सर्विस रोबोट के पुर्जे सीएनसी मशीनिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग, शीट मेटल वर्क, 3डी प्रिंटिंग, कास्टिंग और फोर्जिंग जैसी तकनीकों से बनाए जाते हैं। इंजीनियर एल्युमीनियम, स्टील, इंजीनियरिंग प्लास्टिक और कंपोजिट का उपयोग करते हैं। सर्विस रोबोट के पुर्जों का सही मिश्रण चुनते समय मजबूती, वजन, लागत, सटीकता और आकार का संतुलन बनाए रखना आवश्यक है। रोबोटिक्स में यह संतुलन बेहद महत्वपूर्ण है। रोबोट का प्रदर्शन उसकी गुणवत्ता पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, जोड़ों जैसे सर्विस रोबोट के पुर्जों के लिए सावधानीपूर्वक डिजाइन की आवश्यकता होती है। निर्माण प्रक्रियाएं अंतिम उत्पाद को प्रभावित करती हैं।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए सामान्य विनिर्माण प्रक्रियाएं
एएमआर रोबोट के अधिकांश पुर्जे चार मुख्य प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित होते हैं: सीएनसी मशीनिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग, शीट मेटल फैब्रिकेशन और रेडीमेड कंपोनेंट्स। प्रत्येक प्रक्रिया एक अलग कार्य के लिए उपयुक्त है। सीएनसी मशीनिंग से सटीक माप वाले धातु और प्लास्टिक के पुर्जे बनाए जाते हैं। जब आपको हजारों एक जैसे हाउसिंग की आवश्यकता होती है, तो इंजेक्शन मोल्डिंग का उपयोग किया जाता है। शीट मेटल फैब्रिकेशन से फ्रेम और चेसिस बनाए जाते हैं। रेडीमेड कंपोनेंट्स मानक बियरिंग, फास्टनर और मोटर की जगह लेते हैं। 3डी प्रिंटिंग प्रोटोटाइपिंग और कम मात्रा में उत्पादन के लिए एक डिजिटल प्रक्रिया के रूप में काम करती है। इसमें टूलिंग की आवश्यकता बिल्कुल नहीं होती, इसलिए आप तुरंत अपने हाथों में पुर्जा प्राप्त कर सकते हैं।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए सीएनसी मशीनिंग
सटीक धातु और प्लास्टिक के पुर्जे
सीएनसी मशीनिंग नियंत्रित कटिंग टूल्स की मदद से सामग्री हटाती है। यह प्रक्रिया धातुओं और इंजीनियरिंग प्लास्टिक दोनों पर सटीक टॉलरेंस बनाए रखती है। एल्युमीनियम 6061 और 7075 एक्चुएटर हाउसिंग के लिए आम विकल्प हैं, जहां टॉलरेंस लगभग ±0.02 मिमी होता है। जॉइंट सिस्टम में अक्सर टाइटेनियम या स्टेनलेस स्टील का उपयोग ±0.01 मिमी की सटीकता के साथ किया जाता है। इस स्तर की सटीकता से गति सुचारू और दोहराने योग्य बनी रहती है। सटीक मशीनिंग से टूलिंग में निवेश किए बिना छोटे बैचों का उत्पादन किया जा सकता है। आप उत्पादन के बीच डिज़ाइन में बदलाव कर सकते हैं और अगले भाग में परिवर्तन देख सकते हैं।
जोड़, ब्रैकेट और सेंसर माउंट
कई सर्विस रोबोट कंपोनेंट डिफ़ॉल्ट रूप से सीएनसी मशीनिंग पर निर्भर करते हैं। एंड इफेक्टर और ग्रिपर इनमें सबसे ऊपर हैं। टूल चेंजर को 0.015 मिमी की रिपीटबिलिटी की आवश्यकता हो सकती है। पैरेलल ग्रिपर अक्सर 0.02 मिमी की ग्रिप रखते हैं, जबकि मिनिएचर ग्रिपर ±0.2 मिमी की सटीकता से काम करते हैं। विज़न, फ़ोर्स-टॉर्क और एनकोडर के लिए सेंसर माउंट को एकदम समतल और कोएक्सियल होना आवश्यक है। मोटर एनक्लोजर को मोटर बॉडी और आउटपुट शाफ्ट बेयरिंग के लिए सटीक बोर फिट की आवश्यकता होती है। कस्टम जिग्स, फिक्स्चर और असेंबली ट्रे भी इसमें शामिल हैं। ये आमतौर पर एक बार बनने वाले या कम मात्रा में उत्पादित एल्यूमीनियम के पुर्जे होते हैं। पुर्जों की सटीक लोकेशन के लिए कम लीड टाइम और लगातार सटीकता महत्वपूर्ण है।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए इंजेक्शन मोल्डिंग
उच्च मात्रा वाले प्लास्टिक हाउसिंग
प्लास्टिक हाउसिंग के बड़े पैमाने पर उत्पादन में इंजेक्शन मोल्डिंग उत्कृष्ट प्रदर्शन करती है। रोबोट हेड, सेंसर कवर और डिस्प्ले एनक्लोजर के लिए ABS और PC/ABS शेल स्टील मोल्ड से बनकर तैयार होते हैं। एक बार टूलिंग तैयार हो जाने पर, उत्पादन चक्र तेज़ हो जाता है और पार्ट की लागत कम हो जाती है। व्यावसायिक स्तर के पार्ट में ±0.25 mm की त्रुटि हो सकती है। सटीक उत्पादन में यह त्रुटि ±0.05 mm तक कम हो जाती है। दीवार की मोटाई लागत को अनुमान से कहीं अधिक बढ़ा देती है। ABS के लिए, 1.2 mm एक व्यावहारिक न्यूनतम मोटाई है। शीतलन समय दीवार की मोटाई के वर्ग के साथ बढ़ता है। 2 mm की दीवार जो 10 सेकंड में ठंडी हो जाती है, 4 mm की दीवार पर लगभग 40 सेकंड लेती है। स्ट्रेट-ड्रिल चैनलों की तुलना में कन्फॉर्मल कूलिंग से कैविटी का अधिकतम तापमान लगभग 50% तक कम हो सकता है और ताना-बाना 85% तक कम हो सकता है।
औजारों की लागत और डिजाइन सीमाएं
इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए टूलिंग की लागत $1,000 से लेकर $100,000 या उससे अधिक तक हो सकती है। स्लाइडर, लिफ्टर और अनस्क्रूइंग मैकेनिज्म की लागत $2,000 से $15,000 तक बढ़ जाती है। मिरर-फिनिश S136 स्टील मोल्ड की कीमत सामान्य टूलिंग की तुलना में 30-50% अधिक होती है। ग्लास-फिल्ड रेजिन के लिए P20 से H13 स्टील में अपग्रेड करने पर स्टील की लागत में 15-25% की वृद्धि होती है। डिज़ाइन सीमाएँ भी महत्वपूर्ण हैं। सिंक मार्क्स से बचने के लिए रिब्स को दीवार की मोटाई के 50-60% पर रखना चाहिए। 1° का ड्राफ्ट कोण मानक है, और गहरे कोर पर 2° का कोण बेहतर काम करता है। कूलिंग चैनल आमतौर पर 8-10 मिमी व्यास के होते हैं, जो कैविटी की सतह से 15-20 मिमी की दूरी पर स्थित होते हैं। वेंट की गहराई 0.02 और 0.05 मिमी के बीच होती है। कम वेंट वाले मोल्ड पुर्जों को जला देते हैं और स्क्रैप बढ़ाते हैं। कुल स्वामित्व लागत एक सरल सिद्धांत पर आधारित है: टूलिंग + पुर्जे की लागत + मात्रा + डाउनटाइम, स्क्रैप और इंजीनियरिंग परिवर्तन जोखिम।
शीट मेटल, 3डी प्रिंटिंग, कास्टिंग और फोर्जिंग
शीट मेटल फ्रेम और चेसिस
शीट मेटल फैब्रिकेशन कई रोबोटिक सिस्टमों की संरचनात्मक रीढ़ की हड्डी का निर्माण करता है। मोड़ने, पंचिंग और वेल्डिंग के माध्यम से सपाट स्टील या एल्यूमीनियम को फ्रेम, ब्रैकेट और चेसिस में परिवर्तित किया जाता है। मध्यम मात्रा में उत्पादन के लिए यह प्रक्रिया तेज़ और सस्ती है। माउंटिंग प्लेट और सुदृढ़ीकरण के लिए यह सीएनसी मशीनिंग के साथ भी अच्छी तरह से काम करती है।
3डी प्रिंटिंग, कास्टिंग और फोर्जिंग में भूमिकाएँ
3D प्रिंटिंग गति के मामले में सबसे आगे है। एक प्रिंटेड पार्ट 24 घंटे के भीतर तैयार होना शुरू हो सकता है, और इसके लिए किसी टूलिंग की आवश्यकता नहीं होती। पोस्ट-प्रोसेसिंग में समय लग सकता है, लेकिन डिज़ाइन की स्वतंत्रता बेजोड़ है। कार्यात्मक पार्ट्स के लिए CNC मशीनिंग में आमतौर पर 1-2 दिन लगते हैं। टूलिंग निर्माण के कारण इंजेक्शन मोल्डिंग में T1 सैंपल के लिए भी कई सप्ताह लग जाते हैं। कास्टिंग और फोर्जिंग अलग-अलग आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। कास्टिंग एक ही बार में जटिल ज्यामितियों को आकार देती है। फोर्जिंग गियरबॉक्स के आंतरिक भागों जैसे उच्च-शक्ति वाले पार्ट्स के लिए ग्रेन फ्लो को संरेखित करती है। ये दोनों विनिर्माण प्रक्रियाएं मिलकर प्रोटोटाइपिंग से लेकर बड़े पैमाने पर उत्पादन तक की आवश्यकताओं को पूरा करती हैं। NOBLE जैसी एक पूर्ण-सेवा भागीदार कंपनी, जो चीन की एक अग्रणी विनिर्माण कंपनी है, CNC मशीनिंग, मोल्डिंग और शीट मेटल का काम एक ही छत के नीचे कर सकती है। यह व्यवस्था ग्राहकों को कई विक्रेताओं से संपर्क किए बिना प्रोटोटाइप से बड़े पैमाने पर उत्पादन तक पहुंचने में मदद करती है।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए सामग्री
किसी सामग्री का चुनाव करते समय उसकी मजबूती, वजन और निर्माण लागत के बीच संतुलन बनाए रखना जरूरी होता है। हर ग्राम मोटर पर भार बढ़ाता है और बैटरी को तेजी से खत्म करता है। प्रत्येक विकल्प की कीमत कच्चे माल और उसे बनाने की प्रक्रिया की कठिनाई पर आधारित होती है। कंपोजिट धातु और प्लास्टिक को मिलाकर बनाया जाने वाला एक नया विकल्प है।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए धातुएँ
हल्के फ्रेम के लिए एल्युमिनियम मिश्र धातु
फ्रेम, ब्रैकेट और सेंसर माउंट के लिए एल्युमीनियम 6061 सबसे उपयुक्त है। इसका घनत्व लगभग 2.7 ग्राम/सेमी³ है। 6061-T6 की यील्ड स्ट्रेंथ लगभग 275 MPa है। बल्क मॉडुलस लगभग 70 GPa है। यह मिश्रण कम वजन के साथ अच्छी कठोरता प्रदान करता है। समान आकार के लिए, एल्युमीनियम का एक भाग स्टील की तुलना में लगभग 65% कम वजन का होता है। इसकी ऊष्मीय चालकता तब सहायक होती है जब माउंट हीट सिंक के रूप में भी कार्य करते हैं। 7075 एल्युमीनियम 500 MPa से अधिक की ऊष्मीय चालकता प्रदान करता है, जो भारी भार वहन करने वाले ब्रैकेट और जॉइंट माउंट के लिए उपयुक्त है। इसका घनत्व लगभग 2.7 ग्राम/सेमी³ ही रहता है, इसलिए वजन में काफी बचत होती है।
मजबूती के लिए स्टील और स्टेनलेस स्टील
स्टील कम जगह में भी भारी भार सहन कर सकता है। इसका घनत्व लगभग 7.8 ग्राम/सेमी³ है। प्रत्यास्थता मापांक लगभग 200 जीपीए है। यानी समान आकार में यह एल्युमीनियम से तीन गुना अधिक कठोर होता है। गियरबॉक्स के आंतरिक भागों, उच्च भार वाले पिनों और अन्य पुर्जों के लिए स्टील सबसे उपयुक्त है। शाफ्ट और गियर के लिए 4140 मिश्र धातु स्टील उपयुक्त है। 304 और 17-4 पीएच स्टेनलेस स्टील जंग प्रतिरोधी होते हैं और मजबूत बने रहते हैं। इसकी एक कमी इसका वजन है। रोबोटिक भुजा के छोटे, उच्च तनाव वाले हिस्सों के लिए स्टील बेहतर होता है। लंबे संरचनात्मक भागों के लिए एल्युमीनियम बेहतर होता है।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए इंजीनियरिंग प्लास्टिक
एबीएस और पीसी/एबीएस हाउसिंग
रोबोट के बाहरी आवरण और कवर के लिए ABS और PC/ABS का उपयोग आम है। ABS में अच्छी प्रभाव शक्ति होती है। PC/ABS मिश्रण सादे ABS की तुलना में अधिक ताप प्रतिरोधकता, मजबूती और ठंडे तापमान में बेहतर प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करते हैं। ज्वाला-रोधी ग्रेड विद्युत आवरणों के लिए UL 94 V-0 मानकों को पूरा करते हैं। घनत्व लगभग 1.1 से 1.4 ग्राम/सेमी³ होता है। इस प्रकार, समान भाग के लिए ये स्टील से 80-85% और एल्युमीनियम से 40-70% हल्के होते हैं। डिज़ाइनर मोटी दीवारें भी बना सकते हैं। कठोरता इसकी सीमा है। बिना भराई वाले PEEK का मापांक लगभग 3.6-4.0 GPa होता है। ABS का मापांक इससे कम होता है। बाहरी आवरणों में पसलियों और सहारे की आवश्यकता होती है। यदि इन पर कोटिंग न की जाए तो पराबैंगनी प्रकाश और रसायन इन्हें नष्ट कर सकते हैं।
नायलॉन और पीओएम पहनने वाले पुर्जे
नायलॉन और पीओएम उन जगहों पर काम आते हैं जहां पुर्जे आपस में छूते और हिलते हैं। गियर, बुशिंग और कैम फॉलोवर में कम घर्षण और अच्छी घिसाव प्रतिरोध क्षमता की आवश्यकता होती है। पीओएम अपना आकार अच्छी तरह बनाए रखता है। नायलॉन अधिक मजबूत होता है लेकिन पानी सोखने पर फूल जाता है। PA66-GF30 एल्यूमीनियम के मुकाबले वजन में अंतर कम करता है और साथ ही मजबूती भी बढ़ाता है। ये पॉलिमर स्लाइडिंग अनुप्रयोगों में धातु की जगह लेते हैं और अधिक शांत गति से चलते हैं। तापमान और क्रीप इसकी सीमाएं हैं। 80-100°C से ऊपर, अधिकांश अनफिल्ड पॉलिमर नरम हो जाते हैं। आपके द्वारा चुना गया ग्रेड कार्य चक्र के अनुरूप होना चाहिए।
रोबोट के घटकों की सेवा के लिए उपयुक्त सामग्री का मिलान
शक्ति-भार और लागत के बीच तालमेल
हर पदार्थ की अपनी कुछ खूबियाँ और कुछ कमियाँ होती हैं। यहाँ उनके गुणों की तुलना दी गई है:
| संपत्ति | स्टील | एल्यूमिनियम 6061 | इंजीनियरिंग प्लास्टिक |
| घनत्व (जी / सेमी³) | ~ 7.8 | ~ 2.7 | 0.93 - 1.4 |
| लोचदार मापांक (GPa) | ~ 200 | ~ 68 | 3.6 - 4.0 |
| तन्य शक्ति (एमपीए) | ~689 तक | 240–310 (6061-T6) | 90–100 (अधूरे पीक) |
| स्टील की तुलना में वजन में बचत | - | ~ 65% | 80 - 85% |
| एल्यूमीनियम की तुलना में वजन में बचत | - | - | 40 - 70% |
स्टील सबसे अधिक कठोरता प्रदान करता है लेकिन वजन में भी सबसे भारी होता है। एल्युमीनियम बीच में आता है। पॉलिमर सबसे हल्के होते हैं लेकिन सबसे कम कठोर होते हैं। स्टील सस्ता तो होता है लेकिन एल्युमीनियम की तुलना में इसकी ढलाई में अधिक समय लगता है। इसकी कार्यक्षमता इस बात पर निर्भर करती है कि सामग्री को कार्य के अनुरूप चुना जाए।
कार्य-चक्र और पर्यावरणीय कारक
प्रयोगशाला में कारगर साबित होने वाली सामग्री व्यावहारिक उपयोग में विफल हो सकती है। तापमान में बदलाव इसके प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। 10°C की वृद्धि से बियरिंग में लगे लुब्रिकेंट का जीवनकाल आधा हो सकता है। 40°C परिवेश तापमान पर चलने वाली मोटरों की रेटिंग इससे अधिक होने पर कम कर दी जानी चाहिए। फ्रेम के पुर्जों का विस्तार एक निश्चित तरीके से होना चाहिए। नमी के कारण नायलॉन फूल जाता है और स्टील में जंग लग जाती है। सेंसर में लगे PCB सब्सट्रेट में जल अवशोषण 0.2% से कम होना चाहिए। रासायनिक प्रभावों से निपटने के लिए एक योजना की आवश्यकता होती है। कृषि मशीनों पर कीटनाशकों का प्रभाव पड़ता है। समुद्री इकाइयों को खारे पानी का सामना करना पड़ता है। कोटिंग, सील और मिश्रधातु रोबोटिक्स के वातावरण के अनुरूप होने चाहिए। कार्य चक्र भी महत्वपूर्ण है। चौबीसों घंटे चलने वाली मशीन को रेंगने से बचाने वाली ग्रेड की सामग्री की आवश्यकता होती है। कभी-कभार उपयोग होने वाले रोबोट के लिए हल्के विकल्प उपयुक्त होते हैं। कार्य के अनुरूप सामग्री का चयन करने से विश्वसनीयता को प्रभावित किए बिना लागत की बचत होती है। सर्विस रोबोट के पुर्जों के लिए, ये विकल्प ही उनकी टिकाऊपन निर्धारित करते हैं।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए डिजाइन संबंधी विचार
विनिर्माण क्षमता के लिए बेहतर डिज़ाइन (DFM) हर निर्णय का मार्गदर्शन करता है। इससे पैसे की बचत होती है, काम में तेज़ी आती है और गलतियाँ कम होती हैं। मूल विचार सरल है: पुर्जे के आकार को उसके निर्माण की सर्वोत्तम विधि से मिलाना। यह नियम रोबोट निर्माण पर शुरू से ही लागू होता है।
सर्विस रोबोट घटकों में ज्यामिति अनुकूलन
दीवार की मोटाई, त्रिज्या और ड्राफ्ट
मोटे सेक्शन फायदे से ज्यादा नुकसान पहुंचाते हैं। इंजेक्शन मोल्डिंग में, मोटी दीवार से ठंडा होने का समय और प्रति पार्ट लागत बढ़ जाती है। मशीनिंग पॉकेट के नुकीले अंदरूनी कोनों के लिए छोटे कटर और अधिक पास की आवश्यकता होती है। इससे मशीनिंग का समय बढ़ जाता है। सरल डीएफएम बदलाव - जैसे बड़े रेडियस, कम टाइट टॉलरेंस, मानक स्टॉक आकार और सरल डीप पॉकेट - सीएनसी मशीनिंग लागत को 20% से 50% तक कम कर सकते हैं। ड्राफ्ट एंगल मोल्डिंग में पार्ट को आसानी से निकालने में मदद करते हैं। मानक बेंड रेडियस शीट मेटल में बेंड की सटीकता में सुधार करते हैं।
मशीनिंग समय कम करना
पार्ट्स की फिटिंग के आधार पर टॉलरेंस लिमिट तय करें, न कि सिर्फ आदत के आधार पर। सख्त लिमिट से मशीनिंग का समय, विशेष टूल्स और बर्बादी बढ़ जाती है। मटेरियल का चुनाव भी महत्वपूर्ण है। सबसे सस्ता ग्रेड जो सही काम करता है, उससे मटेरियल की लागत, टूल्स की टूट-फूट और समय की बचत होती है। कम सेटअप और स्टैंडर्ड टूल्स से सेटअप की लागत कम हो जाती है। सरल आकार बर्बादी और मरम्मत को कम करते हैं, जिससे शेड्यूल समय पर पूरा होता है।
सर्विस रोबोट घटकों का संरचनात्मक डिजाइन
पसलियां, गसेट और भार पथ
पसलियाँ सामग्री को केंद्र से दूर ले जाकर भागों को अधिक कठोर बनाती हैं। इससे जड़त्व आघूर्ण (सेकंड मोमेंट ऑफ इनर्शिया) बढ़ जाता है। 1.25 किलोग्राम वजन वाले 3 मिमी मोटाई के बिना पसलियों वाले खोल की बेंडिंग कठोरता, समान वजन पर तीन पसलियों के साथ 2.3 गुना बढ़ जाती है। क्रॉस-ब्रेसिंग जोड़ने से यह 1.35 किलोग्राम वजन पर 2.9 गुना तक बढ़ जाती है। पसलियाँ तभी उपयोगी होती हैं जब वे भार पथ का अनुसरण करती हैं। सपोर्ट के आर-पार जाने वाली पसलियाँ बेंडिंग को काफी हद तक कम कर देती हैं। सपोर्ट के समानांतर जाने वाली पसलियों से लगभग कोई लाभ नहीं होता। पसलियों की मोटाई दीवार की मोटाई के 50-60% और पसलियों की ऊँचाई दीवार की मोटाई के 3 गुना तक रखें।
कठोरता और कंपन अवमंदन
रोबोट के किसी पुर्जे की पहली प्राकृतिक आवृत्ति कठोरता के साथ बढ़ती है। अधिक कठोरता का अर्थ है गति परिवर्तन के दौरान कम कंपन। इससे सटीकता और पुर्जे का जीवनकाल बढ़ता है। कम कठोरता से शोर और कंपन होता है। आड़ी पसलियां घुमाव शक्ति को बढ़ाती हैं। जालीदार पैटर्न तनाव को अच्छी तरह से फैलाते हैं। पसलियों के आधार पर R2–R4 मिमी की फिललेट त्रिज्या तनाव को जमा होने से रोकती है।
असेंबली के अनुकूल सर्विस रोबोट के पुर्जे
स्व-स्थान निर्धारण सुविधाएँ और फास्टनर
स्व-स्थान निर्धारण सुविधाएँ और एकतरफ़ा सम्मिलन कार्य समय बचाते हैं। मानक फास्टनरों से स्टॉक की जाँच आसान हो जाती है। पोका-योके पुर्जे गलत संयोजन को रोकते हैं। इन विकल्पों से रोबोट प्रणालियों में अच्छे पुर्जों की संख्या बढ़ती है और मरम्मत की आवश्यकता कम होती है।
स्नैप-फिट्स और मॉड्यूलर असेंबली
स्नैप-फिट तकनीक से बड़ी मात्रा में पुर्जों के निर्माण में फास्टनर की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। 25-35° के लीड-इन कोण से पुर्जे कम बल से आसानी से जुड़ जाते हैं। 60-90° के रिटर्न कोण से स्थिर जोड़ बनते हैं; 20-45° के कोण से पुर्जे आसानी से निकाले जा सकते हैं। पकड़ने का बल, जोड़ने के बल का 1.5 से 3 गुना होना चाहिए। अधिकतम मोड़ पर तनाव, सामग्री के टूटने के बिंदु के 60-70% के बराबर या उससे कम होना चाहिए। 1.5 से 2.5 का सुरक्षा गुणांक टूटने से बचाता है। मॉड्यूलर सेटअप से आप पुर्जों को जोड़कर उनकी संख्या कम कर सकते हैं। इससे प्रति पुर्जे की लागत कम हो जाती है और जांच करना आसान हो जाता है।
रोबोट के पुर्जों के निर्माण के लिए प्रक्रियाओं का चयन
रोबोट के पुर्जे बनाने के लिए सही प्रक्रिया का चुनाव तीन बातों पर निर्भर करता है: पुर्जे का कार्य, उसकी सटीकता कितनी होनी चाहिए, और आपको कितने पुर्जों की आवश्यकता है। एक सिस्टम-स्तरीय गाइड इस चुनाव में मदद करता है। सटीकता के मामले में, एक्ट्यूएटर हाउसिंग और जॉइंट बॉडी के लिए सीएनसी मशीनिंग सबसे उपयुक्त है। कार्य के आधार पर यह तय होता है कि पुर्जा कस्टम बनाया जाए या रेडीमेड। मात्रा के आधार पर यह पता चलता है कि इंजेक्शन मोल्डिंग जैसी विधियाँ कब उपयुक्त हैं। एएचपी और टीओपीएसआईएस जैसे उपकरण इंजीनियरों को इन सभी बातों के बीच स्पष्ट रूप से तुलना करने में मदद करते हैं।
भाग की कार्यक्षमता और परिशुद्धता संबंधी आवश्यकताएँ
गति और संवेदन के लिए सहनशीलता
गति और संवेदन भागों के लिए सटीक टॉलरेंस की आवश्यकता होती है। सामान्य टॉलरेंस लगभग ±0.05 मिमी होती है। महत्वपूर्ण विशेषताओं के लिए अक्सर ±0.01–0.02 मिमी की आवश्यकता होती है। स्थिति टॉलरेंस ±0.01–0.03 मिमी होती है। ये सीमाएँ रोबोट की सटीकता को स्थिर रखती हैं। बेयरिंग सीट और रेल माउंट जैसे सटीक इंटरफेस ±0.01–0.05 मिमी के भीतर रखे जाते हैं। इन सीमाओं से आगे जाने पर कंपन या गलत स्थिति उत्पन्न हो सकती है। आवश्यकता से अधिक सटीक टॉलरेंस रखने से अक्सर प्रदर्शन में सुधार किए बिना लागत बढ़ जाती है।
सतह की फिनिश और घिसावट
गतिमान पुर्जों की सतह की खुरदरापन आमतौर पर Ra 0.8–3.2 μm के बीच होती है। जहां भी पुर्जे फिसलते या घूमते हैं, वहां नियंत्रित फिनिश की आवश्यकता होती है। खुरदरी फिनिश से घर्षण और टूट-फूट बढ़ जाती है। इससे सर्विस रोबोट के पुर्जों का जीवनकाल कम हो जाता है। सटीक मशीनिंग से धातु और प्लास्टिक पर आवश्यक फिनिश प्राप्त होती है। लगातार चलने वाले रोबोट सिस्टम के लिए, सतह की गुणवत्ता सीधे तौर पर प्रदर्शन और रखरखाव के समय को प्रभावित करती है।
मात्रा, लागत और लीड टाइम
प्रोटोटाइपिंग बनाम बड़े पैमाने पर उत्पादन
प्रोटोटाइपिंग में गति और सीखने पर ज़ोर दिया जाता है। 3D प्रिंटिंग में कुछ घंटों से लेकर कुछ दिनों में बिना किसी टूलिंग के काम पूरा हो जाता है। इसमें टॉलरेंस में ज़्यादा लचीलापन नहीं होता और अक्सर हाथ से फिनिशिंग की जाती है। उत्पादन में एकदम सटीक दोहराव पर ध्यान दिया जाता है। इंजेक्शन मोल्डिंग में प्रमाणित सामग्री और सख्त टॉलरेंस का उपयोग होता है। इसमें टूलिंग तैयार करने के कारण हफ्तों या महीनों का समय लग सकता है। कुछ पुर्जों के लिए 3D प्रिंटिंग सस्ती होती है। हजारों पुर्जों के लिए, इंजेक्शन मोल्डिंग की उच्च टूलिंग लागत, उत्पादन बढ़ने के साथ प्रति पुर्जे की कम लागत से संतुलित हो जाती है।
उपकरण निवेश और इकाई लागत
इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए टूलिंग की लागत 1,000 डॉलर से लेकर 100,000 डॉलर या उससे भी अधिक हो सकती है। यह लागत केवल उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए ही उचित है। कम मात्रा में उत्पादन होने पर प्रति पार्ट लागत अधिक रहती है। सीएनसी मशीनिंग में टूलिंग की आवश्यकता बिल्कुल नहीं होती, इसलिए यह उत्पादन और कस्टम कार्यों के बीच संतुलन बनाने के लिए उपयुक्त है। कुल लागत में टूलिंग, पार्ट की लागत और मात्रा का गुणनफल, साथ ही डाउनटाइम, स्क्रैप और इंजीनियरिंग परिवर्तन का जोखिम शामिल होता है।
आपूर्ति श्रृंखला और सोर्सिंग कारक
घरेलू बनाम विदेशी विनिर्माण
घरेलू उत्पादन से लीड टाइम कम हो जाता है और संचार आसान हो जाता है। विदेशी विकल्प अक्सर प्रति यूनिट लागत कम कर देते हैं, लेकिन शिपिंग समय और समन्वय संबंधी जोखिम बढ़ा देते हैं। एएमआर रोबोट पार्ट्स के लिए, चुनाव तात्कालिकता और मात्रा पर निर्भर करता है। एक ऐसा पूर्ण-सेवा भागीदार जो सीएनसी मशीनिंग, मोल्डिंग और शीट मेटल का काम एक ही छत के नीचे करता है, विभिन्न विक्रेताओं के बीच अदला-बदली की समस्या को कम कर देता है।
गति, लागत और गुणवत्ता के बीच संतुलन
गति, लागत और गुणवत्ता एक दूसरे के विपरीत प्रभाव डालते हैं। तेज़ डिलीवरी आमतौर पर अधिक महंगी पड़ती है। कम लागत का मतलब लंबा लीड टाइम या कमज़ोर गुणवत्ता नियंत्रण हो सकता है। सही संतुलन कार्यक्रम के चरण पर निर्भर करता है। प्रोटोटाइप के लिए गति आवश्यक है। उत्पादन के लिए प्रतिस्पर्धी लागत पर लगातार गुणवत्ता की आवश्यकता होती है। प्रक्रिया को पुर्जे के कार्य, मात्रा और सटीकता की आवश्यकताओं के अनुरूप ढालने से इन तीनों को नियंत्रण में रखा जा सकता है।
कस्टम बनाम ऑफ-द-शेल्फ सर्विस रोबोट कंपोनेंट्स
हर रोबोट प्रोजेक्ट में एक विकल्प चुनना पड़ता है। क्या आप कोई पुर्जा बिल्कुल नया बनाएंगे, या कोई मानक पुर्जा खरीदेंगे? इसका जवाब आपके बजट, समयसीमा और रोबोट के काम करने की क्षमता को प्रभावित करता है। कस्टम पुर्जे एकदम सटीक फिट और कार्यक्षमता प्रदान करते हैं। मानक पुर्जे गति बढ़ाते हैं और जोखिम कम करते हैं। अधिकांश सफल रोबोट प्रोजेक्ट दोनों का उपयोग करते हैं।
कस्टम सर्विस रोबोट कंपोनेंट्स कब उपयोगी साबित होते हैं
स्वामित्व वाली ज्यामिति और प्रदर्शन
कुछ कार्यों के लिए ऐसे पुर्जों की आवश्यकता होती है जो कोई और नहीं बनाता। विशिष्ट भार वहन के लिए बनाए गए आर्म के अंतिम छोर के औजार इसका एक प्रमुख उदाहरण हैं। विशेष गति पैटर्न के लिए अनुकूलित गियरहेड और कपलिंग इसके बाद आते हैं। रोबोट के वातावरण के लिए निर्मित माउंट, ब्रैकेट और सेंसर इस सूची को पूरा करते हैं। इन पुर्जों को अक्सर सुरक्षित और भरोसेमंद बने रहने के लिए उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है। मानक विकल्प इस आवश्यकता को पूरा नहीं कर सकते।
जटिल आकृतियों के लिए कभी-कभी विशेष दृष्टिकोण अपनाना पड़ता है। एक एयरोस्पेस टीम को एक ऐसा पुर्जा चाहिए था जो सीधे प्रिंट करने के लिए बहुत बड़ा था। उन्होंने 3D प्रिंटिंग को सैंड कास्टिंग मोल्ड के साथ मिलाकर काम किया। टीम ने स्पाइरल हेलिक्स स्प्रू और गोल राइज़र का उपयोग करके गेटिंग सिस्टम को फिर से डिज़ाइन किया। इन विशेषताओं के कारण पिघली हुई धातु का प्रवाह 0.5 मीटर/सेकंड की महत्वपूर्ण सीमा से नीचे बना रहा। पारंपरिक कास्टिंग पैटर्न से इस तरह के उपकरण नहीं बनाए जा सकते।
“इतने बड़े और जटिल पुर्जे को बनाने का एकमात्र तरीका उन्नत विनिर्माण तकनीक का उपयोग करना है।” — डॉ. रयान ओ'हारा, एनटॉप में एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के निदेशक
दीर्घकालिक मात्रा और लागत लाभ
कस्टम टूलिंग में शुरुआती लागत आती है। उत्पादन बढ़ने पर यह निवेश फायदेमंद साबित होता है। एक कस्टम इंजेक्शन मोल्ड की कीमत 50,000 डॉलर हो सकती है, लेकिन बड़े पैमाने पर उत्पादन करने पर प्रति पार्ट लागत में काफी कमी आती है। कस्टम पार्ट्स में वे कमियां भी आ जाती हैं जो स्टैंडर्ड पार्ट्स को अनुकूलित करने में होती हैं। अतिरिक्त ब्रैकेट, शिम और रीवर्क की जरूरत नहीं पड़ती। कई वर्षों के उत्पादन में ये बचत काफी मायने रखती है। मुख्य बात यह है कि कस्टम निवेश को वास्तविक उत्पादन मात्रा के अनुरूप रखा जाए।
जब बाज़ार में आसानी से उपलब्ध सर्विस रोबोट के पुर्जे जीत हासिल करते हैं
मानक बियरिंग, फास्टनर और मोटर
हर पार्ट के लिए कस्टम डिज़ाइन की ज़रूरत नहीं होती। बेयरिंग, फास्टनर और मोटर हज़ारों स्टैंडर्ड साइज़ में उपलब्ध हैं। ये प्रमाणित और परीक्षित हैं और कई आपूर्तिकर्ताओं से मिलते हैं। एक स्टैंडर्ड मोटर की कीमत कस्टम मोटर से काफी कम हो सकती है। साथ ही, इसकी डिलीवरी हफ़्तों में नहीं, बल्कि कुछ ही दिनों में हो जाती है। AMR रोबोट के पार्ट्स के लिए, स्टैंडर्ड ड्राइवट्रेन पार्ट्स इंजीनियरिंग का समय कम करते हैं और स्पेयर पार्ट्स का प्रबंधन आसान बनाते हैं।
बाजार में तेजी से उत्पाद पहुंचाना और जोखिम कम करना
रोबोटिक्स में गति मायने रखती है। आसानी से उपलब्ध पुर्जों से आप तेजी से निर्माण और परीक्षण कर सकते हैं। इससे डिज़ाइन समीक्षा, टूलिंग लीड टाइम और पहले उत्पाद की जाँच जैसी चुनौतियों से मुक्ति मिलती है। मानक पुर्जों की विश्वसनीयता का डेटा भी ज्ञात होता है। इससे तकनीकी जोखिम कम होता है। एक स्टार्टअप वर्षों के बजाय महीनों में एक कार्यशील प्रोटोटाइप तैयार कर सकता है। हालांकि, इसका नुकसान यह है कि सटीक विशिष्टताओं पर आपका नियंत्रण कम हो जाता है।
एक हाइब्रिड सोर्सिंग फ्रेमवर्क
कस्टम क्रिटिकल पार्ट्स, मानक कमोडिटीज
स्मार्ट टीमें अपने बिल ऑफ मैटेरियल्स को विभाजित करती हैं। महत्वपूर्ण भागों को विशेष रूप से तैयार किया जाता है। सामान्य भाग मानक ही रहते हैं। व्यवहार में यह ढांचा कुछ इस तरह दिखता है:
| स्रोत निर्धारण रणनीति | कस्टम / महत्वपूर्ण पुर्जे | मानक वस्तुएँ |
| इन्वेंट्री मॉडल | उच्च मूल्य वाली और लंबे समय तक बिकने वाली वस्तुओं के लिए बैकअप स्टॉक रखें। | जस्ट-इन-टाइम ऑर्डरिंग का उपयोग करें |
| आपूर्तिकर्ता की छंटनी | प्रत्येक महत्वपूर्ण भाग के लिए कम से कम दो अनुमोदित आपूर्तिकर्ता रखें। | कम जोखिम वाली वस्तुओं के लिए एक ही आपूर्तिकर्ता ठीक है |
| स्रोत स्थान | लीड टाइम कम करने के लिए आस-पास या उसी क्षेत्र में स्थित स्रोतों का उपयोग करें। | कम प्रति इकाई लागत के लिए वैश्विक स्तर पर स्रोत खोजें |
| करार | बचाव खंड और पूर्व-समय संबंधी वादे निर्धारित करें | बहुवर्षीय अनुबंधों के साथ कीमत तय करें |
गोयल और ब्रह्माभट्ट द्वारा 2024 में किए गए एक अध्ययन में पाया गया कि दो आपूर्तिकर्ताओं का उपयोग करने से आपूर्ति श्रृंखला की मजबूती और लचीलापन बढ़ता है।
आपूर्तिकर्ता की क्षमता का मूल्यांकन
हर आपूर्तिकर्ता कस्टम और स्टैंडर्ड दोनों तरह के काम को कुशलता से नहीं संभाल पाता। ऐसे पार्टनर की तलाश करें जिसके पास इन-हाउस मशीनिंग, मोल्डिंग और शीट मेटल की सुविधा हो। इससे बार-बार वेंडर बदलने की ज़रूरत कम होती है और उत्पादन में तेज़ी आती है। गुणवत्ता प्रमाणन और ट्रेसिबिलिटी के बारे में ज़रूर पूछें। जो आपूर्तिकर्ता कस्टम पार्ट्स और स्टैंडर्ड कमोडिटीज़ दोनों में माहिर हो, वह सिर्फ़ एक काम करने वाले आपूर्तिकर्ता से ज़्यादा फ़ायदेमंद होता है।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए गुणवत्ता नियंत्रण
गुणवत्ता नियंत्रण यह सुनिश्चित करता है कि हर पुर्जा तय मानकों के अनुरूप हो। एक खराब पुर्जा भी रोबोट को काम के बीच में रोक सकता है। इससे समय और पैसा दोनों बर्बाद होते हैं। तो आप यह कैसे सुनिश्चित करेंगे कि हर पुर्जा सही हो?
सर्विस रोबोट घटकों के लिए निरीक्षण विधियाँ
सीएमएम, ऑप्टिकल और कार्यात्मक परीक्षण
कई उपकरण पुर्जों को मापते हैं। कोऑर्डिनेट मेजरिंग मशीन (सीएमएम) एक छोटी नोक से सतहों की जांच करती हैं। ये ±0.0005 इंच तक की सटीक टॉलरेंस प्राप्त कर सकती हैं। बेयरिंग सीट और जॉइंट बोर के लिए इस स्तर की सटीकता महत्वपूर्ण है। एटीओएस ट्रिपल स्कैन ब्लू लाइट सिस्टम इससे भी आगे जाता है। यह 5-6 माइक्रोन तक के संरचित प्रकाश को कैप्चर करता है। यह जटिल फ्रीफॉर्म आकृतियों के लिए उपयोगी है। मशीन विज़न-आधारित मेट्रोलॉजी एक साथ कई आयामों का निरीक्षण करती है। एआई एल्गोरिदम पास या फेल का निर्णय करते हैं। इससे निरीक्षण का समय कम हो जाता है। विज़न से लैस रोबोटिक आर्म पुर्जों को अच्छी तरह से जांचने के लिए उनकी स्थिति निर्धारित करते हैं। स्कारा कोबोट कार्यप्रवाह में लचीलापन जोड़ते हैं।
ज्यामितीय आयाम निर्धारण और सहनशीलता (जीडी एंड टी) यह निर्धारित करती है कि कौन से आयाम सबसे महत्वपूर्ण हैं। गुणवत्ता के लिए महत्वपूर्ण (सीटीक्यू) विशेषताओं को प्राथमिकता दी जाती है। अंशांकन राष्ट्रीय मानक एवं प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) के मानकों के अनुसार किया जाता है। इससे आपको भरोसेमंद ट्रेसबिलिटी मिलती है। उच्च मात्रा में उत्पादन में गो/नो-गो गेज तुरंत पास या फेल का परिणाम देते हैं। सटीक हस्त उपकरण सामान्य जांच करते हैं। ऑप्टिकल कंपैरेटर छोटे पुर्जों के 2डी प्रोफाइल की जांच करते हैं। विनिर्माण में प्रत्येक विधि का अपना महत्व है।
प्रथम लेख और प्रक्रियाधीन जाँच
प्रथम उत्पाद निरीक्षण (फर्स्ट आर्टिकल इंस्पेक्शन) उत्पादन लाइन से निकलने वाले पहले पुर्जे की जाँच करता है। यह मशीन और औजारों के सही ढंग से काम करने की पुष्टि करता है। इसके बाद, प्रक्रिया के दौरान की जाने वाली जाँचें प्रक्रिया को सुचारू रखती हैं। मशीन की जाँच से शुरुआती गड़बड़ी का पता चल जाता है। नमूनाकरण और एसपीसी (स्पॉन्सिव परसेप्शन) पुर्जों के बाहर जाने से पहले ही रुझानों का पता लगा लेते हैं। एक स्पष्ट निरीक्षण योजना में यह बताया जाता है कि क्या जाँचना है, कैसे जाँचना है और किस स्थिति में सुधार की आवश्यकता है।
मानक और पता लगाने योग्यता
सामग्री प्रमाणपत्र और बैच ट्रैकिंग
ट्रेसबिलिटी की शुरुआत मटेरियल सर्टिफिकेशन से होती है। एल्युमीनियम, स्टील या प्लास्टिक के हर बैच के साथ एक सर्टिफिकेशन आता है। इसमें मिश्रधातु, हीट ट्रीट और यांत्रिक गुणधर्म दर्शाए जाते हैं। बैच ट्रैकिंग से प्रत्येक भाग को उसके कच्चे माल से जोड़ा जा सकता है। यदि कोई खराबी आती है, तो आपको स्रोत का पता चल जाता है। AS9102 फॉर्म 3 रिपोर्टिंग विनियमित कार्यों के लिए इसका समर्थन करती है। सर्विस रोबोट के पुर्जों के लिए, मटेरियल सर्टिफिकेशन जोखिम को कम करते हैं।
सहनशीलता और फिनिश का दस्तावेजीकरण
प्रत्येक ड्राइंग में टॉलरेंस और फिनिश का विवरण होना चाहिए। इसमें महत्वपूर्ण विशेषताओं के लिए जीडी एंड टी कॉलआउट, स्लाइडिंग पार्ट्स के लिए सरफेस फिनिश स्पेसिफिकेशन और प्रेस फिट के लिए डाइमेंशनल टॉलरेंस शामिल हैं। यह दस्तावेज़ निरीक्षण में मार्गदर्शन करता है और भविष्य के उत्पादन कार्यों में सहायक होता है। आपूर्तिकर्ता बदलने पर भी यह उपयोगी होता है। स्पष्ट स्पेसिफिकेशन भ्रम से बचाता है।
सामान्य गुणवत्ता संबंधी खामियाँ
उच्च मात्रा वाले उत्पादन में आयामी विचलन
आयामी विचलन लंबी उत्पादन प्रक्रिया के दौरान पुर्जे के आकार में होने वाला धीमा बदलाव है। यह औजारों के घिसने के कारण होता है। साथ ही, तापमान में बदलाव, फिक्स्चर के घिसने और सामग्री में भिन्नता भी इसके कारण हो सकते हैं। प्रोटोटाइप में विचलन शायद दिखाई न दे। हजारों पुर्जे बनने के बाद यह एक समस्या बन जाता है। औजारों के घिसने से होने वाला विचलन तभी पूर्वानुमानित किया जा सकता है जब प्रक्रिया स्थिर रहे। सामग्री के बैच या शीतलक में बदलाव से घिसाव का व्यवहार बदल जाता है। तापमान संबंधी प्रभावों के लिए वार्म-अप रूटीन और नियंत्रित नमूनाकरण की आवश्यकता होती है। फिक्स्चर के घिसने के लिए नियमित जांच आवश्यक है। सामग्री में भिन्नता के लिए लॉट ट्रैकिंग की आवश्यकता होती है। मापन प्रणालियाँ भी चुपचाप खराब हो सकती हैं। चिप्स, तापमान, स्टाइलस का घिसना या गलत कैलिब्रेशन वास्तविक विचलन को छिपा सकते हैं।
इस समस्या के समाधान के लिए पांच चरण हैं:
- स्थिर आधार और वर्कहोल्डिंग बनाए रखें ताकि पार्ट हर बार एक ही तरह से रहे।
- ऐसे उपकरण घिसाव नियम लागू करें जो "विफलता होने तक काटने" के व्यवहार को रोकें।
- परिवर्तन के प्रति संवेदनशील प्रमुख विशेषताओं पर प्रक्रिया के दौरान जांच करें।
- रुझानों का जल्द पता लगाने के लिए सैंपलिंग और एसपीसी का उपयोग करें।
- स्पष्ट निरीक्षण योजना का पालन करें जिसमें परिभाषित जांच विधियां और समायोजन कारक शामिल हों।
असंगत फिनिशिंग और कोटिंग
सतह की फिनिशिंग हर बैच में अलग-अलग होती है। वर्क हार्डनिंग और बिल्ट-अप एज फिनिश की गुणवत्ता को कम कर देते हैं। कोटिंग की मोटाई भी अलग-अलग हो सकती है। एनोडाइजिंग या पाउडर कोटिंग में पतले धब्बे हो सकते हैं। कोटिंग से पहले सफाई के चरण महत्वपूर्ण हैं। अनियमित तैयारी से चिपकने में विफलता हो सकती है। उच्च गुणवत्ता वाले रोबोटिक पुर्जों के लिए, नियंत्रित फिनिशिंग प्रक्रिया मशीनिंग जितनी ही महत्वपूर्ण है। सही फिनिशिंग से घिसाव दर और पुर्जे की आयु प्रभावित होती है। यह रोबोटिक सिस्टम के प्रदर्शन को भी प्रभावित करती है।
रोबोट के पुर्जों के निर्माण में गुणवत्ता नियंत्रण प्रक्रिया के अनुशासन पर निर्भर करता है। हर जांच और हर प्रमाणन का अपना महत्व होता है। इसी से विश्वसनीय रोबोट पुर्जे बनते हैं। लक्ष्य हर इकाई में एकसमान गुणवत्ता बनाए रखना है। अच्छी गुणवत्ता लागत को भी नियंत्रण में रखती है। कम दोष होने से कम मरम्मत और बर्बादी होती है। किसी भी रोबोट प्रणाली के लिए गुणवत्ता अनिवार्य है, यह विश्वसनीय प्रदर्शन की नींव है।
नोबल द्वारा सर्विस रोबोट घटकों का विनिर्माण
नोबल एक ऐसी निर्माता कंपनी है जो हर तरह का काम करती है। यह कंपनी धातु और प्लास्टिक प्रसंस्करण का काम करती है। इसमें सर्विस रोबोट के पुर्जों के निर्माण की पूरी प्रक्रिया शामिल है। आपको पांच के बजाय सिर्फ एक पार्टनर के साथ काम करना होता है।
धातु और प्लास्टिक प्रसंस्करण एक ही छत के नीचे
सीएनसी मशीनिंग, मोल्डिंग और शीट मेटल
अधिकांश दुकानें केवल एक प्रकार का काम चुनती हैं। नोबल कई प्रकार के काम करता है। सीएनसी मशीनिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग और शीट मेटल का काम, सब कुछ उनकी अपनी ही इमारत में होता है। रोबोट के पुर्जे बनाने के लिए यह मिश्रण महत्वपूर्ण है। एक जॉइंट हाउसिंग को मशीनिंग की आवश्यकता हो सकती है। इसके कवर को मोल्डिंग की आवश्यकता हो सकती है। फ्रेम को बेंडिंग की आवश्यकता हो सकती है। एक ही विक्रेता इन तीनों कामों को संभालता है। आपूर्तिकर्ताओं के बीच टॉलरेंस में बदलाव होने पर दोषारोपण की समस्या से बचा जा सकता है।
प्रोटोटाइपिंग से लेकर उत्पादन तक
एक ही कारखाने में परियोजना के दोनों चरण संभाले जाते हैं। कुछ ही दिनों में एक प्रोटोटाइप ब्रैकेट मिल से बनकर तैयार हो जाता है। बाद में, उसी डिज़ाइन को बड़ी मात्रा में उत्पादन के लिए मोल्डिंग या कास्टिंग के लिए भेजा जाता है। यह प्रक्रिया एक यूनिट से हजारों यूनिट तक उत्पादन को सुगम बनाती है। साथ ही, इससे विनिर्माण प्रक्रिया भी एक जैसी बनी रहती है। आपने जिस चीज़ का परीक्षण किया है, वही आपको उत्पाद के रूप में मिलता है।
सर्विस रोबोट घटकों के पीछे के प्रमाणन
आईएसओ 9001: 2015 गुणवत्ता प्रबंधन
ISO 9001:2015 बुनियादी नियम निर्धारित करता है। इसमें लिखित प्रक्रिया, समस्याओं का समाधान और रिकॉर्ड रखना शामिल है। रोबोटिक्स खरीदारों के लिए, इसका मतलब है स्थिर परिणाम। हर बैच एक ही प्रक्रिया का पालन करता है। गुणवत्ता इस बात पर निर्भर नहीं करती कि उस शिफ्ट में कौन काम कर रहा है।
विनियमित कार्य के लिए आईएसओ 13485:2016
ISO 13485:2016 इससे भी आगे जाता है। यह चिकित्सा उपकरणों और अन्य कड़ाई से नियंत्रित उत्पादों के लिए बनाया गया है। देखभाल केंद्रों में सहायता करने वाले रोबोट अक्सर इस नियम के अंतर्गत आते हैं। यह मानक डिज़ाइन रिकॉर्ड, ट्रैकिंग और जोखिम पर कड़े नियंत्रण की मांग करता है। NOBLE के पास ये दोनों प्रमाणपत्र हैं। इससे संवेदनशील क्षेत्रों में कस्टम घटकों के लिए नए अवसर खुलते हैं।
सर्विस रोबोट घटकों के लिए पूर्ण सेवा समर्थन
डिजाइन, इंजीनियरिंग और डीएफएम
किसी भी धातु की कटाई से पहले ही सहायता कार्य शुरू हो जाता है। नोबल के इंजीनियर ड्राइंग की समीक्षा करते हैं और कमियों को इंगित करते हैं। निर्माण-योग्यता संबंधी प्रतिक्रिया से लागत और निर्माण समय में कमी आ सकती है। मोटी दीवार को रिब्ड दीवार में बदला जा सकता है। जहां आवश्यक न हो, वहां सख्त टॉलरेंस को ढीला किया जा सकता है। ये छोटे-छोटे बदलाव सामग्री की सूची में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।
संयोजन, परीक्षण और वितरण
काम केवल एक तैयार पुर्जे तक ही सीमित नहीं है। नोबल उप-प्रणालियों को जोड़ता है, कार्यात्मक जांच करता है और शिपमेंट के लिए पैकेजिंग करता है। यह पूर्ण-सेवा मॉडल एएमआर रोबोट पुर्जों और अन्य रोबोटिक प्रणालियों का निर्माण करने वाली टीमों की मदद करता है। आपको कोटेशन से लेकर डिलीवरी तक एक ही संपर्क सूत्र मिलता है।
यह उल्लेखनीय है कि रोबोटिक्स के लिए विनिर्माण में इस प्रकार का एकीकरण लाभकारी होता है। विशिष्ट कार्य और मानक वस्तुएं एक ही आपूर्ति श्रृंखला साझा कर सकती हैं। इसका परिणाम यह होता है कि विक्रेताओं के बीच बार-बार बदलाव किए बिना उच्च गुणवत्ता वाले रोबोट पुर्जे प्राप्त होते हैं। किसी भी रोबोट प्रोग्राम के लिए यह एक वास्तविक लाभ है।
सीएनसी मशीनिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग, शीट मेटल वर्क, 3डी प्रिंटिंग, कास्टिंग और फोर्जिंग से अधिकांश सर्विस रोबोट के पुर्जे बनते हैं। एल्युमीनियम, स्टील, इंजीनियरिंग प्लास्टिक और कंपोजिट बाकी पुर्जों के लिए इस्तेमाल होते हैं। प्रत्येक प्रक्रिया को पुर्जे के कार्य, आवश्यक संख्या, लागत और निर्माण समय के अनुसार चुनें। इस योजना से रोबोटिक्स परियोजनाएं बजट के भीतर रहती हैं।
निर्माण क्षमता और गुणवत्ता नियंत्रण के लिए डिज़ाइन करना महत्वपूर्ण कदम हैं, न कि अतिरिक्त चीज़ें। ये तय करते हैं कि रोबोट के पुर्जे फील्ड में कितने समय तक टिकेंगे। इन्हें नज़रअंदाज़ करने से लागत और जोखिम दोनों बढ़ जाते हैं।
रोबोट के पुर्जे बनाने के लिए, एक ही साझेदार सब कुछ बदल देता है। नोबल डिज़ाइन, उत्पादन, असेंबली और परीक्षण सभी एक ही स्थान पर करता है। यह सहयोग प्रोटोटाइप से लेकर पूर्ण उत्पादन तक रोबोट के प्रदर्शन को बढ़ाता है।
सर्विस रोबोट घटकों के अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
किस प्रक्रिया से सबसे सटीक टॉलरेंस वाले सर्विस रोबोट कंपोनेंट बनाए जाते हैं?
सीएनसी मशीनिंग में सबसे सटीक टॉलरेंस प्राप्त होता है। स्टेनलेस स्टील या टाइटेनियम में जॉइंट सिस्टम ±0.01 मिमी तक सटीक हो सकते हैं। एल्युमीनियम में एक्चुएटर हाउसिंग लगभग ±0.02 मिमी तक सटीक होते हैं। इंजेक्शन मोल्डिंग से सटीक काम के लिए अधिकतम टॉलरेंस ±0.05 मिमी तक ही हो सकता है। गति और संवेदन वाले पुर्जों के लिए, मशीनिंग आमतौर पर बेहतर विकल्प होता है।
हल्के रोबोटिक आर्म के लिए कौन सी सामग्री सबसे उपयुक्त है?
एल्युमिनियम 6061-T6 आमतौर पर चुना जाता है। समान आकार के लिए इसका वजन स्टील से लगभग 65% कम होता है। इसकी यील्ड स्ट्रेंथ लगभग 275 MPa होती है। अधिक भार के लिए, 7075 एल्युमिनियम 500 MPa से भी अधिक यील्ड स्ट्रेंथ प्रदान करता है। गियरबॉक्स के आंतरिक भागों जैसे छोटे, उच्च तनाव वाले लिंक के लिए स्टील ही सबसे उपयुक्त विकल्प है।
सर्विस रोबोट के पुर्जों के लिए इंजेक्शन मोल्डिंग कब सीएनसी मशीनिंग से बेहतर साबित होती है?
मात्रा ही इसका निर्धारण करती है। टूलिंग की लागत 1,000 डॉलर से लेकर 100,000 डॉलर या उससे भी अधिक हो सकती है। यह लागत केवल हजारों एक जैसे पुर्जों के उत्पादन में ही फायदेमंद साबित होती है। सीएनसी मशीनिंग में टूलिंग की आवश्यकता बिल्कुल नहीं होती, इसलिए यह प्रोटोटाइप, ब्रिज उत्पादन और कस्टम कार्यों के लिए उपयुक्त है। कुछ सौ इकाइयों से कम उत्पादन में, मशीनिंग की लागत आमतौर पर प्रति पुर्जे कम होती है।
इंजीनियर कस्टम पार्ट्स पर मशीनिंग का समय कैसे कम करते हैं?
फिटिंग को प्रभावित न करने वाली सहनशीलता को कम करें। सबसे सस्ते ग्रेड का उपयोग करें जो काम करता हो। कम सेटअप और मानक उपकरण भी लागत कम करते हैं। साधारण डीएफएम बदलाव - बड़े रेडियस, मानक स्टॉक आकार, सरल पॉकेट - सीएनसी मशीनिंग लागत को 20% से 50% तक कम कर सकते हैं।
उच्च मात्रा वाले प्रयोगों में आयामी विचलन का कारण क्या है?
औजारों के घिसने से ही अधिकांश विचलन होता है। तापमान में बदलाव, फिक्स्चर का घिसना और सामग्री में भिन्नता भी इसमें योगदान देती हैं। इसका समाधान पाँच चरणों में किया जाता है: स्थिर आधार बिंदु, औजारों के घिसाव के नियम, प्रमुख विशेषताओं पर प्रक्रिया के दौरान जाँच, एसपीसी के साथ नमूना लेना और समायोजन ट्रिगर के साथ एक स्पष्ट निरीक्षण योजना।
कस्टम पार्ट्स के बजाय रेडीमेड पार्ट्स का उपयोग क्यों करें?
मानक बियरिंग, फास्टनर और मोटर कुछ ही दिनों में डिलीवर हो जाते हैं और इनकी विश्वसनीयता का डेटा ज्ञात होता है। इनसे इंजीनियरिंग का समय कम होता है और तकनीकी जोखिम भी घटता है। कस्टम पार्ट्स सटीक फिट और कार्यक्षमता प्रदान करते हैं, लेकिन इनसे टूलिंग की लागत और डिलीवरी का समय बढ़ जाता है। अधिकांश सफल परियोजनाओं में दोनों प्रकार के पार्ट्स का उपयोग किया जाता है।
सर्विस रोबोट कंपोनेंट्स के आपूर्तिकर्ता के पास कौन-कौन से प्रमाणपत्र होने चाहिए?
ISO 9001:2015 में लिखित प्रक्रिया, समस्या निवारण और रिकॉर्ड रखने के प्रावधान शामिल हैं। ISO 13485:2016 चिकित्सा उपकरणों जैसे विनियमित क्षेत्रों के लिए अधिक विस्तृत है। NOBLE के पास ये दोनों प्रमाण पत्र हैं। यह संयोजन प्रत्येक बैच में स्थिर परिणाम सुनिश्चित करता है और संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए नए रास्ते खोलता है।
डीएफएम सर्विस रोबोट के घटकों की लागत को कैसे कम करता है?
DFM पुर्जे के आकार को सर्वोत्तम निर्माण विधि के अनुरूप ढालता है। इसमें मोटी दीवारों की जगह पसलियां लगाई जाती हैं। जहां सहनशीलता का कोई महत्व नहीं होता, वहां उसे कम कर दिया जाता है। स्नैप-फिट तकनीक से बड़ी मात्रा में उत्पादन के लिए फास्टनर की आवश्यकता नहीं होती। ये छोटे-छोटे बदलाव सामग्री की सूची में जुड़कर लागत और निर्माण समय दोनों को कम करते हैं।
