औद्योगिक रोबोट मशीनिंग लोडिंग और अनलोडिंग का अनुप्रयोग

सीएनसी मशीन टूल्स की लोकप्रियता के साथ, अधिक से अधिक उपयोगकर्ताओं को उम्मीद है कि सीएनसी मशीन टूल्स की लोडिंग और अनलोडिंग स्वचालित हो जाएगी। एक ओर, यह मशीन टूल्स की देखभाल करने वाले श्रमिकों की संख्या में वृद्धि करेगा, कर्मियों की लागत को कम करेगा, और एक ओर उत्पादन क्षमता और गुणवत्ता में सुधार करेगा। ऑटोमोटिव उद्योग में औद्योगिक रोबोटों के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग की उत्पत्ति हुई। ऑटोमोटिव उद्योग अनुप्रयोगों की संतृप्ति के साथ, सामान्य उद्योग रोबोट के बारे में अधिक जागरूक हो गया है। 1990 के दशक से, सामान्य क्षेत्रों में औद्योगिक रोबोटों का अधिक से अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, जैसे वेल्डिंग, पैलेटाइजिंग, छिड़काव, लोडिंग और अनलोडिंग, पॉलिशिंग और पीस सामान्य उद्योगों में सामान्य अनुप्रयोग हैं। यह लेख औद्योगिक रोबोट मशीनिंग की लोडिंग और अनलोडिंग प्रणाली पर केंद्रित है।

औद्योगिक रोबोट मशीनिंग लोडिंग और अनलोडिंग सिस्टम का उपयोग मुख्य रूप से प्रसंस्करण इकाइयों को लोड करने और स्वचालित उत्पादन लाइनों को संसाधित करने के लिए किया जाता है, संसाधित वर्कपीस को उतारने, मशीन टूल्स और मशीन टूल्स के बीच वर्कपीस के हस्तांतरण और वर्कपीस के टर्नओवर को महसूस करने के लिए उपयोग किया जाता है। मोड़, मिलिंग और पीस। धातु काटने की मशीन टूल्स जैसे काटने और ड्रिलिंग की स्वचालित प्रसंस्करण।

रोबोट और मशीन टूल्स के घनिष्ठ एकीकरण ने न केवल स्वचालित उत्पादन के स्तर में सुधार किया है, बल्कि कारखाने की उत्पादन क्षमता और प्रतिस्पर्धात्मकता में भी सुधार किया है। लोडिंग और अनलोडिंग के यांत्रिक प्रसंस्करण के लिए बार-बार और निरंतर संचालन की आवश्यकता होती है, और संचालन की स्थिरता और सटीकता की आवश्यकता होती है, जबकि सामान्य कारखानों में भागों की प्रसंस्करण प्रक्रिया को कई मशीन टूल्स और कई प्रक्रियाओं द्वारा लगातार संसाधित करने की आवश्यकता होती है। श्रम लागत में वृद्धि और उत्पादन क्षमता में वृद्धि द्वारा लाए गए प्रतिस्पर्धी दबाव के साथ, प्रसंस्करण क्षमताओं के स्वचालन की डिग्री और लचीली विनिर्माण क्षमताएं कारखाने की प्रतिस्पर्धा में सुधार के लिए बाधाएं बन गई हैं। रोबोट मैनुअल लोडिंग और अनलोडिंग ऑपरेशन की जगह लेता है, और स्वचालित फीडिंग डिब्बे, कन्वेयर बेल्ट, आदि के माध्यम से एक कुशल स्वचालित लोडिंग और अनलोडिंग सिस्टम का एहसास करता है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।

एक रोबोट प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी की आवश्यकताओं के अनुसार एक या एक से अधिक मशीन टूल्स के लोडिंग और अनलोडिंग संचालन के अनुरूप हो सकता है। रोबोट एक-से-कई लोडिंग और अनलोडिंग सिस्टम में, रोबोट अलग-अलग मशीन टूल्स में ब्लैंक और प्रोसेस्ड पार्ट्स को चुनने और रखने का काम पूरा करता है, जिससे रोबोट की उपयोग दक्षता में प्रभावी रूप से सुधार होता है। रोबोट जमीन पर स्थापित रेल के माध्यम से मशीन टूल असेंबली लाइन के रैखिक लेआउट पर पारस्परिक संचालन कर सकता है, जो कारखाने के स्थान के कब्जे को कम करता है, और लचीले ढंग से उत्पादों के विभिन्न बैचों की विभिन्न परिचालन प्रक्रियाओं के अनुकूल हो सकता है। स्विचिंग रोबोट लगातार कठोर वातावरण में काम कर सकता है। , 24 घंटे का संचालन, कारखाने की उत्पादन क्षमता को पूरी तरह से मुक्त करना, प्रसव के समय को कम करना और बाजार की प्रतिस्पर्धा में सुधार करना।

1 औद्योगिक रोबोट मशीनिंग लोडिंग और अनलोडिंग अनुप्रयोगों की विशेषताएं

• (1) उच्च परिशुद्धता स्थिति, तेजी से हैंडलिंग और क्लैंपिंग, ऑपरेशन चक्र को छोटा करें, और मशीन टूल की दक्षता में सुधार करें।
• (2) रोबोट ऑपरेशन स्थिर और विश्वसनीय है, जो अयोग्य उत्पादों को प्रभावी ढंग से कम करता है और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करता है।
• (3) बिना थकान के निरंतर संचालन, मशीन टूल्स की निष्क्रिय दर को कम करना और कारखाने की उत्पादन क्षमता का विस्तार करना।
• (4) स्वचालन का उच्च स्तर एकल उत्पाद निर्माण की सटीकता में सुधार करता है और बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमता को गति देता है।
• (5) नए कार्यों और नए उत्पादों के अनुकूल होने के लिए अत्यधिक लचीला, त्वरित और लचीला, और वितरण समय को छोटा करता है।

2 औद्योगिक रोबोट मशीनिंग और लोडिंग और अनलोडिंग के आवेदन में समस्याएं

2.1 कठोरता और सटीकता के मुद्दे

मशीनिंग रोबोट सामान्य हैंडलिंग और हथियाने वाले रोबोट से अलग है। यह एक ऐसा ऑपरेशन है जो सीधे प्रोसेसिंग टूल्स से संपर्क करता है। इसके गति सिद्धांत को कठोरता और सटीकता दोनों पर विचार करना चाहिए। अग्रानुक्रम रोबोट में उच्च दोहराने की स्थिति सटीकता होती है, लेकिन प्रसंस्करण, असेंबली, कठोरता, आदि के व्यापक कारकों के कारण, प्रक्षेपवक्र सटीकता अधिक नहीं होती है, जो पीसने, चमकाने, डिबुरिंग और काटने जैसे अनुप्रयोगों पर अधिक प्रभाव डालती है। मशीनिंग क्षेत्र। इसलिए, रोबोट की कठोरता और रोबोट प्रक्षेपवक्र की सटीकता मशीनिंग रोबोट के सामने आने वाली मुख्य समस्याएं हैं।

2.2 टकराव की समस्या

अधिकांश मशीनिंग रोबोट टर्निंग, मिलिंग, प्लानिंग और ग्राइंडिंग मशीन टूल्स के साथ मिलकर काम करते हैं। जब रोबोट मशीनिंग कर रहा हो, तो डेड ज़ोन और वर्कपीस के बीच हस्तक्षेप और टकराव की समस्या पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। एक बार टक्कर होने के बाद, मशीन टूल और रोबोट दोनों को फिर से कैलिब्रेट करने की आवश्यकता होती है, जिससे फॉल्ट रिकवरी के लिए समय बहुत बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आउटपुट का नुकसान होता है, और गंभीर मामलों में, यह उपकरण को नुकसान भी पहुंचा सकता है। टक्कर से पहले या बाद की धारणा मशीनी रोबोटों की सुरक्षा और स्थिरता के सामने मुख्य समस्या है। मशीनिंग रोबोटों के लिए क्षेत्र की निगरानी और टकराव का पता लगाने के कार्य होना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

2.3 विफलता के बाद त्वरित पुनर्प्राप्ति समस्या

रोबोट का स्थिति डेटा ड्राइव के मोटर एन्कोडर के माध्यम से वापस फीड किया जाता है शाफ़्ट गति। लंबे समय तक संचालन के कारण, यांत्रिक संरचना, एन्कोडर बैटरी, केबल और अन्य घटक अनिवार्य रूप से रोबोट की शून्य स्थिति (संदर्भ स्थिति) खो देंगे। शून्य स्थिति खो जाने के बाद, रोबोट इसे संग्रहीत करेगा। कार्यक्रम डेटा का कोई व्यावहारिक अर्थ नहीं होगा। इस समय, यदि शून्य स्थिति को सटीक रूप से बहाल नहीं किया जा सकता है, तो रोबोट की नौकरी पुनर्प्राप्ति कार्यभार बहुत बड़ा है, इसलिए शून्य स्थिति पुनर्प्राप्ति समस्या भी विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

3 प्रमुख समाधान

3.1 एंड लोड ऑटोमैटिक आइडेंटिफिकेशन टेक्नोलॉजी और डायनेमिक टॉर्क फीडफॉरवर्ड टेक्नोलॉजी

स्वचालित अंत लोड पहचान तकनीक रोबोट के अंतिम भार के द्रव्यमान, द्रव्यमान के केंद्र और जड़ता की पहचान कर सकती है। इन मापदंडों का उपयोग रोबोट डायनेमिक्स फीडफॉरवर्ड में किया जा सकता है, सर्वो मापदंडों और गति नियोजन को समायोजित करता है, जो रोबोट प्रक्षेपवक्र सटीकता और उच्च गतिशील प्रदर्शन में बहुत सुधार कर सकता है।

डायनेमिक टॉर्क फीडफॉरवर्ड तकनीक पारंपरिक पीआईडी ​​नियंत्रण पर आधारित है और टॉर्क फीडफॉरवर्ड कंट्रोल तकनीक को जोड़ती है। यह फ़ंक्शन रोबोट डायनेमिक्स मॉडल और घर्षण मॉडल का उपयोग इष्टतम ड्राइविंग बल या टोक़ की गणना करने के लिए कर सकता है जब रोबोट जैसी स्थिर जानकारी और वास्तविक समय की गतिशील जानकारी जैसे गति और त्वरण, और गणना मूल्य के अनुसार प्रक्षेपवक्र पथ की योजना बना रहा हो। फीडफॉर्वर्ड वैल्यू के रूप में प्रेषित किया जाता है। वर्तमान लूप में मोटर के पूर्व निर्धारित मूल्य के साथ तुलना करने के लिए नियंत्रक दें, ताकि सर्वोत्तम टोक़ प्राप्त करने के लिए, प्रत्येक धुरी के उच्च गति और उच्च परिशुद्धता आंदोलन को चलाएं, और फिर अंत टीसीपी को उच्च प्रक्षेपवक्र सटीकता प्राप्त करें।

3.2 टकराव का पता लगाने की तकनीक

यह तकनीक रोबोट डायनेमिक्स मॉडलिंग पर आधारित है। जब रोबोट या रोबोट का अंतिम भार परिधीय उपकरणों से टकराता है, तो रोबोट टकराव से उत्पन्न अतिरिक्त टॉर्क का पता लगा सकता है। इस समय रोबोट अपने आप रुक जाता है या कम गति से टक्कर की विपरीत दिशा में चला जाता है। टक्कर से होने वाले नुकसान से बचने या कम करने के लिए दौड़ें।

3.3 जीरो पॉइंट रिकवरी तकनीक

सामान्य शून्य-बिंदु अंशांकन विधियां, शून्य-चिह्न संरेखण पूर्ण होने के बाद भी कुछ त्रुटियां होंगी। त्रुटि का आकार शून्य-चिह्न की प्रसंस्करण गुणवत्ता और ऑपरेटर के रवैये पर निर्भर करता है, और त्रुटि के इस हिस्से को प्रसंस्करण आवश्यकताओं में सुधार और संचालन प्रशिक्षण प्रदर्शन करके समाप्त नहीं किया जा सकता है। . इस तकनीक का उपयोग करते हुए, जब रोबोट शून्य बिंदु खो देता है, तो रोबोट को शून्य बिंदु के आसपास के क्षेत्र में ले जाया जाता है, ताकि खांचे या स्क्राइब लाइनों को पूरी तरह से संरेखित किया जा सके। इस समय, मुआवजा राशि निर्धारित करने के लिए मोटर एन्कोडर मान पढ़ें, ताकि रोबोट शून्य स्थिति को सटीक रूप से पुनर्स्थापित कर सके।

4 भविष्य के विकास की दिशा

4.1 मानव-मशीन सहयोग

वर्तमान में, औद्योगिक रोबोटों के अधिकांश अनुप्रयोग वर्कस्टेशन या असेंबली लाइन में हैं, और मनुष्यों के साथ कोई संपर्क और सहयोग नहीं है। भविष्य में, अधिक जटिल उत्पादन प्रक्रियाओं के लिए मनुष्यों और रोबोटों के बीच सहयोग एक बहुत ही महत्वपूर्ण विकास दिशा होगी। मानव-मशीन सहयोग प्राप्त करने के लिए औद्योगिक रोबोटों को जिन प्रमुख मुद्दों को हल करने की आवश्यकता है, वे हैं मानव संचालन को कैसे समझना है, मनुष्यों के साथ कैसे बातचीत करना है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि मानव-मशीन सहयोग के सुरक्षा तंत्र को कैसे सुनिश्चित किया जाए। मानव-मशीन सहयोग को साकार करते हुए और मानव सुरक्षा सुनिश्चित करते हुए, उत्पादन लय पर पूरी तरह से विचार करना भी आवश्यक है, जो एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति होगी। हाल के वर्षों में, कुछ मानव-मशीन सहयोगी रोबोट दिखाई दिए हैं, लेकिन सुरक्षा सुनिश्चित करने की स्थिति में, बीट अपेक्षाकृत धीमी है, और स्थिरता में सुधार की आवश्यकता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि एप्लिकेशन परिदृश्यों के साथ एकीकृत करना और उपयुक्त एप्लिकेशन परिदृश्य ढूंढना तेज़ है। भूमि विकास और संवर्धन।

4.2 सूचना संलयन

भविष्य में, स्मार्ट कारखाने इंटरनेट ऑफ थिंग्स, सेंसर, रोबोट और बड़े डेटा को एकीकृत करेंगे। औद्योगिक रोबोट, सबसे महत्वपूर्ण बुनियादी उपकरणों में से एक के रूप में, न केवल मल्टी-सेंसर के साथ प्रभावी ढंग से बातचीत करना चाहिए, बल्कि एमईएस जैसे उच्च-स्तरीय सिस्टम के साथ भी संवाद करना चाहिए। सिस्टम सूचनाओं का आदान-प्रदान करता है। इंटरनेट ऑफ थिंग्स और बड़े डेटा के आधार पर, ऊपरी स्तर प्रक्रिया डेटा निष्कर्षण, प्रक्रिया कार्यक्रम अनुकूलन, या दूरस्थ निदान और उपकरणों का रखरखाव करता है, और संपूर्ण बुद्धिमान नियंत्रण प्रक्रिया को पूरा करने के लिए औद्योगिक रोबोटों को निर्देश जारी करता है। इसलिए, औद्योगिक रोबोटों की सूचना संलयन एक बहुत ही महत्वपूर्ण विकास प्रवृत्ति होगी।

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