जब आप किसी औद्योगिक रोबोट के बारे में सोचते हैं, तो आपके दिमाग में क्या आता है?

इन जैसे आर्टिकुलेटेड रोबोट्स को कार कंपनियों के विज्ञापनों और रोबोट डांस सीक्वेंस के कारण व्यापक रूप से पहचाना जाता है। SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) रोबोट्स भी 1980 के दशक की शुरुआत से कारखानों में इनके उपयोग और प्रसार के कारण काफी प्रसिद्ध हैं। ये दोनों रोबोट्स – आर्टिकुलेटेड और SCARA – रैखिक और घूर्णी गति को संयोजित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप जटिल कार्यों के लिए गतिशीलता मिलती है। आर्टिकुलेटेड रोबोट्स मानव भुजा के समान होते हैं, जिनमें गति के छह अक्ष होते हैं – तीन स्थानान्तरणीय (रैखिक) और तीन घूर्णी (जैसे आपका कंधा, कोहनी और कलाई)। SCARA रोबोट्स में गति के चार अक्ष होते हैं – X, Y, Z और थीटा (कुछ हद तक आपकी भुजा की तरह, यदि आपका कंधा स्थिर हो)।

लोकप्रिय संस्कृति में कम प्रचलित, लेकिन पैकेजिंग से लेकर सेमीकंडक्टर निर्माण तक के औद्योगिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कार्टेशियन रोबोट हैं। जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, ये रोबोट तीन कार्टेशियन अक्षों – X, Y और Z – पर कार्य करते हैं, हालांकि इनमें अंतिम छोर पर उपकरण लगाने के लिए थीटा अक्ष भी शामिल हो सकता है। आर्टिकुलेटेड और SCARA रोबोटों की तुलना में कम आकर्षक होने के बावजूद, कार्टेशियन रोबोट कहीं अधिक बहुमुखी हैं, अपने आकार के हिसाब से इनकी भार वहन क्षमता अधिक होती है और कई मामलों में इनकी सटीकता भी बेहतर होती है। ये अत्यधिक अनुकूलनीय भी हैं, क्योंकि उत्पाद या अनुप्रयोग की बदलती आवश्यकताओं के अनुरूप अक्षों को अपेक्षाकृत कम पुनर्गठन के साथ अपग्रेड या बदला जा सकता है।

हालांकि, कार्टेशियन रोबोट अपनी स्वाभाविक कैंटिलीवर डिज़ाइन के कारण सीमित होते हैं, जिससे उनकी भार वहन क्षमता सीमित हो जाती है। यह विशेष रूप से तब लागू होता है जब सबसे बाहरी (Y या Z) अक्ष की स्ट्रोक लंबाई अधिक होती है, जिससे सहायक अक्षों पर भारी मोमेंट लोड उत्पन्न होता है। ऐसे मामलों में जहां लंबी स्ट्रोक और उच्च भार की आवश्यकता होती है, गैन्ट्री रोबोट सबसे अच्छा समाधान है।

कार्टेशियन से गैन्ट्री तक:

गैन्ट्री रोबोट, कार्टेशियन रोबोट का एक संशोधित रूप है, जिसमें कार्टेशियन रोबोटों में पाए जाने वाले एकल आधार अक्ष के बजाय दो X (या आधार) अक्षों का उपयोग किया जाता है। अतिरिक्त X अक्ष (और कभी-कभी अतिरिक्त Y और Z अक्ष) रोबोट को अधिक भार और बल संभालने में सक्षम बनाते हैं, जिससे वे भारी पेलोड या पुर्जों की लोडिंग और अनलोडिंग के लिए आदर्श बन जाते हैं। प्रत्येक अक्ष एक लीनियर एक्चुएटर पर आधारित होता है, चाहे वह OEM या इंटीग्रेटर द्वारा असेंबल किया गया "स्वनिर्मित" एक्चुएटर हो या किसी लीनियर मोशन कंपनी का पूर्व-असेंबल किया हुआ एक्चुएटर हो। इसका अर्थ है कि उच्च गति, लंबे स्ट्रोक, भारी पेलोड और उच्च स्थिति सटीकता के किसी भी संयोजन के लिए लगभग असीमित विकल्प उपलब्ध हैं। कठोर वातावरण या कम शोर जैसी विशेष आवश्यकताओं को आसानी से शामिल किया जा सकता है, और यदि एप्लिकेशन को एक साथ लेकिन स्वतंत्र प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, तो क्षैतिज अक्षों को कई कैरिज का उपयोग करके लीनियर मोटर्स के साथ बनाया जा सकता है।

गैन्ट्री रोबोट आमतौर पर कार्य क्षेत्र के ऊपर लगाए जाते हैं (इसलिए इन्हें "ओवरहेड गैन्ट्री" कहा जाता है), लेकिन यदि कोई भाग ऊपर से संभालने के लिए उपयुक्त नहीं है, जैसा कि सौर सेल और मॉड्यूल के मामले में होता है, तो गैन्ट्री को भाग के नीचे से काम करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। और हालांकि गैन्ट्री रोबोट को आमतौर पर बहुत बड़े सिस्टम के रूप में देखा जाता है, वे छोटे, यहां तक ​​कि डेस्कटॉप आकार की मशीनों के लिए भी उपयुक्त हैं। चूंकि एक गैन्ट्री रोबोट में दो X, या आधार, अक्ष होते हैं, इसलिए Y और Z अक्षों द्वारा प्रस्तुत मोमेंट लोड, साथ ही कार्यशील पेलोड, X अक्षों पर बलों के रूप में हल किए जाते हैं। इससे सिस्टम की कठोरता में काफी वृद्धि होती है, और अधिकांश मामलों में यह अक्षों को समान कार्टेशियन रोबोट की तुलना में लंबी स्ट्रोक लंबाई और उच्च गति प्रदान करने की अनुमति देता है।

जब दो अक्ष समानांतर होते हैं, तो आमतौर पर उनमें से केवल एक को ही मोटर द्वारा संचालित किया जाता है, ताकि दोनों के बीच गति में थोड़े असंतुलन के कारण होने वाली रुकावट को रोका जा सके। दोनों अक्षों को संचालित करने के बजाय, मोटर की शक्ति को दूसरे अक्ष तक पहुँचाने के लिए एक कनेक्टिंग शाफ्ट या टॉर्क ट्यूब का उपयोग किया जाता है। कुछ मामलों में, दूसरा अक्ष एक "आइडलर" या फॉलोअर हो सकता है, जिसमें भार को सहारा देने के लिए एक रैखिक गाइड होता है, लेकिन कोई ड्राइव तंत्र नहीं होता। दूसरे अक्ष को संचालित करना है या नहीं और कैसे करना है, यह निर्णय दोनों अक्षों के बीच की दूरी, त्वरण की दर और उनके बीच के कनेक्शन की कठोरता पर निर्भर करता है। अक्षों के एक जोड़े में से केवल एक को संचालित करने से सिस्टम की लागत और जटिलता भी कम हो जाती है।

कार्टेशियन या गैन्ट्री रोबोट का आकार निर्धारित करना, SCARA या आर्टिकुलेटेड रोबोट (जिनका आकार आमतौर पर तीन मापदंडों - पहुंच, गति और सटीकता - के आधार पर निर्धारित किया जाता है) की तुलना में अधिक जटिल होता है। हालांकि, निर्माताओं ने पिछले कुछ वर्षों में पूर्व-कॉन्फ़िगर किए गए सिस्टम और ऑनलाइन टूल, जैसे कि रेक्सरोथ का EasySelect कॉन्फ़िगरेटर या एडेप्ट का 3D लीनियर मॉड्यूल बिल्डर, उपलब्ध कराकर इस प्रक्रिया को आसान बना दिया है। ये टूल उपयोगकर्ता को अक्षों की दिशा और आकार के साथ-साथ बुनियादी स्ट्रोक, लोड और गति मापदंडों को निर्दिष्ट करने की सुविधा देते हैं। कार्टेशियन और गैन्ट्री रोबोट निर्माताओं द्वारा डाउनलोड करने योग्य सीएडी फाइलें भी एक मानक पेशकश हैं, जिससे उन्हें स्कारा और आर्टिकुलेटेड रोबोट की तरह ही डिजाइन या वर्कफ़्लो लेआउट में एकीकृत करना आसान हो जाता है। जबकि आर्टिकुलेटेड और स्कारा रोबोट आसानी से पहचाने जाते हैं, और कार्टेशियन रोबोट व्यापक रूप से तैनात हैं, गैन्ट्री डिजाइन लोड, गति, पहुंच और दोहराव में उनकी अंतर्निहित सीमाओं को दूर करता है, साथ ही अनुकूलन और लचीलेपन का एक बेजोड़ स्तर प्रदान करता है। संक्षेप में, गैन्ट्री रोबोट पेलोड और स्ट्रोक का सर्वोत्तम संयोजन प्रदान करते हैं।