हर रोबोट के दिल में मोटर
कोई भी रोबोट, इसकी जटिलता या उद्देश्य की परवाह किए बिना, अंततः इसकी मोटरों द्वारा परिभाषित किया जाता है। ये घटक निर्धारित करते हैं कि रोबोट कितनी तेजी से चल सकता है, यह कितनी सटीकता के साथ खुद को स्थिति दे सकता है, यह कितना बल लगा सकता है, और यह ऊर्जा का उपयोग कितनी कुशलतापूर्वक करता है। पिछले दशक में, मोटर डिजाइन में प्रगति ने मौलिक रूप से बदल दिया है कि रोबोट क्या कर सकते हैं, जो औद्योगिक कार्यों के लिए गहन विशेषज्ञता और रोबोट प्रकारों के बीच आश्चर्यजनक अभिसरण दोनों को सक्षम करते हैं।
आधुनिक रोबोटिक मोटर्स की कहानी बहुत हद तक स्थायी चुंबक ब्रशलेस सर्वोमोटर्स की कहानी है। ये इकाइयां विशेष रूप से औद्योगिक छह-अक्ष रोबोट में परिदृश्य पर प्रभुत्व जमा चुकी हैं, उनके असाधारण टॉर्क घनत्व, विश्वसनीयता, और ब्रश किए गए मोटर डिजाइन से जुड़ी रखरखाव की समस्याओं के बिना काम करने की क्षमता के कारण। लेकिन इस व्यापक श्रेणी के भीतर, बहुत अलग रोबोटिक अनुप्रयोगों की सेवा करने के लिए विशेषीकृत कॉन्फ़िगरेशन का एक समृद्ध पारिस्थितिकी तंत्र उभरा है।
छह-अक्ष औद्योगिक भुजाएं: शक्ति सटीकता से मिलती है
आधुनिक विनिर्माण की मेहनत वाली मशीन — छह-अक्ष संहत रोबोट — स्ट्रेन-वेव गियरिंग और पूर्ण एनकोडर के साथ जोड़ी गई उच्च ध्रुव-गणना वाली फ्रेमलेस मोटर्स पर बहुत निर्भर करती है। यह संयोजन भारी पेलोड में हेराफेरी करने के लिए आवश्यक टॉर्क प्रदान करता है जबकि वेल्डिंग, पेंटिंग और असेंबली जैसे कार्यों के लिए आवश्यक स्थितिगत सटीकता को बनाए रखता है।
फ्रेमलेस मोटर्स इन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से मूल्यवान हैं क्योंकि वे रोबोट आर्म की संयुक्त संरचना में सीधे एकीकृत होते हैं, एक अलग मोटर आवास के वजन और मात्रा को समाप्त करते हैं। यह कसकर एकीकरण भुजा की कुल जड़ता को कम करता है, तेजी से त्वरण और अधिक प्रतिक्रियाशील गति नियंत्रण की अनुमति देता है। सुरक्षा होल्डिंग ब्रेक आमतौर पर बिजली हानि की घटनाओं के दौरान लोड की स्थिति को बनाए रखने के लिए एकीकृत होते हैं, औद्योगिक वातावरण में एक आवश्यक सुरक्षा सुविधा।
छह-अक्ष भुजाओं में सीधी-ड्राइव कॉन्फ़िगरेशन की ओर प्रवृत्ति भी गति प्राप्त कर रही है। पूरी तरह से गियरबॉक्स को समाप्त करके, सीधी-ड्राइव टॉर्क मोटर्स शून्य-बैकलैश संचालन प्राप्त करते हैं, जो निरीक्षण रोबोट और सर्जिकल भुजाओं के लिए महत्वपूर्ण है।
SCARA सिस्टम्स: सब कुछ के ऊपर गति
चयनात्मक अनुपालन संहत रोबोट भुजाएं, जिन्हें SCARA सिस्टम के रूप में जाना जाता है, मोटर आवश्यकताओं के मौलिक रूप से अलग सेट का सामना करती हैं। ये रोबोट्स गति के लिए अनुकूलित हैं, विशेष रूप से पिक-एंड-प्लेस ऑपरेशन में जहां चक्र समय प्राथमिक प्रतिस्पर्धी मीट्रिक है। उनकी समतल घूर्णक कुल्हाड़ी अत्यंत तेजी से त्वरण में सक्षम उच्च-टॉर्क AC सर्वोमोटर्स को नियोजित करती हैं।
SCARA रोबोट्स पर ऊर्ध्वाधर Z-अक्ष अपनी स्वयं की मोटर चुनौती प्रस्तुत करता है। कुछ डिजाइन इस अक्ष के लिए सर्वोमोटर-चालित पेंच ड्राइव का उपयोग करते हैं। अन्य लोगों ने रैखिक मोटर्स को अपनाया है जो पेंच ड्राइव की यांत्रिक जटिलता को समाप्त करते हैं।
कार्टेशियन और गैन्ट्री रोबोट्स: लागत प्रभावी सरलता
जटिलता स्पेक्ट्रम के दूसरे छोर पर, कार्टेशियन रोबोट्स और गैन्ट्री सिस्टम लागत-प्रभावशीलता और स्केलेबिलिटी को प्राथमिकता देते हैं। ये प्लेटफॉर्म आमतौर पर अपनी रैखिक कुल्हाड़ी के साथ बेल्ट या लीड-स्क्रू तंत्र चलाने वाली स्टेपर या सर्वोमोटर्स को नियोजित करते हैं। हालांकि वे संहत भुजाओं की चपलता की कमी करते हैं, उनकी सीधी मोटर आवश्यकताएं कम खरीद और रखरखाव लागत में अनुवाद करती हैं।
स्टेपर मोटर्स कार्टेशियन सिस्टम में उन अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय रहते हैं जहां पूर्ण स्थिति आलोचनात्मक नहीं है। अधिक उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता होने पर, एनकोडर फीडबैक के साथ सर्वोमोटर्स बंद-लूप नियंत्रण प्रदान करते हैं।
सहयोगी रोबोट्स: जहां अभिसरण होता है
शायद सबसे दिलचस्प मोटर डिजाइन प्रवृत्ति औद्योगिक और सहयोगी रोबोट आर्किटेक्चर के बीच अभिसरण है। सहयोगी रोबोट्स, या कोबोट्स, मूल रूप से मौलिक रूप से अलग मशीनें थीं — हल्के, धीमे और अंतर्निहित रूप से सुरक्षित। लेकिन जैसे-जैसे फ्रेमलेस मोटर तकनीक परिपक्व हुई, कोबोट्स की यांत्रिक आर्किटेक्चर औद्योगिक छह-अक्ष रोबोट भुजाओं की तरह बन गई।
आधुनिक कोबोट्स औद्योगिक रोबोट्स के समान फ्रेमलेस ब्रशलेस मोटर्स और स्ट्रेन-वेव गियरिंग का उपयोग करते हैं, लेकिन अतिरिक्त सेंसर और अनुपालन सुविधाओं के साथ। यह अभिसरण मतलब है कि एक कोबोट मोटर अनिवार्य रूप से एक औद्योगिक मोटर है जिसमें बेहतर संवेदना है।
उभरती मोटर तकनीकें
आगे देखते हुए, अक्षीय-प्रवाह और पैनकेक-प्रकार की मोटर निर्माण हल्के अनुप्रयोगों के लिए कर्षण प्राप्त कर रहे हैं। ये डिजाइन असाधारण रूप से कम प्रोफाइल और कम जड़ता प्रदान करते हैं, जो रोबोटिक कलाई जोड़ों और एंड-इफेक्टर्स के लिए आदर्श है। सर्जिकल रोबोट्स और निरीक्षण सिस्टम ये मोटर कॉन्फ़िगरेशन के प्रारंभिक अपनाने वाले हैं।
मशीन लर्निंग का मोटर नियंत्रण प्रणालियों के साथ एकीकरण एक और सीमा प्रतिनिधित्व करता है। मोटर प्रदर्शन डेटा में अनुकूलनीय एल्गोरिदम लागू करके, रोबोट्स पहनने, तापमान परिवर्तन और लोड भिन्नताओं की वास्तविक समय में मुआवजा करना सीख सकते हैं। यह सॉफ्टवेयर-हार्डवेयर एकीकरण मोटर और इसे नियंत्रित करने वाली बुद्धिमत्ता के बीच की रेखा को धुंधला करता है।
यह लेख Robot Report की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
