د همکار روبوټونو د مدغم ګډ موټرو کنټرول په اړه څیړنه

۱.۱ د څېړنې پس منظر

د ساینس او ​​ټیکنالوژۍ د چټک پرمختګ سره،هوښیار وړتیاوېد پرمختګ دوام، د صنعتي پرمختګ په برخه کې سمارټ تولید یو غالب رجحان ګرځوي. د مثال په توګه، د چین د اطلاعاتو صنعت وزارت لخوا خپاره شوي معلومات ښیې چې کورني سمارټ تولید په 2023 کې د 11.6٪ د پام وړ وده ترلاسه کړه - دا په دې برخه کې د هیواد دوامداره هڅو او ټیکنالوژیکي نوښت شاهدي ده. سربیره پردې، د سمارټ تولیدي تصدیو ترمنځ د نوښتونو شمیر د پام وړ لوړ شوی، چې د لوړ پای تجهیزاتو تولید، پرمختللي موادو، او چاپیریالي ټیکنالوژیو په څیر سکتورونو کې شامل دي، چې د صنعت ژوند او ژور بدلون منعکس کوي. دې رجحان نه یوازې د دودیزو تولیدي تولید میتودونو کې انقلاب راوستی دی بلکه صنعتي لوړول یې هم ګړندي کړي دي، چې موثریت او کیفیت دواړه لوړوي. په زیاتیدونکي توګه، اتومات تولید لینونه او صنعتي روبوټونه د انسان کار ځای نیسي.

د پرمختګ سرههوښیار تولیدي دوره، د صنعتي روبوټونو خورا اتومات او هوښیار ټیکنالوژیکي ځانګړتیاوې د تولیدي صنعت د لوړ دقت، عملیاتي اسانتیا، او د تولید پروسو کې انعطاف لپاره د مخ په زیاتیدونکي غوښتنو سره په بشپړ ډول سمون لري. دې کار د تولید په برخه کې د دوی اهمیت لوړ کړی، دوی د صنعتي بدلون او لوړولو لپاره یو مهم ځواک ګرځولی دی. همکار روبوټونه - صنعتي وسایل چې د ماشین څخه ماشین او د انسان روبوټ همکارۍ دواړه ترلاسه کولو توان لري - د دوی د خپلواک چلند او همکارۍ وړتیاو له امله د روبوټیک څیړنې کې د کلیدي تمرکز په توګه راڅرګند شوي، دوی په راتلونکي صنعتي روبوټیکونو کې د غالب رول لوبولو لپاره موقعیت لري. په همکارۍ روبوټ ټیکنالوژۍ کې، د سرو موټرو فعالیت میټریکونه - په شمول د تورک غبرګون سرعت، د تورک دقت، د موقعیت دقیقیت، د بریښنا مصرف، او د تودوخې ثبات - په مستقیم ډول د روبوټ د حرکت موثریت، ثبات، او دقت ټاکي. د روبوټونو د بریښنا کور په توګه، د سرو سیسټمونو فعالیت په جدي توګه د حرکت دقیقیت او اعتبار اغیزه کوي. د پام وړ، د ګډ سرو موټرو د موقعیت دقت ترلاسه کولو کې مهم رول لوبوي. یو غوره ګډ سرو موټور د پیچلو دندو په جریان کې دقیق موقعیت او مستحکم حرکت ډاډمن کوي، په دې توګه عملیاتي موثریت لوړوي او غلطۍ کموي.

"د روبوټ صنعت پراختیا لپاره څوارلسم پنځه کلن پلان" د هوښیار مدغم روبوټیک بندونو په اړه د څیړنې په پرمختګ ټینګار کوي، چې دا ډول بندونه په ځانګړي ډول د همکار روبوټونو لپاره مناسب دي. د دوی خورا مدغم ډیزاین مفهوم د بنسټیز عمل کونکي، سینسرونه، او ډرایورونه په مستقیم ډول په بند کې شاملوي، هر بند په یو خپلواک کنټرول واحد بدلوي. د داخلي جوړښت او ترتیب غوره کولو سره، د ویشل شوي کنټرول جوړښت د مختلفو سیسټم کچو ترمنځ د کیبلونو شمیر د پام وړ کموي، په دې توګه د ساتنې لګښتونه کموي او ټولیز اعتبار لوړوي. ماډلر ډیزاین د اسانه ګډو بدلولو او ساتنې اسانتیا هم برابروي، د همکارۍ روبوټونو د بازار سیالۍ ته د پام وړ وده ورکوي.

دد همکارۍ روبوټونو مفهومدا لومړی ځل په ۱۹۹۶ کال کې معرفي شو، چې د ډیزاین فلسفې یې د تولید په لیکو کې د روبوټونو او انسانانو ترمنځ د همغږۍ عملیاتو فعالولو سره دودیز روبوټیکونو کې انقلاب راوست. دا همکاري تګلاره نه یوازې د روبوټونو موثریت او دقت څخه ګټه پورته کوي بلکه د انسان استخبارات او انعطاف هم مدغم کوي، عملیاتي موثریت او روانیتوب لوړوي. د دودیزو صنعتي روبوټونو په پرتله، همکاري روبوټونه ځانګړي ځانګړتیاوې ښیې، چې ځانونه د روبوټیک په ساحه کې د پام وړ فرعي کټګورۍ په توګه رامینځته کوي. د دوی فزیکي جوړښتونه او کنټرول سیسټمونه دواړه د پام وړ بدلونونه راغلي دي. دودیز صنعتي روبوټونه - لکه د روبوټیک بازو ترتیبونه چې په شکل ۱ کې ښودل شوي - په عمده توګه د پالیټ کولو، موادو اداره کولو، ویلډینګ، او لیزر پرې کولو غوښتنلیکونو کې کارول کیږي. پداسې حال کې چې دا روبوټونه لوړ سختۍ، ساختماني ثبات، او قوي بار وړلو ظرفیت لري، دوی محدودیتونه هم وړاندې کوي: نسبتا لوی اندازه او ډله، د پام وړ حرکت انرژیا، د ضعیف انعطاف سره لوی ډیزاینونه، او د خورا چټک اسمبلۍ دندو ترسره کولو توان نلري. سربیره پردې، د دوی د پام وړ انرژیا حرکت او د لوړ سرعت حرکتونه د دوی عملیاتي شعاع دننه پرسونل ته د پام وړ خوندیتوب خطرونه رامینځته کوي، چې په تړلو تړلو سیمو کې عملیاتو ته اړتیا لري.

شکل ۱: دودیز صنعتي روبوټیک وسلې او همکار روبوټونه

ګډ روباټونه په ګډو ځایونو کې د انسانانو سره په ورته وخت کې عملیات فعالوي او د همکارۍ زونونو کې نږدې واټن تعامل اسانه کوي. د دودیزو روباټیک وسلو په پرتله، ګډ روباټونه معمولا په خپل پای کې تر 20 کیلوګرامه پورې اعظمي بار لري، د عملیاتي حد سره چې د انسان د لاس د لاسرسي سره پرتله کیدی شي. د دوی جوړښت د دودیزو صنعتي روباټیک وسلو په پرتله ساده دی چې پیچلي لیږد میکانیزمونه لري، پداسې حال کې چې حساس ځواک فیډبیک، سپک وزن انعطاف، او قوي ادراک وړتیاوې وړاندې کوي. دا ځانګړتیاوې دوی ته اجازه ورکوي چې د انسانانو د تعاملاتو پرمهال په متحرک ډول ځواک تنظیم کړي، په مؤثره توګه د تاوتریخوالي زیان مخه ونیسي. په پایله کې، ګډ روباټونه کولی شي په خوندي ډول د انسانانو سره همکاري وکړي ترڅو د دودیزو خوندیتوب خنډونو ته اړتیا پرته دندې بشپړې کړي.

همکار روبوټونه د انسانانو سره په مستقیم تماس عملیاتو کې ښکیل دي؛ له همدې امله، د انسانانو او روبوټ په همکارۍ کې خوندیتوب یوه لازمي اړتیا ده. دا اړینه ده چې د عملیاتي ځواک او گردش تورک په کلکه کنټرول شي پداسې حال کې چې تخنیکي اقدامات لکه د اوسني کنټرول، د تورک کنټرول، د تماس سینسرونه، او د ټکر کشف کارول کیږي ترڅو پرسونل ته زیان ونه رسوي. د روبوټونو هوښیار ډرایو کنټرول سیسټمونه د خوندیتوب مدیریت لپاره نور اصلاح ته هم اړتیا لري، چې د متحرک محاسبو او څارونکي پر بنسټ ماډلینګ له لارې د تطبیق وړ اسانه کنټرول فعالوي.

په یوه وروستۍ څیړنه کې، د روبوټکس نړیوال فدراسیون (IFR) روښانه کړه چې د راتلونکي روبوټ پراختیا به په عمده توګه د سادګۍ، د کارونې اسانتیا، انعطاف او خوندي همکارۍ په لور رجحانات وښيي. صنعتي روبوټونه به په تدریجي ډول د اتوماتیک او استخباراتو لوړې کچې ترلاسه کړي؛ د دوی د کاروونکي دوستانه ډیزاین به عملیاتي خنډونه کم کړي، ډیرو تصدیو ته به دا توان ورکړي چې په اسانۍ سره د تولید موثریت لوړولو لپاره د روبوټیک ټیکنالوژۍ څخه ګټه پورته کړي. په ورته وخت کې، د انعطاف او خوندي همکارۍ وړتیاو لرونکي ډیزاینونه به روبوټونو ته دا وړتیا ورکړي چې د متنوع او پیچلي تولید چاپیریال سره ښه تطابق وکړي، د انسان-روبوټ همکارۍ اسانه کړي او د صنعتي تولید هوښیار او مؤثر پرمختګ ته وده ورکړي.

شکل ۲: د همکار روبوټ کاري ساحه

۱.۲ د څېړنې اهمیت

په اوسني همکار روبوټیک بازار کې، د آزادۍ اووه درجې روبوټونه د دوی د پراخ عملیاتي حد او انعطاف لپاره غوره ګڼل کیږي. دا روبوټونه د آزادۍ بې ځایه درجې چمتو کوي، چې د صنعتي اتوماتیک او سمارټ تولید لپاره لوی ظرفیت وړاندې کوي. د آزادۍ هره درجه د روبوټیک ګډ له لارې ترلاسه کیږي، کوم چې د روبوټیک فعالیت په ټاکلو کې د یو مهم فاکتور په توګه کار کوي. څلور لوی تولیدونکي - FANUC، ABB، Yaskawa، او KUKA - هر یو په خپلو دودیزو صنعتي روبوټیک وسلو کې د لیږد جلا سیسټمونه کاروي؛ په هرصورت، دوی په اصل کې د سرو موټرو څخه کار اخلي چې د بیول ګیرونو، سپور ګیرونو، یا همغږي بیلټونو سره جوړه شوي ترڅو د گردش لپاره بندونو ته بریښنا لیږدوي. د لیږد دا میتودونه د روبوټیک بندونو اندازه محدودوي. پداسې حال کې چې د لوړ دقت ترلاسه کول ممکن دي، کوچنی کول لاهم ننګونکي پاتې دي. لکه څنګه چې په شکل 3 کې ښودل شوي، دودیز صنعتي روبوټونه د بهرني کنټرول کابینې ته اړتیا لري چې د موټرو سرو ډرایوونه لري، ډیری تارونه هر موټر کابینې سره وصل کوي، په دې توګه د کنټرول سیسټمونو انعطاف منونکي ځای پرځای کول محدودوي.

شکل ۳ دودیز صنعتي روبوټ او کنټرول کابینه

د صنعتي روبوټیک وسلو دودیز ګډ تشکیلات نور د همکارۍ روبوټونو اړتیاوې نشي پوره کولی، دې بندونو د نوي ډیزاین فلسفې په ګټه دودیز لیږد میکانیزمونه پریښودل. دا طریقه د کنټرولر، سرو ډرایور، او موټرو په یوځای کولو سره د سپک وزن، ټیټ ولټاژ، او خورا مدغم سیسټمونو ترلاسه کولو باندې تمرکز کوي، چې پخپله په ګډه کې، د بریښنایی اړیکو سره هم په داخلي توګه پلي کیږي. یوازې د کنټرول انٹرفیسونو لږترلږه شمیر په بهر کې ښکاره کیږي، بهرني تارونه ساده کوي او د انجینرۍ پیچلتیا کموي. دا ډول ډیزاین د مدغم ګډ په نوم یادیږي.

د همکارۍ روبوټ جوڑوں کې د اوسني پراختیا اړتیاو او رجحاناتو ته په پام سره، د سپک وزن، ټیټ ولټاژ، خورا مدغم، او لوړ فعالیت مدغم همکار روبوټ جوڑوں ډیزاین کول په ځانګړي ډول خورا مهم دي. دا ډول مدغم جوڑوں د ګډ حرکت لپاره اړین ټول اړین اجزا شاملوي - پشمول د عمل کونکي، کنټرولر، ډرایور، او سینسرونه - او کولی شي په خپلواکه توګه د یو واحد ماډل په توګه کار وکړي. کله چې د ساده بریښنا او کنټرول بسونو له لارې اصلي کنټرولر یا نورو ماډلونو سره وصل شي، دا خورا همغږي مګر ټیټ جوړه ډیزاین د همکارۍ روبوټونو د پیمانه کولو وړتیا د پام وړ لوړوي. د دې مدغم ماډلر جوڑوں په کارولو او د مناسب اندازې روبوټیک وسلو او پای اغیز کونکو سره د یوځای کولو سره، د مختلفو اړتیاو سره سم جوړ شوي همکار روبوټونه په اسانۍ سره راټول کیدی شي.

شکل ۴ د ماډولر جوائنټ سکیماتیک ډیاګرام

د همکار روبوټونو او د هغوی د سرو کنټرول سیسټمونو لپاره د مدغم شویو بندونو په اړه څیړنه د همکار روبوټیکونو پرمختګ لپاره د پام وړ اهمیت لري. د دې مدغم شویو بندونو اصلي ټیکنالوژي دوه کلیدي برخې لري: هارمونیک کمونکي او د ګډ موټرو ډرایو کنټرول سیسټمونه د دوی اړوند کنټرول الګوریتمونو سره. د ژیکسین ډرایو ټیکنالوژي (شیجیاژوانګ) شرکت لمیټډ د همکار روبوټونو لپاره د ګډ موټرو ډرایو کنټرول سیسټمونو په اړه خپلې څیړنې تمرکز کوي، د ګډ موټرو ډرایو او کنټرول میکانیزمونو ژورې مطالعې ترسره کوي. شرکت د خورا هوښیار مدغم شوي روبوټ ګډ موټرو محصولاتو لړۍ رامینځته کوي چې د همکار روبوټ بندونو لپاره ډیر انعطاف منونکي او باوري کنټرول وړتیاوې فعالوي، پداسې حال کې چې مهم ځانګړتیاوې لکه د ځان ادراک، هوښیار پریکړه کول، مهارت لرونکی اجرا کول، او دقیق کنټرول شاملوي - پدې توګه د سمارټ تجهیزاتو پراختیا غوښتنې پوره کوي.

۲ په کورني او نړیوال کچه د څیړنې اوسنی حالت

په ۱۹۵۶ کال کې، امریکایی فزیک پوه جو اینګلبرګر او اختراع کوونکي جورج دیول د یونیمیشن په نوم د روبوټیک شرکت تاسیس کړ، چې په ۱۹۵۹ کال کې یې د نړۍ لومړی صنعتي روبوټ - یونیمیټ - په بریالیتوب سره جوړ کړ.

جنرال موټرو په لومړي ځل په ۱۹۶۱ کال کې په خپل نیو جرسي تاسیساتو کې روبوټونه په صنعتي تولید کې ځای پر ځای کړل. په ۱۹۶۹ کال کې، جاپان د یونیمیشن څخه روبوټونه معرفي کړل، وروسته یې په ترتیب سره په جاپان او انګلستان کې د روبوټ جوړولو عملیاتو لپاره کاواساکي هیوی انډسټریز او د انګلستان میشته KUKAI کارپوریشن ته د ټیکنالوژۍ جواز ورکړ. د جاپان د موټرو صنعت پرمختګ سره، د روبوټونو زیاتیدونکي شمیر په تولید کې د انساني کار ځای نیولی دی، چې په بشپړ ډول یې خپل عملي ارزښت ښودلی دی. په پایله کې، جاپان د صنعتي روبوټیک پراختیا باندې زیاتیدونکی ټینګار کړی دی. د کاواساکي هیوی انډسټریز سره د روبوټ ټیکنالوژۍ په منلو کې مخکښ په توګه پیل کول، د FANUC او Yaskawa په څیر د نړۍ مشهور روبوټیک شرکتونو راڅرګندیدو وروسته، جاپان یو له هغو هیوادونو څخه شو چې په نړیواله کچه د عصري روبوټیک ټیکنالوژیو ماسټري کوي.

په ۱۹۷۳ کال کې، د جرمني شرکت KUKA د یونیمیټ روبوټ تعدیل کړ ترڅو د آزادۍ لومړی شپږ درجې روبوټ، فامولس، چې د بریښنایی موټرو لخوا پرمخ وړل کیږي، جوړ کړي. په ۱۹۷۴ کال کې، ASEA (د ABB مخکینی)، د سویډن عمومي بریښنا شرکت، د نړۍ لومړی بشپړ بریښنایی روبوټ، IRB 6، چې د مایکرو پروسسر لخوا کنټرول کیږي، رامینځته کړ، چې د روبوټیک استخباراتو ته د پام وړ وده ورکوي. په ۱۹۷۸ کال کې، د متحده ایالاتو میشته یونیمیشن شرکت خپل PUMA صنعتي روبوټ په پراخه کچه د جنرال موټرو په اسمبلۍ لاینونو کې ځای په ځای کړ، چې د صنعتي روبوټونو عملي والی او ارزښت یې نور هم وښود او د صنعتي روبوټیک ټیکنالوژۍ بشپړ بلوغ یې په نښه کړ، په دې توګه د راتلونکو ټیکنالوژیکي پرمختګونو لپاره یو قوي بنسټ کېښود.

د صنعتي روبوټیکونو د پراختیا له څلورو لسیزو څخه زیات وخت کې، ټیکنالوژیکي پرمختګونه دوامداره وو. په هرصورت، د خوندیتوب په پام کې نیولو سره، روبوټونه معمولا په ځانګړو کاري سټیشنونو کې نصب شوي او د ساتونکو لخوا جلا شوي، چې دوی په ورته ځای کې د انسانانو سره څنګ په څنګ کار کولو څخه مخنیوی کوي. دا دودیز ترتیب د انسان او روبوټ همکاري محدودوي، چې د ریښتینې اغیزمنې همکارۍ عملیات ترلاسه کول ستونزمن کوي. د ډیری هڅو او سپړنو سره سره، د صنعتي روبوټیکونو په برخه کې د انسان او روبوټ خوندي همکارۍ ترلاسه کول یوه لویه ننګونه پاتې ده.

دا تر ۲۰۰۵ کال پورې نه وه چې د اروپايي ټولنې لخوا تمویل شوې یوې لویې پروژې د همکارۍ روبوټونو مفهوم معرفي کړ. دې نوښت مخکښ صنعتي روبوټیک شرکتونه لکه ABB، KUKA، Reis، Comau، او Gudel سره راټول کړل ترڅو په ګډه یو ارزانه، کمپیکټ، او انعطاف منونکی روبوټ رامینځته کړي چې په ځانګړي ډول د کوچنیو او منځنیو تصدیو لپاره ډیزاین شوی، چې موخه یې د کارګرانو د بهر سرچینې تکیه کمول دي. دې پروژې په څرګنده توګه د انسان او روبوټ همکارۍ وړتیا روښانه کړه، د همکارۍ روبوټونو مفکورې لپاره یو قوي بنسټ کیښود.

لومړني همکار روبوټونه په عمده توګه د دودیزو صنعتي روبوټونو تعدیلات او غوښتنلیکونه وو، پرته له دې چې په بنسټیز ډول د دوی ډیزاین فلسفه یا عملیاتي طریقې بدلې کړي. په 2005 کې د خپل تاسیس راهیسې، یونیورسل روبوټونه د همکار روبوټونو پراختیا ته وقف شوي چې د انساني کارګرانو سره په خوندي ډول کار کولو توان لري. په 2009 کې، شرکت UR5 - د نړۍ لومړی همکار روبوټ - پیل کړ چې د دې دورې پیل یې په نښه کړ. وروسته، ریتینک دوه ګونی لاس بایکسټر او نوی واحد لاس ساویر روبوټ معرفي کړ، په تدریجي ډول یې د صنعتي روبوټیکونو دننه د پیژندل شوي او منل شوي ډسپلین په توګه همکار روبوټیکونه رامینځته کړل. دې پرمختګ د راتلونکي صنعتي اتوماتیک او هوښیار پرمختګ لپاره نوي بصیرتونه او لارښوونې چمتو کړې.

شکل ۵: د UR5 روبوټ او ساویر بیکسټر روبوټ

د سیاسون روبوټ شرکت، چې د چین د علومو اکاډمۍ د شین یانګ د اتوماتیک انسټیټیوټ سره تړاو لري، لومړی ځل د ۲۰۱۵ کال په نومبر کې په صنعتي نندارتون کې د چین د پرمختللي ټیکنالوژیکي کچې استازیتوب کوونکی اوه محوره انعطاف منونکی همکار روبوټ نندارې ته وړاندې کړ. له هغه وخت راهیسې، د لوشي او آوبو په څیر ډیری کورني همکار روبوټ ماډلونه په تدریجي ډول پیژندل شوي دي.

د روبوټیک بندونو په اړه، د همکار روبوټیک بندونو او دودیزو درنو صنعتي روبوټونو ترمنځ لومړنی توپیر د دوی "انعطاف" کې دی. دا انعطاف د ټیټ میخانیکي سختۍ، کم شوي انرشیا، او د تورک احساس کولو وړتیا له لارې څرګندیږي. اوس مهال، د ګډ انعطاف چې په همکار روبوټیک وسلو کې کارول کیږي په عمده توګه د دقیق موقعیت کنټرول او تورک کنټرول څخه رامینځته کیږي.

شکل ۶ د ګډ روبوټونو کې د مدغم شوي ګډ ځانګړی جوړښت

د اوسنیو څیړنو یوه کتنه ښيي چې د چین د روباټیک پرمختګ د متحده ایالاتو او جاپان په څیر هیوادونو په پرتله وروسته پیل شو. د همکار روباټونو څیړنه لاهم د موجوده نړیوالو محصولاتو څخه د پام وړ وروسته پاتې ده، چې مهم خنډونه یې په هارمونیک کموونکي او د ګډ موټرو ډرایو کنټرول سیسټمونو کې دي. کورني همکار روباټونه اوس مهال د ګډ کنټرول وړتیاو کې د ښه والي لپاره د پام وړ ځای لري، په ځانګړې توګه د کنټرول دقت او هوښیار کنټرول له پلوه. سربیره پردې، د نړیوال روباټیک څیړنې رجحانات ښیي چې خوندیتوب، انعطاف، او هوښیارتیا د ټیکنالوژیکي پرمختګ غالب ځانګړتیاوې دي. د روباټیک بندونه د لوړ مدغم ډرایو کنټرول سیسټمونو او لوی استخباراتو په لور وده کوي. که څه هم د همکار روباټیک بندونه د دودیز مرکزي کنټرول څخه ویشل شوي ډرایو کنټرول معمارۍ ته لیږدول شوي، دوی اوس مهال یوازې د موټرو پرمخ وړل شوي کړنې ترسره کوي، د خپلواک درک، هوښیار پریکړې کولو، او هوښیار اجرا کولو وړتیا نلري - چې پایله یې د استخباراتو نسبتا ټیټه کچه ده. د هوښیار روباټیک سیسټمونو لپاره د غوښتنې پراخولو لپاره د پام وړ ظرفیت پاتې دی.