේ හැකියාව සැහැල්ලු බර සහ වේගයන්හිදී වඩා හොඳ වනු ඇත. කාර්මික ක්‍රියාවලීන්හි පුනරාවර්තන හැකියාව ටර්මිනේටරයේ නිරවද්‍යතාවයෙන් (ග්‍රිපර් වැනි) සහ වස්තුව ග්‍රහණය කර ගැනීමට භාවිතා කරන ග්‍රිපර් මත ඇති “ඇඟිලි” නිර්මාණයෙන් පවා බලපායි. උදාහරණයක් ලෙස, රොබෝවක් එහි හිසෙන් ඉස්කුරුප්පුවක් ලබා ගන්නේ නම්, ඉස්කුරුප්පුව අහඹු කෝණයකින් විය හැකිය. ඉස්කුරුප්පුව ඉස්කුරුප්පු සිදුරට තැබීමට පසුව ගන්නා උත්සාහයන් අසාර්ථක වීමට ඉඩ ඇත. මෙවැනි තත්වයන් "ඊයම්-ඉන් විශේෂාංග" මගින් වැඩිදියුණු කළ හැකිය, උදාහරණයක් ලෙස සිදුරේ දොරටුව ටේපර් කිරීම (චැම්ෆර් කිරීම) වැනි. චලන පාලනය - සරල තේරීම සහ ස්ථාන එකලස් කිරීමේ මෙහෙයුම් වැනි සමහර යෙදුම් සඳහා, රොබෝවරයාට අවශ්‍ය වන්නේ පූර්ව-ඉගැන්වූ ස්ථාන සීමිත සංඛ්‍යාවක් අතර ඉදිරියට සහ පසුපසට යාම පමණි. වෙල්ඩින් සහ පින්තාරු කිරීම (ඉසින පින්තාරු කිරීම) වැනි වඩාත් සංකීර්ණ යෙදුම් සඳහා, චලනය නිශ්චිත දිශානතියකින් සහ වේගයකින් අභ්‍යවකාශයේ මාර්ගයක් ඔස්සේ අඛණ්ඩව පාලනය කළ යුතුය. බල ප්‍රභවය - සමහර රොබෝවරු විදුලි මෝටර භාවිතා කරන අතර අනෙක් අය හයිඩ්‍රොලික් ක්‍රියාකාරක භාවිතා කරයි. පළමුවැන්න වේගවත් වන අතර දෙවැන්න වඩාත් බලවත් වන අතර ගිනි පුපුරු පිපිරීම් ඇති කළ හැකි පින්තාරු කිරීම වැනි යෙදුම් සඳහා ප්‍රයෝජනවත් වේ; කෙසේ වෙතත්, අත තුළ ඇති අඩු පීඩන වාතය දැවෙන වාෂ්ප සහ අනෙකුත් දූෂක ඇතුළු වීම වළක්වයි. ධාවකය - සමහර රොබෝවරු ගියර් හරහා සන්ධිවලට මෝටර සම්බන්ධ කරති; අනෙක් ඒවා සන්ධිවලට සෘජුවම සම්බන්ධ කර ඇත (සෘජු ධාවකය). ගියර් භාවිතා කිරීමෙන් මැනිය හැකි "පසුබෑමක්" ඇති වන අතර එය අක්ෂයක නිදහස් චලනයයි. කුඩා රොබෝ බාහු බොහෝ විට අධිවේගී, අඩු ව්‍යවර්ථ DC මෝටර භාවිතා කරන අතර, ඒවාට සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ ගියර් අනුපාත අවශ්‍ය වන අතර, ඒවාට ප්‍රතික්‍රියාවේ අවාසිය ඇති අතර, එවැනි අවස්ථාවන්හිදී හාර්මොනික් ගියර් අඩු කරන්නන් බොහෝ විට භාවිතා වේ. අනුකූලතාව - මෙය රොබෝවරයාගේ අක්ෂයකට යොදන බලයකින් චලනය කළ හැකි කෝණයේ හෝ දුරෙහි මිනුමකි. අනුකූලතාවය නිසා, රොබෝවරයා කිසිදු බරක් රැගෙන නොයන විට වඩා උපරිම බරක් රැගෙන යන විට තරමක් පහළට ගමන් කරනු ඇත. ඉහළ බරක් සමඟ ත්වරණය අඩු කළ යුතු අවස්ථාවන්හිදී අධික ලෙස ධාවනය වන ප්‍රමාණයට අනුකූලතාවය ද බලපායි.