വ്യാവസായിക റോബോട്ടുകളുടെ വികസന ചരിത്രം: റോബോട്ടിക് ആയുധങ്ങളിൽ നിന്ന് ബുദ്ധിപരമായ നിർമ്മാണത്തിലേക്കുള്ള പരിണാമം.

1. വ്യാവസായിക റോബോട്ടുകളുടെ ഉത്ഭവം വ്യാവസായിക റോബോട്ടുകളുടെ കണ്ടുപിടുത്തം 1954-ൽ ജോർജ്ജ് ഡെവോൾ പ്രോഗ്രാമബിൾ പാർട്സ് പരിവർത്തനത്തിനുള്ള പേറ്റന്റിനായി അപേക്ഷിച്ചപ്പോഴാണ് ആരംഭിച്ചത്. ജോസഫ് ഏംഗൽബെർഗറുമായി പങ്കാളിത്തത്തിനുശേഷം, ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ റോബോട്ട് കമ്പനിയായ യൂണിമേഷൻ സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടു, 1961-ൽ ജനറൽ മോട്ടോഴ്‌സ് പ്രൊഡക്ഷൻ ലൈനിൽ ആദ്യത്തെ റോബോട്ട് ഉപയോഗത്തിലായി, പ്രധാനമായും ഡൈ-കാസ്റ്റിംഗ് മെഷീനിൽ നിന്ന് ഭാഗങ്ങൾ പുറത്തെടുക്കുന്നതിനായി. തുടർന്നുള്ള വർഷങ്ങളിൽ, ബോഡി പാർട്സ് കൃത്രിമത്വത്തിനും സ്പോട്ട് വെൽഡിങ്ങിനും ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന മിക്ക ഹൈഡ്രോളിക് പവർഡ് യൂണിവേഴ്സൽ മാനിപ്പുലേറ്ററുകളും (യൂണിമേറ്റുകൾ) വിറ്റഴിക്കപ്പെട്ടു. രണ്ട് ആപ്ലിക്കേഷനുകളും വിജയകരമായിരുന്നു, ഇത് റോബോട്ടുകൾക്ക് വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിക്കാനും സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഗുണനിലവാരം ഉറപ്പാക്കാനും കഴിയുമെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. താമസിയാതെ, മറ്റ് പല കമ്പനികളും വ്യാവസായിക റോബോട്ടുകൾ വികസിപ്പിക്കാനും നിർമ്മിക്കാനും തുടങ്ങി. നവീകരണത്താൽ നയിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു വ്യവസായം പിറന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ വ്യവസായം യഥാർത്ഥത്തിൽ ലാഭകരമാകാൻ നിരവധി വർഷങ്ങൾ എടുത്തു.
2. സ്റ്റാൻഫോർഡ് ആം: റോബോട്ടിക്സിൽ ഒരു പ്രധാന വഴിത്തിരിവ് 1969-ൽ വിക്ടർ ഷെയിൻമാൻ ഒരു ഗവേഷണ പദ്ധതിയുടെ പ്രോട്ടോടൈപ്പായി "സ്റ്റാൻഫോർഡ് ആം" രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. മെക്കാനിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് വകുപ്പിലെ എഞ്ചിനീയറിംഗ് വിദ്യാർത്ഥിയായിരുന്ന അദ്ദേഹം സ്റ്റാൻഫോർഡ് ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസ് ലബോറട്ടറിയിൽ ജോലി ചെയ്തിരുന്നു. "സ്റ്റാൻഫോർഡ് ആമിന്" ​​6 ഡിഗ്രി സ്വാതന്ത്ര്യമുണ്ട്, പൂർണ്ണമായും വൈദ്യുതീകരിച്ച മാനിപ്പുലേറ്റർ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് കമ്പ്യൂട്ടറാണ്, PDP-6 എന്ന ഡിജിറ്റൽ ഉപകരണം. ഈ നോൺ-ആന്ത്രോപോമോർഫിക് കൈനമാറ്റിക് ഘടനയിൽ ഒരു പ്രിസവും അഞ്ച് റിവള്യൂട്ട് സന്ധികളുമുണ്ട്, ഇത് റോബോട്ടിന്റെ കൈനമാറ്റിക് സമവാക്യങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നത് എളുപ്പമാക്കുന്നു, അതുവഴി കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവർ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു. ഡ്രൈവ് മൊഡ്യൂളിൽ ഒരു ഡിസി മോട്ടോർ, ഒരു ഹാർമോണിക് ഡ്രൈവ്, ഒരു സ്പർ ഗിയർ റിഡ്യൂസർ, ഒരു പൊട്ടൻഷ്യോമീറ്റർ, സ്ഥാനത്തിനും വേഗതയ്ക്കും വേണ്ടിയുള്ള ഒരു ടാക്കോമീറ്റർ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. തുടർന്നുള്ള റോബോട്ട് രൂപകൽപ്പനയെ ഷെയിൻമാന്റെ ആശയങ്ങൾ ആഴത്തിൽ സ്വാധീനിച്ചു.

3. പൂർണ്ണമായും വൈദ്യുതീകരിച്ച വ്യാവസായിക റോബോട്ടിന്റെ ജനനം 1973 ൽ, ASEA (ഇപ്പോൾ ABB) ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ മൈക്രോകമ്പ്യൂട്ടർ നിയന്ത്രിത, പൂർണ്ണമായും വൈദ്യുതീകരിച്ച വ്യാവസായിക റോബോട്ട് IRB-6 പുറത്തിറക്കി. ഇതിന് തുടർച്ചയായ പാത്ത് ചലനം നടത്താൻ കഴിയും, ഇത് ആർക്ക് വെൽഡിംഗിനും പ്രോസസ്സിംഗിനും ഒരു മുൻവ്യവസ്ഥയാണ്. ഈ രൂപകൽപ്പന വളരെ കരുത്തുറ്റതാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെന്നും റോബോട്ടിന് 20 വർഷം വരെ സേവന ആയുസ്സുണ്ടെന്നും റിപ്പോർട്ടുണ്ട്. 1970 കളിൽ, പ്രധാനമായും വെൽഡിംഗ്, ലോഡിംഗ്, അൺലോഡിംഗ് എന്നിവയ്ക്കായി റോബോട്ടുകൾ ഓട്ടോമോട്ടീവ് വ്യവസായത്തിലേക്ക് അതിവേഗം വ്യാപിച്ചു.

4. SCARA റോബോട്ടുകളുടെ വിപ്ലവകരമായ രൂപകൽപ്പന 1978-ൽ, ജപ്പാനിലെ യമനാഷി സർവകലാശാലയിലെ ഹിരോഷി മാക്കിനോ ഒരു സെലക്ടീവ്ലി കംപ്ലയന്റ് അസംബ്ലി റോബോട്ട് (SCARA) വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഈ നാഴികക്കല്ലായ നാല്-ആക്സിസ് കുറഞ്ഞ ചെലവിലുള്ള ഡിസൈൻ ചെറിയ ഭാഗങ്ങളുടെ അസംബ്ലിയുടെ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് തികച്ചും അനുയോജ്യമായിരുന്നു, കാരണം കൈനമാറ്റിക് ഘടന വേഗതയേറിയതും അനുസരണയുള്ളതുമായ കൈ ചലനങ്ങൾ അനുവദിച്ചു. നല്ല ഉൽപ്പന്ന രൂപകൽപ്പന അനുയോജ്യതയുള്ള SCARA റോബോട്ടുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വഴക്കമുള്ള അസംബ്ലി സംവിധാനങ്ങൾ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഉയർന്ന വോളിയം ഇലക്ട്രോണിക്, ഉപഭോക്തൃ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വികസനത്തെ വളരെയധികം പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്.
5. ഭാരം കുറഞ്ഞതും സമാന്തരവുമായ റോബോട്ടുകളുടെ വികസനം റോബോട്ട് വേഗതയുടെയും പിണ്ഡത്തിന്റെയും ആവശ്യകതകൾ നൂതനമായ ചലനാത്മക, പ്രക്ഷേപണ രൂപകൽപ്പനകൾക്ക് കാരണമായി. ആദ്യകാലങ്ങൾ മുതൽ, റോബോട്ട് ഘടനയുടെ പിണ്ഡവും ജഡത്വവും കുറയ്ക്കുക എന്നത് ഒരു പ്രധാന ഗവേഷണ ലക്ഷ്യമായിരുന്നു. മനുഷ്യന്റെ കൈയിലേക്കുള്ള 1:1 എന്ന ഭാര അനുപാതം ആത്യന്തിക മാനദണ്ഡമായി കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. 2006 ൽ, KUKA യിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ഭാരം കുറഞ്ഞ റോബോട്ട് ഈ ലക്ഷ്യം നേടിയെടുത്തു. വിപുലമായ ബല നിയന്ത്രണ കഴിവുകളുള്ള ഒരു കോം‌പാക്റ്റ് ഏഴ് ഡിഗ്രി സ്വാതന്ത്ര്യ റോബോട്ട് ഭുജമാണിത്. ഭാരം കുറഞ്ഞതും കർക്കശവുമായ ഘടന എന്ന ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നതിനുള്ള മറ്റൊരു മാർഗം 1980 മുതൽ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യപ്പെടുകയും പിന്തുടരുകയും ചെയ്തു, അതായത് സമാന്തര യന്ത്ര ഉപകരണങ്ങളുടെ വികസനം. ഈ യന്ത്രങ്ങൾ അവയുടെ എൻഡ് ഇഫക്റ്ററുകളെ 3 മുതൽ 6 വരെ സമാന്തര ബ്രാക്കറ്റുകൾ വഴി മെഷീൻ ബേസ് മൊഡ്യൂളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. സമാന്തര റോബോട്ടുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഇവ ഉയർന്ന വേഗത (ഗ്രഹിക്കുന്നതിന് പോലുള്ളവ), ഉയർന്ന കൃത്യത (പ്രോസസ്സിംഗിന് പോലുള്ളവ) അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന ലോഡുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിന് വളരെ അനുയോജ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അവയുടെ വർക്ക്‌സ്‌പെയ്‌സ് സമാനമായ സീരിയൽ അല്ലെങ്കിൽ ഓപ്പൺ-ലൂപ്പ് റോബോട്ടുകളേക്കാൾ ചെറുതാണ്.

6. കാർട്ടീഷ്യൻ റോബോട്ടുകളും രണ്ട് കൈകളുള്ള റോബോട്ടുകളും നിലവിൽ, വിശാലമായ പ്രവർത്തന അന്തരീക്ഷം ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് കാർട്ടീഷ്യൻ റോബോട്ടുകൾ ഇപ്പോഴും അനുയോജ്യമാണ്. ത്രിമാന ഓർത്തോഗണൽ ട്രാൻസ്ലേഷൻ അച്ചുതണ്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള പരമ്പരാഗത രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് പുറമേ, 1998-ൽ ഗുഡൽ ഒരു നോച്ച്ഡ് ബാരൽ ഫ്രെയിം ഘടന നിർദ്ദേശിച്ചു. ഈ ആശയം ഒന്നോ അതിലധികമോ റോബോട്ട് ആയുധങ്ങൾ ഒരു അടച്ച ട്രാൻസ്ഫർ സിസ്റ്റത്തിൽ ട്രാക്ക് ചെയ്യാനും പ്രചരിക്കാനും അനുവദിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, ഉയർന്ന വേഗതയിലും കൃത്യതയിലും റോബോട്ടിന്റെ വർക്ക്‌സ്‌പെയ്‌സ് മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. ലോജിസ്റ്റിക്‌സിലും മെഷീൻ നിർമ്മാണത്തിലും ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും വിലപ്പെട്ടതായിരിക്കാം. സങ്കീർണ്ണമായ അസംബ്ലി ജോലികൾ, ഒരേസമയം പ്രവർത്തനം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യൽ, വലിയ വസ്തുക്കളുടെ ലോഡിംഗ് എന്നിവയ്ക്ക് രണ്ട് കൈകളുടെയും സൂക്ഷ്മമായ പ്രവർത്തനം നിർണായകമാണ്. വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായ ആദ്യത്തെ സിൻക്രണസ് ടു-ഹാൻഡ് റോബോട്ട് 2005-ൽ മോട്ടോമാൻ അവതരിപ്പിച്ചു. ഒരു മനുഷ്യ കൈയുടെ എത്തിച്ചേരലും വൈദഗ്ധ്യവും അനുകരിക്കുന്ന രണ്ട് കൈകളുള്ള റോബോട്ട് എന്ന നിലയിൽ, തൊഴിലാളികൾ മുമ്പ് ജോലി ചെയ്തിരുന്ന ഒരു സ്ഥലത്ത് ഇത് സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, മൂലധനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. ഇതിൽ 13 ചലന അക്ഷങ്ങൾ ഉണ്ട്: ഓരോ കൈയിലും 6, കൂടാതെ അടിസ്ഥാന ഭ്രമണത്തിന് ഒരു അച്ചുതണ്ട്.
7. മൊബൈൽ റോബോട്ടുകളും (AGV-കളും) ഫ്ലെക്സിബിൾ മാനുഫാക്ചറിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളും അതേ സമയം, വ്യാവസായിക റോബോട്ടിക്സ് ഓട്ടോമാറ്റിക് ഗൈഡഡ് വെഹിക്കിളുകൾ (AGV-കൾ) ഉയർന്നുവന്നു. ഈ മൊബൈൽ റോബോട്ടുകൾക്ക് ഒരു വർക്ക്‌സ്‌പെയ്‌സിൽ ചുറ്റി സഞ്ചരിക്കാനോ പോയിന്റ്-ടു-പോയിന്റ് ഉപകരണങ്ങൾ ലോഡുചെയ്യുന്നതിനോ ഉപയോഗിക്കാം. ഓട്ടോമേറ്റഡ് ഫ്ലെക്സിബിൾ മാനുഫാക്ചറിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ (FMS) എന്ന ആശയത്തിൽ, AGV-കൾ പാത്ത് ഫ്ലെക്സിബിലിറ്റിയുടെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. തുടക്കത്തിൽ, AGV-കൾ ചലന നാവിഗേഷനായി എംബഡഡ് വയറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ കാന്തങ്ങൾ പോലുള്ള മുൻകൂട്ടി തയ്യാറാക്കിയ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളെ ആശ്രയിച്ചിരുന്നു. അതേസമയം, വലിയ തോതിലുള്ള നിർമ്മാണത്തിലും ലോജിസ്റ്റിക്സിലും ഫ്രീ-നാവിഗേറ്റിംഗ് AGV-കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാധാരണയായി അവയുടെ നാവിഗേഷൻ ലേസർ സ്കാനറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, ഇത് സ്വയംഭരണ സ്ഥാനനിർണ്ണയത്തിനും തടസ്സം ഒഴിവാക്കലിനും നിലവിലെ യഥാർത്ഥ പരിസ്ഥിതിയുടെ കൃത്യമായ 2D മാപ്പ് നൽകുന്നു. തുടക്കം മുതൽ, AGV-കളുടെയും റോബോട്ട് ആയുധങ്ങളുടെയും സംയോജനം മെഷീൻ ഉപകരണങ്ങൾ യാന്ത്രികമായി ലോഡുചെയ്യാനും അൺലോഡുചെയ്യാനും കഴിയുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. എന്നാൽ വാസ്തവത്തിൽ, സെമികണ്ടക്ടർ വ്യവസായത്തിൽ ഉപകരണങ്ങൾ ലോഡുചെയ്യാനും അൺലോഡുചെയ്യാനും പോലുള്ള ചില പ്രത്യേക സന്ദർഭങ്ങളിൽ മാത്രമേ ഈ റോബോട്ടിക് ആയുധങ്ങൾക്ക് സാമ്പത്തികവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമായ ഗുണങ്ങൾ ഉള്ളൂ.

8. വ്യാവസായിക റോബോട്ടുകളുടെ ഏഴ് പ്രധാന വികസന പ്രവണതകൾ 2007 ലെ കണക്കനുസരിച്ച്, വ്യാവസായിക റോബോട്ടുകളുടെ പരിണാമത്തെ ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രധാന പ്രവണതകളാൽ അടയാളപ്പെടുത്താം: 1. ചെലവ് കുറയ്ക്കലും പ്രകടന മെച്ചപ്പെടുത്തലും - 1990 ൽ റോബോട്ടുകളുടെ ശരാശരി യൂണിറ്റ് വില തത്തുല്യ റോബോട്ടുകളുടെ യഥാർത്ഥ വിലയുടെ 1/3 ആയി കുറഞ്ഞു, അതായത് ഓട്ടോമേഷൻ വിലകുറഞ്ഞതും വിലകുറഞ്ഞതുമായി മാറുന്നു.- അതേസമയം, റോബോട്ടുകളുടെ പ്രകടന പാരാമീറ്ററുകൾ (വേഗത, ലോഡ് കപ്പാസിറ്റി, പരാജയങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ശരാശരി സമയം MTBF പോലുള്ളവ) ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. 2. പിസി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും ഐടി ഘടകങ്ങളുടെയും സംയോജനം - പേഴ്സണൽ കമ്പ്യൂട്ടർ (പിസി) സാങ്കേതികവിദ്യ, ഉപഭോക്തൃ-ഗ്രേഡ് സോഫ്റ്റ്‌വെയർ, ഐടി വ്യവസായം കൊണ്ടുവന്ന റെഡിമെയ്ഡ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ റോബോട്ടുകളുടെ ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തിയെ ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.- ഇപ്പോൾ, മിക്ക നിർമ്മാതാക്കളും പിസി അധിഷ്ഠിത പ്രോസസ്സറുകളും പ്രോഗ്രാമിംഗ്, ആശയവിനിമയം, സിമുലേഷൻ എന്നിവ കൺട്രോളറിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കുകയും അത് നിലനിർത്താൻ ഉയർന്ന വിളവ് നൽകുന്ന ഐടി വിപണി ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 3. മൾട്ടി-റോബോട്ട് സഹകരണ നിയന്ത്രണം - ഒന്നിലധികം റോബോട്ടുകളെ ഒരു കൺട്രോളർ വഴി തത്സമയം പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാനും ഏകോപിപ്പിക്കാനും സമന്വയിപ്പിക്കാനും കഴിയും, ഇത് റോബോട്ടുകളെ ഒരൊറ്റ വർക്ക്‌സ്‌പെയ്‌സിൽ കൃത്യമായി ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. 4. വിഷൻ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗം - വസ്തുക്കൾ തിരിച്ചറിയുന്നതിനും സ്ഥാനനിർണ്ണയം ചെയ്യുന്നതിനും ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണം നടത്തുന്നതിനുമുള്ള വിഷൻ സിസ്റ്റങ്ങൾ റോബോട്ട് കൺട്രോളറുകളുടെ ഭാഗമായിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. 5. നെറ്റ്‌വർക്കിംഗും റിമോട്ട് കൺട്രോളും - മികച്ച നിയന്ത്രണം, കോൺഫിഗറേഷൻ, അറ്റകുറ്റപ്പണി എന്നിവയ്ക്കായി റോബോട്ടുകളെ ഫീൽഡ്ബസ് അല്ലെങ്കിൽ ഇതർനെറ്റ് വഴി നെറ്റ്‌വർക്കുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. 6. പുതിയ ബിസിനസ്സ് മോഡലുകൾ - പുതിയ സാമ്പത്തിക പദ്ധതികൾ അന്തിമ ഉപയോക്താക്കൾക്ക് റോബോട്ടുകളെ വാടകയ്‌ക്കെടുക്കാനോ ഒരു പ്രൊഫഷണൽ കമ്പനിയെയോ ഒരു റോബോട്ട് ദാതാവിനെയോ പോലും ഒരു റോബോട്ട് യൂണിറ്റ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കാനോ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് നിക്ഷേപ അപകടസാധ്യതകൾ കുറയ്ക്കുകയും പണം ലാഭിക്കുകയും ചെയ്യും. 7. പരിശീലനത്തിന്റെയും വിദ്യാഭ്യാസത്തിന്റെയും ജനകീയവൽക്കരണം - കൂടുതൽ അന്തിമ ഉപയോക്താക്കൾക്ക് റോബോട്ടിക്സിനെ തിരിച്ചറിയുന്നതിനുള്ള പ്രധാന സേവനങ്ങളായി പരിശീലനവും പഠനവും മാറിയിരിക്കുന്നു. - പ്രൊഫഷണൽ മൾട്ടിമീഡിയ മെറ്റീരിയലുകളും കോഴ്‌സുകളും എഞ്ചിനീയർമാരെയും തൊഴിലാളികളെയും ബോധവൽക്കരിക്കുന്നതിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, അതുവഴി റോബോട്ട് യൂണിറ്റുകൾ കാര്യക്ഷമമായി ആസൂത്രണം ചെയ്യാനും പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാനും പ്രവർത്തിപ്പിക്കാനും പരിപാലിക്കാനും അവരെ പ്രാപ്തരാക്കുന്നു.

,