रोबोट पोजिशनिंग सिस्टम वेयरहाउस, एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव सुविधाओं में लंबे ट्रैक हैं जो एक रोबोट को कई कार्यों को करने देते हैं। जिसे रोबोट-ट्रांसफर इकाइयाँ या आरटीयू या 7 वीं-अक्ष सिस्टम भी कहा जाता है, ये मोशन डिज़ाइन असेंबली, बड़े पैमाने पर वेल्डिंग और वेयरहाउसिंग के लिए तेजी से आम हैं।

ठेठ सेटअप के विपरीत, जिसमें एक रोबोट एक फर्श पर बोल्ट करता है, आरटीयू काम-कोशिकाओं और कारखानों के माध्यम से रोबोट को स्थानांतरित करता है और उन्हें स्टेशनों के बीच शटल करता है। आरटीयू के लिए सबसे अच्छा सेटअप वे हैं जो सिर्फ बनाए जा रहे हैं या जहां प्रक्रियाओं और संबंधित मशीनों को एक सीधी पंक्ति में रखा जा सकता है। जहां RTU छह-अक्ष रोबोटों को स्थानांतरित करता है, रैखिक पटरियों को कभी-कभी सातवें अक्ष भी कहा जाता है (या कम आमतौर पर, जब रोबोट में स्वयं सात डिग्री स्वतंत्रता होती है, आठवीं अक्ष)। जब ये ट्रैक एक फ्रेम का हिस्सा होते हैं, जिसमें फ्रेम भी शामिल हैं, जिसमें से रोबोट लटका हुआ है, तो वे गैंट्री हैं।

कोई फर्क नहीं पड़ता कि रोबोट या ट्रैक आकृति विज्ञान, अतिरिक्त अक्ष का बिंदु अनुवादात्मक गति को जोड़ना है। यह या तो काम के लिफाफे का विस्तार करता है या रोबोट परिवहन कार्य-टुकड़ों या उपकरणों को देता है। कुछ व्यवस्थाओं में, पूर्व एक रोबोट को कई मशीनों को चलाने देता है या पंक्तियों, या मशीन से बहुत बड़े घटकों को पिक करता है। उत्तरार्द्ध के लिए, सामान्य अनुप्रयोग पैकिंग, वेल्डिंग, प्लाज्मा-आर्क कटिंग, और अन्य यांत्रिक कार्यों के लिए हैं।

यहां हम RTUs के लिए ड्राइव विकल्पों पर ध्यान केंद्रित करते हैं। हालांकि, ध्यान दें कि इंजीनियरों को गाइड और बीयरिंग की एक सरणी (आमतौर पर सीएएम अनुयायियों या प्रोफ़ाइल गाइड के रूप में) के बीच भी तय करना होगा।

RTUs के लिए डिजाइन और ड्राइव विकल्प
हालांकि कुछ गैंट्री में रोबोट को उल्टा करने के लिए फ्रेमिंग शामिल है और ऊपर से मशीनों में बेहतर पहुंच के लिए उन्हें निलंबित कर दिया गया है, आरटीयूएस जो फर्श पर बोल्ट करता है और रोबोट को सीधा करता है वह सबसे आम है। इन आरटीयू में औसतन अधिक पेलोड होता है, जो रोबोट हथियार ले जाता है और हजारों पाउंड का वजन होता है।

इंजीनियर पूर्व-इंजीनियर आरटीयू खरीद सकते हैं या मोशन-सिस्टम विशेषज्ञता का उपयोग करके आरटीयू इन-हाउस का निर्माण कर सकते हैं। सबसे सरल रैखिक-ट्रैक जोड़े हैं जो प्लेटफार्मों को सहन करते हैं, जिसमें रोबोट बोल्ट होते हैं। हालांकि, कई ओईएम उन स्थितियों के लिए समर्पित इंटीग्रेटर्स को सूचीबद्ध करते हैं, जहां आरटीयू पर रोबोट उच्च-सटीक नौकरियों का प्रदर्शन करेंगे-उदाहरण के लिए, एक काटने का कार्य (जहां डिजाइन को कई अक्षों के आर्टिकुलेशन को सिंक्रनाइज़ करना होगा) या प्रसंस्करण के लिए विभिन्न मशीन टूल्स के माध्यम से कास्टिंग चलती है।

इंजीनियरिंग रोबोट-ट्रांसफर इकाइयों के लिए सबसे बड़ी चुनौती उन्हें उन रोबोट हथियारों के आर्टिकुलेशन के साथ सिंक्रनाइज़ करने के लिए प्रोग्रामिंग कर रही है जो वे ले जाते हैं। दूसरी सबसे बड़ी चुनौती कई मीटर से अधिक सटीक रैखिक गति को बनाए रखने के लिए आरटीयू मिल रही है।

लंबे स्ट्रोक के लिए भौतिक आवश्यकताओं को पूरा करना
कभी -कभी गति ओवरराइडिंग आरटीयू डिजाइन उद्देश्य है। यह विशेष रूप से सच है जब आरटीयू एक दो सौ फीट या उससे भी अधिक विशेष सेटअप में रोबोट लेता है। चलती रोबोट के संदर्भ में उच्च गति - कभी -कभी हथियारों का वजन हजारों पाउंड और उनके पेलोड -सापेक्ष है। हालांकि, कुछ आरटीयू 10 फीट/सेकंड से अधिक पर एक जी में त्वरण के साथ आगे बढ़ सकते हैं।

लेकिन अक्सर, सटीकता ओवरराइडिंग आरटीयू डिजाइन उद्देश्य है। एक आवेदन पर विचार करें जहां एक रोबोट मशीनिंग के साथ एक सहकारी कार्य-सेल में मदद करता है, उदाहरण के लिए। यहां, गति और रोबोट वर्क लिफाफे का विस्तार केवल तभी उपयोगी होता है जब आसपास के फ्रेमवर्क सटीकता को तंग कर सकते हैं। इस तरह के डिजाइनों को अक्सर 0.02 मिमी तक सटीकता की आवश्यकता होती है और ट्रैक आंदोलनों के दौरान 0.2 मिमी या तो दोहराव की स्थिति होती है।

इसके विपरीत, यदि कोई एप्लिकेशन उन अनुप्रयोगों के लिए एक रोबोट आर्म का उपयोग करता है जो पेस के माध्यम से अनुकूली नियंत्रण रखते हैं, लेकिन पूर्ण परिशुद्धता पर कम निर्भर हैं, तो अन्य सेटअप काम कर सकते हैं। यह एक रोबोट आर्म के साथ फिट किए गए मोबाइल वाहन का रूप भी ले सकता है - उदाहरण के लिए, शिपिंग कंटेनरों को उतारने के लिए।

कोई फर्क नहीं पड़ता कि सभी आरटीयू सेटअप के लिए डिजाइन, कम रखरखाव और लंबे जीवन महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे आमतौर पर एक से अधिक पौधों के कार्य और मशीनरी के कई अन्य टुकड़ों से जुड़े होते हैं। इसलिए, RTU डाउनटाइम अक्सर अन्य स्टेशनों को कमीशन से बाहर ले जाता है।

एकीकृत सुरक्षा भी महत्वपूर्ण है क्योंकि कई आरटीयू रोबोटिक्स को फील्ड के माध्यम से स्थानांतरित करते हैं, जो कि मशीन टूल्स या यहां तक ​​कि श्रमिकों जैसे महंगे उपकरण हैं - विशेष रूप से जहां वे विधानसभा कर्मियों के साथ क्षेत्रों के आसपास काम करते हैं।

RTU के लिए बेल्ट, शिकंजा और न्यूमैटिक्स
मिड-रेंज रैखिक दूरी को पार करने वाले रोबोट गंट्री अक्सर बेल्ट ड्राइव के साथ जोड़े गए मोटर्स का उपयोग करते हैं। ये अपेक्षाकृत सरल सिस्टम हैं जो एक बेल्ट के साथ तनाव पैदा करने और जल्दी से तेजी लाने के लिए इलेक्ट्रिक-मोटर-चालित पुलियों का उपयोग करते हैं। हालांकि, जब वे लंबे समय तक स्ट्रोक तक पहुंचते हैं, तो समस्याएं बेल्ट के साथ उत्पन्न हो सकती हैं यदि सिस्टम पूरी लंबाई पर तनाव को बनाए नहीं रख सकता है। स्पष्ट होने के लिए, समस्या पेलोड सीमा नहीं है। बल्कि, यह बेल्ट अनुपालन से खोई हुई गति का जोखिम है।

स्केलेबिलिटी कैवेट के अपवाद हैं। कुछ आरटीयू में, बेल्ट कुल्हाड़ियों (एक सामान्य ड्राइवशाफ्ट से संचालित) हार्मोनिक क्रैंक चलाते हैं। यहां, बेल्ट ड्राइव सही परिस्थितियों में लंबे समय तक स्ट्रोक रोबोट की स्थिति के लिए सटीकता बनाए रख सकते हैं। सबसे सफल बेल्ट-चालित आरटीयू बेल्ट-चालित सेटअप से अधिक सटीकता प्राप्त करने के लिए पूरक झुकाव में फ्रेमिंग और रैखिक पटरियों का उपयोग करते हैं। बेल्ट-चालित रेल एक्ट्यूएटर्स के साथ ऐसे कुछ आरटीयू, दर्जनों पैरों पर एक-टन रोबोट को स्थानांतरित करते हुए, ± 0.001 में दोहराव को पकड़ सकते हैं। यहाँ (सही रेल के लिए धन्यवाद) बेल्ट-चालित एक्ट्यूएटर्स आरटीयू के लिए बनाते हैं जो विकल्पों की तुलना में सस्ते और अधिक लचीले हैं।

सातवें अक्ष के लिए एक अन्य विकल्प एक Balscrew- चालित अक्ष है। यह सेटअप कंपन और स्प्रिंगिंग को संबोधित करता है जो बेल्ट ड्राइव में उत्पन्न हो सकता है। अनिवार्य रूप से एक निश्चित यांत्रिक तत्व सटीक रोक और स्थिति के लिए नियंत्रण बनाए रखता है।

Balscrews आम तौर पर रुक -रुक कर सपोर्ट्स की मदद से लगभग छह मीटर लंबे सेटअप में अच्छी तरह से काम करते हैं। लंबे समय तक कुल्हाड़ियों पर, मुख्य समस्या यह है कि शिकंजा उच्च गति पर कोड़ा, खासकर अगर उन्हें पर्याप्त समर्थन नहीं मिलता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बॉलस्क्रू शाफ्ट अपने वजन के नीचे झुकते हैं। फिर क्रिटिकल स्पीड (स्क्रू-शाफ्ट व्यास, स्ट्रेटनेस, संरेखण और असमर्थित लंबाई का एक कार्य) आंदोलन शाफ्ट प्राकृतिक आवृत्ति को उत्तेजित करता है। इसलिए अधिकतम गति कम हो जाती है क्योंकि बॉलस्क्रू की लंबाई बढ़ जाती है।

कुछ सेटअप असर वाले ब्लॉकों का उपयोग करते हैं जो एक साथ अलग और पतन करते हैं-और फिर लंबे समय तक व्हिप-फ्री एक्सटेंशन के लिए स्क्रू का समर्थन करते हैं और समर्थन करते हैं। हालांकि, अतिरिक्त-लंबे समय तक गेंदबाज-चालित पटरियों के लिए, निर्माताओं को कई शिकंजा (आमतौर पर वेल्डिंग के बजाय गोंद के साथ वेल्डिंग ज्यामिति से बचने के लिए) में शामिल होना चाहिए। अन्यथा, पेंच को व्हिप के मुद्दे को संबोधित करने के लिए एक अतिरिक्त-बड़े व्यास होना चाहिए। कुछ ऐसे बॉलस्क्रू-आधारित सेटअप से स्ट्रोक 10 मीटर तक पहुंचते हैं और 4,000 आरपीएम तक चलते हैं। एक और चेतावनी: रोबोट पटरियों में शिकंजा गंदगी और मलबे से परिरक्षण की आवश्यकता होती है। हालांकि, जहां वे काम करते हैं, आरटीयूएस ने इलेक्ट्रिक मोटर्स का उपयोग करके बॉल्सक्रूज़ के साथ जोड़ा गया है, जो बेल्ट-चालित कुल्हाड़ियों की तुलना में बड़े भार को संभालते हैं।

लंबे समय तक स्टोक सेटअप के लिए द्रव शक्ति भी मौजूद है। इस तरह के वायवीय आरटीयू आमतौर पर अनुप्रयोगों के लिए एक कम लागत वाले समाधान होते हैं जिन्हें केवल आगे-पीछे दो-स्टॉप पोजिशनिंग की आवश्यकता होती है। औसत प्रसाद 2 मीटर/सेकंड को स्थानांतरित करते हैं और अन्य रोबोट नियंत्रणों के साथ एकीकृत करते हैं।

सटीक rtus के लिए रैखिक मोटर्स
लॉन्ग-स्ट्रोक आरटीयू (प्रयोगशाला रोबोटिक्स में उपयोग के लिए, उदाहरण के लिए) रैखिक-मोटर ड्राइव का उपयोग कर सकता है। इस तरह के अधिकांश आरटीयू में त्रुटियों या शटडाउन के बाद भी अत्याधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स, निरपेक्ष एनकोडर, और ट्रैक करने के लिए गति नियंत्रण भी शामिल हैं।

एक रैखिक मोटर की पहुंच का अधिक विशिष्ट चार मीटर या तो है। इस तरह की पहुंच पिक-एंड-प्लेस और सेमीकंडक्टर वेफर हैंडलिंग के लिए अधिक उपयुक्त है, जो कि भारी आरटीयू अनुप्रयोगों की तुलना में है। संक्षेप में, आरटीयू में रैखिक मोटर्स विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण हैं क्योंकि वे यांत्रिक सटीकता पर वितरित करते हैं लेकिन भारी पेलोड ले जाना चाहिए। यह महंगे स्थायी मैग्नेट की अधिक आवश्यकता है जो रैखिक मोटर्स को इतना अच्छा प्रदर्शन करते हैं।

अपवाद हैं। अग्रानुक्रम रैखिक एक्ट्यूएटर्स के साथ एक विश्व-रिकॉर्ड आरटीयू कमीशन किया गया था और एक स्वचालन सेटअप के लिए कस्टम बनाया गया था, जिसमें 12 मीटर की सटीक चाल की आवश्यकता थी। रिगिड एल्यूमीनियम सपोर्ट रेल दो छह-पंक्ति रैखिक रीसर्क्युलेटिंग बॉल बेयरिंग और गाइडवे असेंबली के साथ काम करते हैं। ट्विन स्लॉटेड सिंक्रोनस रैखिक मोटर्स आउटपुट फोर्स 4,200 एन।

आरटीयू के लिए रैक-एंड-पिनियन सेट
रैक-एंड-पिनियन सेट का उपयोग करके व्यावसायिक रूप से उपलब्ध आरटीयू सबसे आम हैं। विशिष्ट लंबाई 15 मीटर तक पहुंचती है। रैखिक इकाई का नियंत्रण रोबोट नियंत्रक में गणितीय रूप से युग्मित अक्ष के रूप में एकीकृत है, जो एक अतिरिक्त नियंत्रक की आवश्यकता को समाप्त करता है। इस तरह के कई आरटीयू ग्राउंड हेलिकल रैक-एंड-पिनियन सेट के साथ एक ब्रशलेस एसी सर्वोमोटर और प्लैनेटरी गियरबॉक्स को जोड़कर 30 मीटर के स्ट्रोक के लिए भी सटीकता बनाए रखते हैं। अन्य सेटअप एक गाड़ी का उपयोग करते हैं जो एक ब्लॉक में भारी शुल्क वाले रोलर्स पर एकल-किनारे वाली रेल पर चलती है। यहाँ, रेल आमतौर पर एक रैक के अंदर एक रैक के साथ आयताकार होते हैं। ये घुमावदार खंडों के साथ जुड़ सकते हैं जहां यह एक सहायक लेआउट है।

कुछ आरटीयू जो रोबोट को यात्रा करने वाले प्लेटफ़ॉर्म के बारे में स्थानांतरित करते हैं, वे हार्ड स्टील से बने फ्लैट-सतह रेल का उपयोग करते हैं और इन्हें कैम-फॉलोवर क्लस्टर के साथ जोड़ी बनाते हैं। अन्य लोग प्लेटफ़ॉर्म को बिजली देने के लिए एक पेचदार बेवल रिड्यूसर और बेल्ट के साथ एक इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग करते हैं। फिर लंबे शटल अक्ष पर, आरटीयू एक इलेक्ट्रिक गियरमोटर को खेलता है जो एक रैक को उलझाता है।

सिमुलेशन और प्रोग्रामिंग आरटीयू
उपकरण मौजूद हैं जो इंजीनियरों को आरटीयू के मार्ग की योजना बनाते हैं और रोबोट कार्यों के साथ उन लोगों को समन्वित करते हैं। रोबोट सिमुलेशन सॉफ्टवेयर और यहां तक ​​कि कुछ मोशन-कंट्रोलर मॉड्यूल इंजीनियरों को पटरियों की योजना बनाते हैं, एक नियंत्रक पर परिणामी सॉफ़्टवेयर को लोड करते हैं, और फिर हार्डवेयर के उस एक टुकड़े के साथ रोबोट और आरटीयू को नियंत्रित करते हैं।

एक अन्य विकल्प समर्पित सॉफ्टवेयर कंपनियों से सॉफ्टवेयर है जो रोबोट विकास किट बेचते हैं, जो एपीआई के माध्यम से रोबोट के अधिकांश ब्रांड की प्रोग्रामिंग की अनुमति देते हैं। ये और असंख्य अन्य सॉफ्टवेयर टूल रोबोट सेटअप को पहले से कहीं ज्यादा आसान बनाते हैं, विशेष रूप से मध्यम गति-नियंत्रण या सीएनसी अनुभव वाली टीमों के लिए। प्रारंभिक डिजाइन पुनरावृत्तियों आमतौर पर ऑफ़लाइन पीसी प्रोग्रामिंग के माध्यम से होता है। फिर जब कर्मी रोबोट और आरटीयू को स्थापित करते हैं, तो प्रोग्रामिंग सॉफ्टवेयर कोड होता है जो नियंत्रण पर लोड होता है। सॉफ्टवेयर समस्याओं के लिए परीक्षण करने के लिए प्रोग्राम किए गए रास्तों के माध्यम से आरटीयू और रोबोट को चलाता है। अगला इंस्टॉलर रोबोट के ग्रिपर, कटर, या एंड इफ़ेक्टर्स को अंतरिक्ष में नौकरी-विशिष्ट बिंदुओं के लिए एक लटकन का उपयोग करता है, जबकि नियंत्रक चालों को रिकॉर्ड करता है। अन्यथा, इंस्टॉलर पूरे सेटअप के लिए एक लटकन का उपयोग कर सकते हैं और फिर बैकएंड पर पोलिश प्रक्षेपवक्र - एक तेजी से सामान्य दृष्टिकोण।

CAVEAT: RTUs जटिल रोबोट अंशांकन
भौतिक सेटअप के बाद, RTU और रोबोट को अंशांकन की आवश्यकता होती है। कैच यह है कि आरटीयू के साथ जोड़े गए औद्योगिक रोबोट अक्सर दोहराने योग्य बनाते हैं, लेकिन सटीक चाल नहीं हैं, इसलिए उपज आउटपुट गति जो सिमुलेशन सन्निकटन से भिन्न होती है। अकेले, औद्योगिक रोबोट औसत 0.1 मिमी से 0.01 मिमी से औसतन एकतरफा पुनरावृत्ति करते हैं। विशिष्ट कुल्हाड़ियों ने एक शून्य-बैकलैश गियरहेड और मोटर को जोड़ा, और एक नियंत्रक उन सभी को उच्च-रिज़ॉल्यूशन एन्कोडर्स के साथ ट्रैक करता है। आउटपुट मोशन सटीकता को बढ़ावा देना किसी भी तरह से प्राइस हो जाता है, जैसे कि असेंबली और घटक जैसे कि गियरिंग ने लॉस्ट मोशन का परिचय दिया (ज्यादातर यांत्रिक अनुपालन के कारण)। इसलिए, नियंत्रण को अक्सर कुछ मामलों में मिलीमीटर के पैमाने पर स्थितिगत त्रुटि के लिए क्षतिपूर्ति करनी चाहिए।

पारंपरिक रोबोट अंशांकन महंगा लेजर संरेखण का उपयोग करता है। कभी -कभी यह आउटपुट त्रुटि को कम कर सकता है ट्वेंटीफोल्ड। अन्यथा, रोबोट निर्माता कारखाने अंशांकन प्रदान करते हैं। समर्पित रोबोट-कैलिब्रेशन कंपनियां उन सेवाओं की भी पेशकश करती हैं जो समग्र रोबोट-सटीक आउटपुट पर एक अतिरिक्त आरटीयू के प्रभाव के लिए जिम्मेदार हो सकती हैं। अन्यथा, दोहरे कैमरा सेंसर प्रकाशिकी और विशेष प्रकाश व्यवस्था के माध्यम से निरीक्षण और गतिशील माप की जांच करने की अनुमति देते हैं। अंशांकन के यांत्रिक मोड एक और विकल्प हैं, हालांकि वे लंबी पटरियों पर रोबोट पर लागू करने के लिए कठिन हैं।