ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາແມ່ນຫຍັງ?

ທຳອິດຂອງໂລກຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາເກີດຢູ່ໃນສະຫະລັດອາເມລິກາໃນປີ 1962. ວິສະວະກອນອາເມລິກາ George Charles Devol, Jr. ໄດ້ສະເຫນີ "ຫຸ່ນຍົນທີ່ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງອັດຕະໂນມັດໂດຍຜ່ານການສອນແລະການຫຼິ້ນ". ຄວາມຄິດຂອງລາວໄດ້ກະຕຸ້ນໃຫ້ນັກທຸລະກິດ Joseph Frederick Engelberger, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ "ພໍ່ຂອງຫຸ່ນຍົນ", ແລະດັ່ງນັ້ນຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາຊື່ວ່າ "Unimate (= ຄູ່ຮ່ວມງານທີ່ມີຄວາມສາມາດທົ່ວໄປ)" ເກີດມາ.
ອີງຕາມ ISO 8373, ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະ ກຳ ແມ່ນການຫມູນໃຊ້ຮ່ວມກັນຫຼືຫຸ່ນຍົນຫຼາຍລະດັບຂອງອິດສະລະພາບ ສຳ ລັບຂະແຫນງອຸດສາຫະ ກຳ. ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາແມ່ນອຸປະກອນກົນຈັກທີ່ເຮັດວຽກອັດຕະໂນມັດແລະເປັນເຄື່ອງຈັກທີ່ອີງໃສ່ພະລັງງານແລະຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມຂອງຕົນເອງເພື່ອບັນລຸຫນ້າທີ່ຕ່າງໆ. ມັນສາມາດຍອມຮັບຄໍາສັ່ງຂອງມະນຸດຫຼືດໍາເນີນການຕາມໂຄງການທີ່ກໍານົດໄວ້ກ່ອນ. ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາທີ່ທັນສະໄຫມຍັງສາມາດປະຕິບັດໄດ້ຕາມຫຼັກການແລະຄໍາແນະນໍາທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍເຕັກໂນໂລຊີປັນຍາປະດິດ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທົ່ວໄປຂອງຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາປະກອບມີການເຊື່ອມໂລຫະ, ການທາສີ, ການປະກອບ, ການເກັບກໍາແລະການວາງ (ເຊັ່ນ: ການຫຸ້ມຫໍ່, palletizing ແລະ SMT), ການກວດສອບແລະການທົດສອບຜະລິດຕະພັນ, ແລະອື່ນໆ; ວຽກງານທັງຫມົດແມ່ນສໍາເລັດດ້ວຍປະສິດທິພາບ, ທົນທານ, ຄວາມໄວແລະຄວາມຖືກຕ້ອງ.
ການຕັ້ງຄ່າຫຸ່ນຍົນທີ່ໃຊ້ກັນຫຼາຍທີ່ສຸດແມ່ນຫຸ່ນຍົນທີ່ມີຂໍ້ຕໍ່, ຫຸ່ນຍົນ SCARA, ຫຸ່ນຍົນ delta, ແລະ ຫຸ່ນຍົນ Cartesian (ຫຸ່ນຍົນ overhead ຫຼື xyz robots). ຫຸ່ນຍົນສະແດງລະດັບການປົກຄອງຕົນເອງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: ຫຸ່ນຍົນບາງອັນຖືກຕັ້ງໂຄງການໃຫ້ປະຕິບັດການກະທຳສະເພາະຊ້ຳໆ (ການກະທຳຊ້ຳໆ) ຢ່າງຊື່ສັດ, ໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນແປງ, ແລະມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງ. ການປະຕິບັດເຫຼົ່ານີ້ຖືກກໍານົດໂດຍປົກກະຕິໂຄງການທີ່ລະບຸທິດທາງ, ຄວາມເລັ່ງ, ຄວາມໄວ, ຄວາມເລັ່ງລັດ, ແລະໄລຍະຫ່າງຂອງການປະຕິບັດການປະສານງານ. ຫຸ່ນຍົນອື່ນໆແມ່ນມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍ, ຍ້ອນວ່າພວກເຂົາອາດຈະຕ້ອງການກໍານົດສະຖານທີ່ຂອງວັດຖຸຫຼືແມ້ກະທັ້ງວຽກງານທີ່ຈະປະຕິບັດຢູ່ໃນວັດຖຸ. ຕົວຢ່າງ, ສໍາລັບການຊີ້ນໍາທີ່ຊັດເຈນກວ່າ, ຫຸ່ນຍົນມັກຈະປະກອບມີລະບົບຍ່ອຍວິໄສທັດຂອງເຄື່ອງຈັກເປັນເຊັນເຊີສາຍຕາຂອງພວກເຂົາ, ເຊື່ອມຕໍ່ກັບຄອມພິວເຕີຫຼືຕົວຄວບຄຸມທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ປັນຍາປະດິດ, ຫຼືສິ່ງໃດກໍ່ຕາມທີ່ຜິດພາດກັບປັນຍາປະດິດ, ກໍາລັງກາຍມາເປັນປັດໃຈສໍາຄັນໃນຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາທີ່ທັນສະໄຫມ.
George Devol ທໍາອິດໄດ້ສະເຫນີແນວຄວາມຄິດຂອງຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາແລະໄດ້ສະຫມັກຂໍເອົາສິດທິບັດໃນ 1954. (ສິດທິບັດໄດ້ຖືກອະນຸຍາດໃນ 1961). ໃນປີ 1956, Devol ແລະ Joseph Engelberger ຮ່ວມກັນກໍ່ຕັ້ງ Unimation, ອີງຕາມສິດທິບັດຕົ້ນສະບັບຂອງ Devol. ໃນປີ 1959, ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາທໍາອິດຂອງ Unimation ໄດ້ເກີດຢູ່ໃນສະຫະລັດ, ກ້າວໄປສູ່ຍຸກໃຫມ່ຂອງການພັດທະນາຫຸ່ນຍົນ. Unimation ຕໍ່ມາໄດ້ອະນຸຍາດເຕັກໂນໂລຊີຂອງຕົນໃຫ້ Kawasaki Heavy Industries ແລະ GKN ເພື່ອຜະລິດຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາ Unimates ໃນຍີ່ປຸ່ນແລະສະຫະປະຊາຊະອານາຈັກ, ຕາມລໍາດັບ. ສໍາລັບໄລຍະເວລາ, ຄູ່ແຂ່ງດຽວຂອງ Unimation ແມ່ນ Cincinnati Milacron Inc. ໃນລັດ Ohio, ສະຫະລັດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນທ້າຍຊຸມປີ 1970, ສະຖານະການນີ້ມີການປ່ຽນແປງພື້ນຖານຫຼັງຈາກບໍລິສັດຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງຍີ່ປຸ່ນຈໍານວນຫຼາຍໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນການຜະລິດຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ຫຸ່ນຍົນອຸດສາຫະກໍາໄດ້ອອກຢ່າງໄວວາໃນເອີຣົບ, ແລະ ABB Robotics ແລະ KUKA Robotics ໄດ້ນໍາເອົາຫຸ່ນຍົນເຂົ້າມາຕະຫຼາດໃນປີ 1973. ໃນທ້າຍຊຸມປີ 1970, ຄວາມສົນໃຈໃນຫຸ່ນຍົນແມ່ນຂະຫຍາຍຕົວ, ແລະບໍລິສັດອາເມລິກາຈໍານວນຫຼາຍໄດ້ເຂົ້າໄປໃນພາກສະຫນາມ, ລວມທັງບໍລິສັດຂະຫນາດໃຫຍ່ເຊັ່ນ General Electric ແລະ General Motors (ເຊິ່ງຮ່ວມທຶນກັບ FANUC Robotics ຂອງຍີ່ປຸ່ນແມ່ນ FANUC). ການເລີ່ມຕົ້ນຂອງອາເມລິກາລວມມີ Automatix ແລະ Adept Technology. ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ຂອງ​ຫຸ່ນ​ຍົນ​ໃນ​ປີ 1984​, Unimation ໄດ້​ມາ​ໂດຍ Westinghouse Electric ໃນ​ມູນ​ຄ່າ 107 ລ້ານ​ໂດ​ລາ​. Westinghouse ໄດ້ຂາຍ Unimation ໃຫ້ກັບ Stäubli Faverges SCA ໃນປະເທດຝຣັ່ງໃນປີ 1988, ເຊິ່ງຍັງຄົງເຮັດຫຸ່ນຍົນທີ່ມີໂຄງສ້າງສໍາລັບການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາທົ່ວໄປແລະຫ້ອງສະອາດ, ແລະເຖິງແມ່ນວ່າໄດ້ຊື້ພະແນກຫຸ່ນຍົນຂອງ Bosch ໃນທ້າຍປີ 2004.

ກໍານົດພາລາມິເຕີ ແກ້ໄຂຈໍານວນແກນ – ສອງແກນແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ທຸກບ່ອນໃນຍົນ; ສາມແກນແມ່ນຕ້ອງການເພື່ອໃຫ້ໄດ້ທຸກບ່ອນໃນອາວະກາດ. ເພື່ອຄວບຄຸມການຊີ້ຂອງແຂນປາຍ (ie, wrist), ຕ້ອງການອີກສາມແກນ (pan, pitch, ແລະມ້ວນ). ບາງການອອກແບບ (ເຊັ່ນ: ຫຸ່ນຍົນ SCARA) ເສຍສະຫຼະການເຄື່ອນໄຫວເພື່ອຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ຄວາມໄວ ແລະຄວາມຖືກຕ້ອງ. ລະດັບອິດສະລະ - ປົກກະຕິແລ້ວຄືກັນກັບຈໍານວນແກນ. ຊອງຈົດໝາຍເຮັດວຽກ – ພື້ນທີ່ຢູ່ໃນອາວະກາດທີ່ຫຸ່ນຍົນສາມາດບັນລຸໄດ້. Kinematics – ການ​ຕັ້ງ​ຄ່າ​ຕົວ​ຈິງ​ຂອງ​ອົງ​ປະ​ກອບ​ຮ່າງ​ກາຍ​ແຂງ​ຂອງ​ຫຸ່ນ​ຍົນ​ແລະ​ຂໍ້​ຕໍ່​, ເຊິ່ງ​ກໍາ​ນົດ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ຂອງ​ຫຸ່ນ​ຍົນ​ທັງ​ຫມົດ​ທີ່​ເປັນ​ໄປ​ໄດ້​. ປະເພດຂອງ kinematics ຫຸ່ນຍົນປະກອບມີ articulated, cardanic, ຂະຫນານ, ແລະ SCARA. ຄວາມອາດສາມາດຫຼືຄວາມອາດສາມາດໂຫຼດ - ນ້ໍາຫນັກທີ່ຫຸ່ນຍົນສາມາດຍົກໄດ້. ຄວາມ​ໄວ – ຫຸ່ນ​ຍົນ​ສາ​ມາດ​ໄດ້​ຮັບ​ຕໍາ​ແຫນ່ງ​ທ້າຍ​ແຂນ​ຂອງ​ຕົນ​ໄດ້​ໄວ​ປານ​ໃດ. ພາລາມິເຕີນີ້ສາມາດຖືກກໍານົດເປັນຄວາມໄວມຸມຫຼືເສັ້ນຊື່ຂອງແຕ່ລະແກນ, ຫຼືເປັນຄວາມໄວປະສົມ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າໃນແງ່ຂອງຄວາມໄວຂອງແຂນ. ການເລັ່ງ – ແກນສາມາດເລັ່ງໄດ້ໄວເທົ່າໃດ. ນີ້ແມ່ນປັດໃຈຈໍາກັດ, ຍ້ອນວ່າຫຸ່ນຍົນອາດຈະບໍ່ສາມາດບັນລຸຄວາມໄວສູງສຸດຂອງມັນໃນເວລາທີ່ປະຕິບັດການເຄື່ອນໄຫວສັ້ນຫຼືເສັ້ນທາງທີ່ສັບສົນກັບການປ່ຽນແປງທິດທາງເລື້ອຍໆ. ຄວາມ​ຖືກ​ຕ້ອງ – ຫຸ່ນ​ຍົນ​ສາ​ມາດ​ໄປ​ເຖິງ​ຕໍາ​ແຫນ່ງ​ທີ່​ຕ້ອງ​ການ​ໄດ້​ໃກ້​ປານ​ໃດ. ຄວາມຖືກຕ້ອງແມ່ນການວັດແທກວ່າຕໍາແຫນ່ງຢ່າງແທ້ຈິງຂອງຫຸ່ນຍົນຢູ່ໄກຈາກຕໍາແຫນ່ງທີ່ຕ້ອງການ. ຄວາມຖືກຕ້ອງສາມາດປັບປຸງໄດ້ໂດຍການໃຊ້ອຸປະກອນການຮັບຮູ້ພາຍນອກເຊັ່ນລະບົບວິໄສທັດຫຼືອິນຟາເລດ. Reproducibility – ຫຸ່ນຍົນກັບຄືນສູ່ຕໍາແຫນ່ງທີ່ມີໂຄງການໄດ້ດີເທົ່າໃດ. ນີ້ແມ່ນແຕກຕ່າງຈາກຄວາມຖືກຕ້ອງ. ມັນອາດຈະຖືກບອກໃຫ້ໄປຫາຕໍາແຫນ່ງ XYZ ທີ່ແນ່ນອນແລະມັນພຽງແຕ່ໄປພາຍໃນ 1 ມມຂອງຕໍາແຫນ່ງນັ້ນ. ນີ້ແມ່ນບັນຫາຄວາມຖືກຕ້ອງແລະສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ດ້ວຍການປັບທຽບ. ແຕ່ຖ້າຕໍາແຫນ່ງນັ້ນຖືກສອນແລະເກັບໄວ້ໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຂອງຕົວຄວບຄຸມ, ແລະມັນກັບຄືນສູ່ພາຍໃນ 0.1 ມມຂອງຕໍາແຫນ່ງທີ່ສອນໃນແຕ່ລະຄັ້ງ, ຫຼັງຈາກນັ້ນການເຮັດຊ້ໍາຂອງມັນແມ່ນພາຍໃນ 0.1 ມມ. ຄວາມຖືກຕ້ອງແລະການເຮັດຊ້ໍາແມ່ນຕົວວັດແທກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ. ການເຮັດເລື້ມຄືນປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຂໍ້ກໍາຫນົດທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດສໍາລັບຫຸ່ນຍົນແລະຄ້າຍຄືກັນກັບ "ຄວາມຊັດເຈນ" ໃນການວັດແທກ - ໂດຍອ້າງອີງໃສ່ຄວາມຖືກຕ້ອງແລະຄວາມແມ່ນຍໍາ. ISO 9283[8] ກຳນົດວິທີການວັດແທກຄວາມຖືກຕ້ອງ ແລະ ການເຮັດຊ້ຳ. ໂດຍປົກກະຕິ, ຫຸ່ນຍົນຖືກສົ່ງໄປຫາຕໍາແຫນ່ງທີ່ສອນຫຼາຍຄັ້ງ, ແຕ່ລະຄັ້ງໄປສີ່ຕໍາແຫນ່ງອື່ນແລະກັບຄືນໄປຫາຕໍາແຫນ່ງທີ່ສອນ, ແລະຄວາມຜິດພາດແມ່ນການວັດແທກ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄວາມສາມາດໃນການເຮັດເລື້ມຄືນໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ເປັນຄ່າບ່ຽງເບນມາດຕະຖານຂອງຕົວຢ່າງເຫຼົ່ານີ້ໃນສາມມິຕິ. ແນ່ນອນ, ຫຸ່ນຍົນປົກກະຕິອາດຈະມີຄວາມຜິດພາດຂອງຕໍາແຫນ່ງທີ່ເກີນຄວາມສາມາດຊ້ໍາ, ແລະນີ້ອາດຈະເປັນບັນຫາການຂຽນໂປລແກລມ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພາກສ່ວນຕ່າງໆຂອງຊອງວຽກຈະມີຄວາມຊ້ຳກັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະການເຮັດຊ້ຳຈະແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມຄວາມໄວ ແລະ ການໂຫຼດ. ISO 9283 ລະບຸວ່າຄວາມຖືກຕ້ອງແລະການເຮັດເລື້ມຄືນຈະຖືກວັດແທກດ້ວຍຄວາມໄວສູງສຸດແລະສູງສຸດທີ່ໂຫຼດໄດ້. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ນີ້ຜະລິດຂໍ້ມູນທີ່ບໍ່ດີ, ເນື່ອງຈາກວ່າຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຫຸ່ນຍົນແລະການເຮັດເລື້ມຄືນຈະດີກວ່າໃນການໂຫຼດແລະຄວາມໄວທີ່ເບົາກວ່າ. ການເຮັດເລື້ມຄືນໃນຂະບວນການອຸດສາຫະກໍາຍັງໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງເຄື່ອງຕັດປາຍ (ເຊັ່ນ: gripper) ແລະແມ້ແຕ່ການອອກແບບຂອງ "ນິ້ວມື" ໃນ gripper ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈັບວັດຖຸ. ຕົວຢ່າງ, ຖ້າຫຸ່ນຍົນຈັບສະກູໂດຍຫົວຂອງມັນ, ສະກູອາດຈະຢູ່ໃນມຸມສຸ່ມ. ຄວາມພະຍາຍາມຕໍ່ໄປໃນການວາງ screw ເຂົ້າໄປໃນຮູ screw ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະລົ້ມເຫລວ. ສະຖານະການດັ່ງກ່າວສາມາດໄດ້ຮັບການປັບປຸງໂດຍ "ລັກສະນະນໍາພາ", ເຊັ່ນ: ການເຮັດໃຫ້ທາງເຂົ້າຂອງຂຸມ tapered (chamfered). ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ – ສໍາ​ລັບ​ບາງ​ຄໍາ​ຮ້ອງ​ສະ​ຫມັກ​, ເຊັ່ນ​: ການ​ເລືອກ​ແລະ​ການ​ປະ​ກອບ​ສະ​ຖານ​ທີ່​ງ່າຍ​ດາຍ​, ຫຸ່ນ​ຍົນ​ພຽງ​ແຕ່​ຕ້ອງ​ການ​ກັບ​ຄືນ​ໄປ​ບ່ອນ​ລະ​ຫວ່າງ​ຈໍາ​ນວນ​ຈໍາ​ນວນ​ຈໍາ​ກັດ​ຂອງ​ຕໍາ​ແຫນ່ງ​ກ່ອນ​ການ​ສອນ​. ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສັບສົນຫຼາຍ, ເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມໂລຫະແລະການທາສີ (ສີສີດ), ການເຄື່ອນໄຫວຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຕາມເສັ້ນທາງໃນຊ່ອງໃນທິດທາງແລະຄວາມໄວທີ່ກໍານົດໄວ້. ແຫຼ່ງພະລັງງານ - ຫຸ່ນຍົນບາງຄົນໃຊ້ມໍເຕີໄຟຟ້າ, ຄົນອື່ນໃຊ້ເຄື່ອງກະຕຸ້ນໄຮໂດຼລິກ. ອະດີດແມ່ນໄວກວ່າ, ອັນສຸດທ້າຍແມ່ນມີອໍານາດຫຼາຍແລະເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເຊັ່ນ: ການແຕ້ມຮູບບ່ອນທີ່ sparks ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການລະເບີດ; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ອາກາດທີ່ມີຄວາມກົດດັນຕໍ່າຢູ່ໃນແຂນປ້ອງກັນການເຂົ້າມາຂອງ vapors ທີ່ໄວໄຟແລະສິ່ງປົນເປື້ອນອື່ນໆ. ຂັບ – ຫຸ່ນຍົນບາງເຊື່ອມຕໍ່ມໍເຕີກັບຂໍ້ຕໍ່ຜ່ານເກຍ; ຄົນອື່ນມີມໍເຕີເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງກັບຂໍ້ຕໍ່ (ຂັບໂດຍກົງ). ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ເກຍ​ສົ່ງ​ຜົນ​ໃຫ້​ມີ​ການ​ວັດ​ແທກ "backlash​"​, ເຊິ່ງ​ແມ່ນ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ຂອງ​ແກນ​ໄດ້​ຟຣີ​. ແຂນຫຸ່ນຍົນຂະຫນາດນ້ອຍມັກຈະໃຊ້ມໍເຕີ DC ທີ່ມີຄວາມໄວສູງ, ແຮງບິດຕ່ໍາ, ເຊິ່ງປົກກະຕິແລ້ວຕ້ອງການອັດຕາສ່ວນເກຍທີ່ສູງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງມີຂໍ້ເສຍປຽບຂອງ backlash, ແລະໃນກໍລະນີເຊັ່ນນີ້ຕົວຫຼຸດເກຍປະສົມກົມກຽວມັກຈະໃຊ້ແທນ. ການປະຕິບັດຕາມ - ນີ້ແມ່ນການວັດແທກປະລິມານຂອງມຸມຫຼືໄລຍະຫ່າງທີ່ຜົນບັງຄັບໃຊ້ກັບແກນຂອງຫຸ່ນຍົນສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້. ເນື່ອງຈາກການປະຕິບັດຕາມ, ຫຸ່ນຍົນຈະເຄື່ອນຍ້າຍຕ່ໍາກວ່າເລັກນ້ອຍໃນເວລາທີ່ປະຕິບັດການ payload ສູງສຸດກ່ວາໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີ payload. ການປະຕິບັດຕາມຄວາມສອດຄ່ອງຍັງມີຜົນກະທົບຕໍ່ຈໍານວນການ overrun ໃນສະຖານະການທີ່ຄວາມເລັ່ງຕ້ອງຫຼຸດລົງດ້ວຍ payload ສູງ.