आधुनिक औद्योगिक रोबोट प्रणालियां निरंतर विकसित कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) और मशीन लर्निंग (एमएल) क्षमताओं, निर्बाध कनेक्टिविटी का समर्थन करने के लिए तेजी से जटिल बुनियादी ढांचे पर निर्भर करती हैं।,और फैक्ट्री के भीतर स्केलेबल तैनाती. इन प्रणालियों को उच्च बैंडविड्थ की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सेंसर, सुरक्षा हार्डवेयर, सर्किट सुरक्षा और नियंत्रण घटकों की आवश्यकता होती है,वास्तविक समय प्रतिक्रिया, और सख्त कार्यात्मक सुरक्षा मानक।
इस लेख में उद्योग 4.0 रोबोट प्रौद्योगिकी का समर्थन करने वाली मौलिक प्रौद्योगिकियों का पता लगाया गया है, जिसमें SICK सेंसर, सुरक्षा समाधान,और कैसे ईटन के औद्योगिक नियंत्रण घटकों सुरक्षित गति नियंत्रण प्राप्त करने में मदद, अनुकूलन प्रणाली व्यवहार, और निर्णायक निर्णय लेने। चर्चा के विशिष्ट विषयों में लोचदार बुद्धिमान स्वचालन के प्रमुख ड्राइविंग कारक शामिल हैं, जैसे कि धारणा वास्तुकला,मशीन सुरक्षा अनुपालन, दोष-सहिष्णु नियंत्रण रणनीतियों, और वितरित किनारे स्वचालन नेटवर्क के एकीकरण।
कारखाने के गतिशील वातावरण के लिए उन्नत संवेदन प्रणाली
जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, उद्योग 4.0 रोबोटों ने उन्नत सेंसरों के माध्यम से कारखाने की कार्यशालाओं में सुरक्षित और कुशल संचालन प्राप्त किया है।यद्यपि कठोर परिस्थितियों में काम करना जैसे कि लगातार बदलती रोशनीहवा में कणों की उपस्थिति और यांत्रिक कंपन, इन सेंसरों को अभी भी वास्तविक समय के डेटा को जल्दी से संसाधित करने में सक्षम होना चाहिए ताकि कर्मियों, मोबाइल रोबोटों,और तेजी से चलती असेंबली लाइनों.
इगस की मल्टी एक्सिस इंडस्ट्री 4.0 रोबोट आर्म
चित्र 1: बहु अक्ष उद्योग 4.0 रोबोटिक बांह सटीक और तेज़ संचालन प्राप्त करने के लिए एकीकृत सेंसर और वास्तविक समय प्रतिक्रिया का उपयोग करता है। (छवि स्रोतः इगस)
रोबोट प्लेटफॉर्म स्थानिक धारणा और मिलीसेकंड स्तर की प्रतिक्रिया सुनिश्चित करने के लिए कई सेंसर मोड को एकीकृत करता है।सेंसर फ्यूजन एल्गोरिथ्म इन इनपुट सूचनाओं को एक साथ जोड़कर रोबोट के परिचालन वातावरण का वास्तविक समय का सुसंगत मॉडल उत्पन्न करता हैदृश्य प्रणाली वस्तु का पता लगाने और स्थिति का प्रबंधन करती है, जबकि सुरक्षा स्तर का लेजर स्कैनर प्रतिबंधित क्षेत्र के भीतर अनधिकृत दृष्टिकोण की निगरानी करता है।कम विलंबता समय की उड़ान (ToF) सेंसर तीन आयामी स्थानिक डेटा कैप्चर करते हैं, वास्तविक समय में पथ समायोजन और संदर्भ जागरूक व्यवहार को सक्षम करता है।
रोबोट भी गति नियंत्रण और बातचीत में सुधार के लिए आंतरिक सेंसर और संपर्क सेंसर पर निर्भर करते हैं।पकड़ने के लिए प्रतिक्रिया प्रदान कर सकते हैंप्रेरक, क्षमतात्मक और अल्ट्रासोनिक निकटता सेंसर संपर्क के बिना आस-पास की वस्तुओं का पता लगा सकते हैं, और उनकी पता लगाने की दूरी आमतौर पर ToF प्रणालियों की तुलना में कम होती है।एन्कोडर और पोटेंशियोमीटर सटीक गति नियोजन के लिए संयुक्त स्थिति और गति का पता लगाते हैं, जबकि जड़ता माप इकाई (आईएमयू) दिशा और संतुलन बनाए रखने के लिए त्वरण और कोणीय वेग को मापती है।विद्युत सेंसर मोटर भार का मूल्यांकन करने और दोष का पता लगाने के लिए वर्तमान और वोल्टेज की निगरानी.
मानक आधारित औद्योगिक रोबोट सुरक्षा
उद्योग 4.0 रोबोटों को कर्मियों और उपकरणों की सुरक्षा के लिए सख्त अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानकों का पालन करना होगा। तीन प्रमुख मानक, आईएसओ 13849, आईईसी 62061 और आईएसओ 10218,कारखाने कार्यशाला रोबोट प्रणालियों के लिए कार्यात्मक और नियंत्रण प्रणाली सुरक्षा आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करना.
आईएसओ 13849 सुरक्षा से संबंधित नियंत्रण घटकों के लिए डिजाइन और सत्यापन मानकों की रूपरेखा तैयार करता है।यह मानक जोखिम-आधारित दृष्टिकोण अपनाता है और खतरों की गंभीरता के आधार पर प्रणाली अखंडता को वर्गीकृत करने के लिए प्रदर्शन स्तर (पीएल) का उपयोग करता है।आईईसी 62061 विद्युत, इलेक्ट्रॉनिक, इलेक्ट्रॉनिक और अन्य उपकरणों की कार्यात्मक सुरक्षा के लिए आवश्यक जोखिम में कमी को मापता है।और सुरक्षा अखंडता स्तर (SIL) का उपयोग कर प्रोग्राम करने योग्य नियंत्रण प्रणालीये मानक सामूहिक रूप से सुरक्षा महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में धारणा और नियंत्रण कार्यों के लिए डिजाइन, कार्यान्वयन और सत्यापन आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करते हैं।
आईएसओ 10218 मानक इन सिद्धांतों को विशेष रूप से औद्योगिक रोबोटों पर लागू करता है, जो रोबोट डिजाइन, कार्य इकाई लेआउट, सिस्टम एकीकरण और संचालन के लिए सुरक्षा आवश्यकताओं को कवर करता है।इसमें आपातकालीन स्टॉप जैसे कार्यों को करने के लिए सुरक्षा ग्रेड सेंसर का उपयोग शामिल हैइन घटकों को विशिष्ट प्रदर्शन और विश्वसनीयता की सीमाओं को पूरा करना चाहिए और आमतौर पर संरचित परीक्षण और सत्यापन के माध्यम से प्रदर्शित किया जाता है।
आईएसओ 13849, आईईसी 62061 और आईएसओ 10218 मानक रोबोट सुरक्षा मानकों का मूल हैं।आईईसी 60204-1 विद्युत सुरक्षा मानक और आईएसओ/टीएस 15066 मानव मशीन सहयोग मानक सहित, सुरक्षा की तैनाती और एकीकरण के लिए बुनियादी ढांचे का विस्तार किया है।
मानव-मशीन सहयोग के लिए एकीकृत सुरक्षा प्रणाली
कारखाने के ऑपरेटर कार्यक्षमता और मशीन सुरक्षा के संदर्भ में मानकों को पूरा करने के लिए SICK और Eaton जैसे आपूर्तिकर्ताओं से सुरक्षा समाधान अपनाते हैं।SICK की सुरक्षित EFI प्रो प्रणाली एकीकृत सेंसरों का उपयोग करती है, नियंत्रकों और actuators को स्थिर और मोबाइल दोनों रोबोटों के लिए वास्तविक समय में सुरक्षा कार्यों के नियंत्रण का समर्थन करने के लिए।माइक्रोस्कैन सुरक्षा लेजर स्कैनर, गतिशील वातावरण में अनुकूलन और स्थिति-निर्भर गति का पता लगा सकता है।
SICK microScan3 सुरक्षा लेजर स्कैनर
चित्र 2: SICK का microScan3 सुरक्षा लेजर स्कैनर संरक्षित क्षेत्रों की निगरानी कर सकता है और गतिशील रूप से गति का पता लगा सकता है, औद्योगिक वातावरण में अनुकूलनशील सुरक्षा के लिए समर्थन प्रदान करता है। (चित्र स्रोतः SICK)
ऑपरेटर रोबोट टूल के सिर के चारों ओर एक गतिशील सुरक्षा क्षेत्र बनाए रखने के लिए SICK के एंड ऑफ आर्म प्रोटेक्शन सिस्टम (EOAS) का भी उपयोग कर सकते हैं।ईओएएस 110 मिलीसेकंड से कम के प्रतिक्रिया समय के साथ सुरक्षित संपर्क रहित मानव-मशीन सहयोग प्राप्त करने के लिए टीओएफ तकनीक का उपयोग करता है.
इन स्वचालित प्रणालियों के पूरक के रूप में, SICK मैनुअल और परिधीय सुरक्षा घटक भी प्रदान करता है।ऑपरेटर आपात स्थिति में ES21 आपातकालीन स्टॉप स्विच को चालू करके मशीन को जल्दी से बंद कर सकता है. STR1 संपर्क रहित सुरक्षा स्विच छेड़छाड़ प्रूफ और सुरक्षात्मक निगरानी प्राप्त करने के लिए आरएफआईडी प्रौद्योगिकी को अपनाता है, उन्नत कोडिंग का समर्थन करता है, और EN ISO 14119 मानक का अनुपालन करता है।