ইন্ডাস্ট্রিয়াল রোবট হল যন্ত্রপাতি, ইলেকট্রনিক্স, কন্ট্রোল, কম্পিউটার, সেন্সর, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এবং অন্যান্য বহু-বিষয়ক উন্নত প্রযুক্তির একটি সেট যা গুরুত্বপূর্ণ অটোমেশন সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি আধুনিক উত্পাদন শিল্পে। রোবোটিক্স, সিএনসি প্রযুক্তি এবং পিএলসি প্রযুক্তি শিল্প অটোমেশনের জন্য তিনটি প্রধান সহায়ক প্রযুক্তি হিসাবে পরিচিত। রোবোটিক্স প্রযুক্তি এবং এর পণ্যগুলি খুব দ্রুত বিকাশ করছে, এবং নমনীয় উত্পাদন সিস্টেম (FMS), কারখানা অটোমেশন (FA), কম্পিউটার ইন্টিগ্রেটেড ম্যানুফ্যাকচারিং সিস্টেম (CIMS), সেইসাথে শিল্প 4.0 বুদ্ধিমান কারখানার একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশের জন্য অটোমেশন টুল হয়ে উঠেছে।
1. শিল্প রোবট সিস্টেম রচনা এবং কর্মক্ষমতা সূচক
1) শিল্প রোবট সিস্টেম রচনা
একটি ইন্ডাস্ট্রিয়াল রোবট হল একটি মাল্টি-জয়েন্টেড ম্যানিপুলেটর বা মাল্টি{-ডিগ্রি-এর-স্বাধীনতা মেশিন ডিভাইস যা শিল্প ক্ষেত্রের দিকে পরিচালিত হয়, যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে কাজ করতে পারে এবং এটি এমন এক ধরনের মেশিন যা বিভিন্ন ফাংশন উপলব্ধি করার জন্য নিজস্ব শক্তি এবং নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। এটি মানব আদেশ গ্রহণ করতে পারে, অথবা একটি প্রাক-প্রোগ্রাম অনুযায়ী চলতে পারে, আধুনিক শিল্প রোবটগুলিও প্রোগ্রাম অ্যাকশনের নীতি বিকাশের জন্য কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে তৈরি হতে পারে। চিত্র 1-এ একটি সাধারণ শিল্প রোবট দেখানো হয়েছে। প্রযুক্তিগত উন্নয়নের স্তর অনুসারে শিল্প রোবটগুলিকে তিনটি প্রজন্মে ভাগ করা যেতে পারে: প্রথম প্রজন্মের প্রদর্শনমূলক প্রজনন রোবট, দ্বিতীয় প্রজন্মের উপলব্ধিমূলক রোবট এবং তৃতীয় প্রজন্মের বুদ্ধিমান রোবট।
প্রথম প্রজন্মের শিল্প রোবটগুলি বাহ্যিক কাঠামোর দিক থেকে তিনটি প্রধান অংশ নিয়ে গঠিত: অপারেটর (বা রোবট বডি), নিয়ামক এবং প্রদর্শনকারী। শিল্প রোবটের দ্বিতীয় এবং তৃতীয় প্রজন্মের জন্য উপলব্ধি সিস্টেম এবং বিশ্লেষণ এবং সিদ্ধান্ত নেওয়ার সিস্টেম-ও রয়েছে, যা যথাক্রমে সেন্সর এবং সফ্টওয়্যার দ্বারা উপলব্ধি করা হয়।
(1) অপারেটর:মেশিনের মূল অংশ যা বিভিন্ন অপারেশনাল কাজ সম্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে প্রধানত একটি রোবোটিক আর্ম, একটি ড্রাইভ ইউনিট, একটি ট্রান্সমিশন ইউনিট এবং অভ্যন্তরীণ সেন্সর রয়েছে।
(2) নিয়ন্ত্রক:নির্দেশাবলী এবং সেন্সর তথ্য অনুযায়ী কিছু ক্রিয়া সম্পন্ন করার জন্য এটি রোবট বডিকে নিয়ন্ত্রণ করার ডিভাইস, যা রোবটের কার্যকারিতা এবং কর্মক্ষমতা নির্ধারণের মূল অংশ এবং শিল্প রোবটের দ্রুততম আপডেট এবং বিকাশকারী অংশ।
(3) শিক্ষক:এটি রোবটের মানব-মেশিন ইন্টারঅ্যাকশন ইন্টারফেস, যার মাধ্যমে অপারেটর রোবটকে প্রোগ্রাম করতে পারে বা ম্যানুয়ালি রোবটটিকে সরানোর জন্য ম্যানিপুলেট করতে পারে।
ইন্ডাস্ট্রিয়াল রোবটগুলি কার্যত 3টি প্রধান অংশ এবং 6টি উপ-সিস্টেম নিয়ে গঠিত. 3 প্রধান অংশগুলি হল যান্ত্রিক অংশ, নিয়ন্ত্রণ অংশ এবং সেন্সিং অংশ. 6 সাবসিস্টেমগুলি হল ড্রাইভ সিস্টেম, যান্ত্রিক কাঠামো সিস্টেম, মানুষের-মেশিন ইন্টারঅ্যাকশন সিস্টেম, কন্ট্রোল সিস্টেম, সেন্সিং সিস্টেম এবং রোবট-পরিবেশ মিথস্ক্রিয়া ব্যবস্থা।
2) শিল্প রোবট কর্মক্ষমতা সূচক
শিল্প রোবটের কর্মক্ষমতা সূচক হল পণ্য সরবরাহের সময় রোবট প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রদত্ত প্রযুক্তিগত ডেটা, যা রোবটের প্রয়োগের সুযোগ এবং কাজের কর্মক্ষমতা প্রতিফলিত করে, যা একটি রোবট নির্বাচন করার সময় অবশ্যই বিবেচনা করা উচিত। যদিও রোবট প্রস্তুতকারকের দ্বারা প্রদত্ত প্রযুক্তিগত ডেটা ঠিক একই নয়, শিল্প রোবটের গঠন, অ্যাপ্লিকেশন এবং ব্যবহারকারীর চাহিদা একই নয়, তবে এর প্রধান কার্যক্ষমতা সূচকগুলি সাধারণত: স্বাধীনতার ডিগ্রি, কাজের নির্ভুলতা, কাজের পরিসীমা, রেট করা লোড, সর্বাধিক কাজের গতি।
এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে একটি রোবটের অপারেটিং পরিসরের মধ্যে এককতা থাকতে পারে। সিঙ্গুলারিটি এমন পয়েন্ট যেখানে রোবট কাঠামোর সীমাবদ্ধতার কারণে জয়েন্টগুলি নির্দিষ্ট দিকের স্বাধীনতা হারায়। সিঙ্গুলারিটিগুলি সাধারণত ওয়ার্কস্পেসের প্রান্তে পাওয়া যায় এবং যখন সিঙ্গুলারিটিগুলিকে একত্রিত করা হয়, তখন সেগুলিকে "শূন্যতা" হিসাবে উল্লেখ করা হয়। যখন রোবটটি এককতার কাছাকাছি চলে যায়, তখন জয়েন্টগুলির মনোভাব ধীরে ধীরে পরিবর্তিত হয় যার কারণে ধীরে ধীরে স্বাধীনতার ডিগ্রি হ্রাস পায়, যার ফলে ড্রাইভ সিস্টেমে একটি বড় লোড এবং ওভারলোড হয়। অতএব, সিঙ্গুলারিটি সহ রোবটগুলির জন্য, তাদের অপারেটিং পরিসরের জন্যও এককতা এবং গহ্বরগুলি অপসারণ করা প্রয়োজন।
2. শিল্প রোবট নিয়ন্ত্রণ
1) শিল্প রোবট নিয়ন্ত্রণের বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োজনীয়তা
বেশিরভাগ শিল্প রোবটের জয়েন্টগুলির নড়াচড়া একে অপরের থেকে স্বাধীন, এবং রোবট এন্ড{0}} প্রভাবকের অবস্থানগত নির্ভুলতা অর্জনের জন্য একাধিক জয়েন্টের সমন্বয় প্রয়োজন। সুতরাং, শিল্প রোবট নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা একটি সাধারণ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার চেয়ে আরও জটিল এবং নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলি রয়েছে:
(1) এটি মূলত একটি ননলাইনার সিস্টেম।
(2) এটি একাধিক জয়েন্টের সমন্বয়ে গঠিত একটি মাল্টিভারিয়েবল কন্ট্রোল সিস্টেম, এবং জয়েন্টগুলির মধ্যে কাপলিং রয়েছে।
(3) এটি একটি সময়-পরিবর্তনশীল সিস্টেম যার গতিশীল পরামিতি জয়েন্ট গতির অবস্থানের পরিবর্তনের সাথে পরিবর্তিত হয়।
(4) পরিবেশগত অবস্থা এবং নিয়ন্ত্রণ নির্দেশাবলী পরিমাপ এবং বিশ্লেষণ করা প্রয়োজন, এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে সর্বোত্তম নিয়ন্ত্রণ আইন নির্বাচন করুন।
(5) এটি উচ্চ পুনরাবৃত্তিযোগ্য অবস্থান নির্ভুলতা এবং ভাল সিস্টেম অনমনীয়তা আছে.
(6) অবস্থান ওভারশুটিং অনুমোদিত নয়, অন্যথায় সংঘর্ষ ঘটতে পারে, এবং গতিশীল প্রতিক্রিয়া দ্রুত হওয়া উচিত।
শিল্প রোবট নিয়ন্ত্রণের উপরোক্ত বৈশিষ্ট্য রয়েছে তা বিবেচনা করে, শিল্প রোবট নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ডিজাইন করার সময় নিম্নলিখিত মৌলিক প্রয়োজনীয়তাগুলি অবশ্যই পূরণ করতে হবে:
(1) প্রয়োজনীয় কাজের গতিপথ তৈরি করতে বহু-অক্ষ গতির সমন্বিত নিয়ন্ত্রণ।
(2) উচ্চ অবস্থানগত নির্ভুলতা, একটি বড় গতি পরিসীমা।
(3) সিস্টেমের স্ট্যাটিক ডিফারেনশিয়াল রেট ছোট হওয়া উচিত, অর্থাৎ, সিস্টেমের ভাল অনমনীয়তা থাকা প্রয়োজন।
(4) ওভারশুটিং ছাড়া অবস্থান, দ্রুত গতিশীল প্রতিক্রিয়া।
(5) ত্বরণ এবং হ্রাস নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।
(6) প্রতিটি জয়েন্টের গতি ত্রুটি সহগ যতটা সম্ভব সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়া উচিত।
(7) ক্রিয়াকলাপের দৃষ্টিকোণ থেকে, নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার জন্য একটি ভাল মানব-মেশিন ইন্টারফেস থাকা প্রয়োজন, অপারেটরের প্রয়োজনীয়তাগুলিকে ন্যূনতম করুন৷
(8) সিস্টেমের খরচের দৃষ্টিকোণ থেকে, সিস্টেমের হার্ডওয়্যার খরচ যতটা সম্ভব কমাতে হবে, এবং কন্ট্রোল সিস্টেমের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে সফ্টওয়্যার সার্ভো পদ্ধতির আরও বেশি ব্যবহার করতে হবে।
2) শিল্প রোবট নিয়ন্ত্রণ মোড
শিল্প রোবটগুলির নিয়ন্ত্রণ বৈশিষ্ট্য এবং নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা থেকে, শিল্প রোবটের নিয়ন্ত্রণের উপলব্ধিতে অনেকগুলি উপাদান জড়িত, যা প্রধানত রোবটের নীচের স্তর নিয়ন্ত্রণ এবং উপরের স্তর নিয়ন্ত্রণে বিভক্ত। তাদের মধ্যে, নীচের স্তর নিয়ন্ত্রণে রয়েছে রোবট বডি (অর্থাৎ, যান্ত্রিক অংশ), ড্রাইভ সার্কিট অংশ, সেন্সর অংশ এবং নিয়ন্ত্রণ কৌশল (যেমন, পিআইডি নিয়ন্ত্রণ)। উপরের স্তর নিয়ন্ত্রণের মধ্যে রয়েছে রোবটের গতি বিশ্লেষণ, পথ পরিকল্পনা এবং রোবটের সফ্টওয়্যার অংশ [৪]। বিভিন্ন শ্রেণীকরণ পদ্ধতি অনুযায়ী, রোবট নিয়ন্ত্রণ বিভিন্ন উপায়ে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। নিয়ন্ত্রিত বস্তু অনুযায়ী অবস্থান নিয়ন্ত্রণ, গতি নিয়ন্ত্রণ, বল নিয়ন্ত্রণ, ঘূর্ণন সঁচারক বল নিয়ন্ত্রণ, বল/অবস্থান হাইব্রিড নিয়ন্ত্রণ, ইত্যাদি ভাগ করা যেতে পারে। এগুলি মূলত নীচের স্তর নিয়ন্ত্রণ, এবং প্রধান নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলি এখন ব্যাখ্যা করা হয়েছে।
(1) শিল্প রোবট অবস্থান নিয়ন্ত্রণ:উদ্দেশ্য হল রোবট জয়েন্টগুলিকে পূর্ব-পরিকল্পিত গতিবিধি অনুধাবন করতে এবং শেষ পর্যন্ত নিশ্চিত করা যে শিল্প রোবট এন্ড ইফেক্টরটি পূর্বনির্ধারিত ট্র্যাজেক্টোরি বরাবর চলমান-সাধারণত AC সার্ভো সিস্টেম বা ডিসি সার্ভো সিস্টেম ব্যবহার করে।
(2) শিল্প মেশিন জনশক্তি (টর্ক) নিয়ন্ত্রণ:রোবট এন্ড ইফেক্টর-এবং সীমাবদ্ধতার অবস্থার পরিবেশ বিশ্লেষণ করার প্রয়োজন, এবং নিয়ন্ত্রণ কৌশল বিকাশের সীমাবদ্ধতা অনুযায়ী। এছাড়াও, রোবট এবং পরিবেশের মধ্যে যোগাযোগের শক্তি সনাক্ত করতে রোবটের প্রান্তে একটি ফোর্স সেন্সর ইনস্টল করা দরকার। কন্ট্রোল সিস্টেম পূর্বে -প্রতিষ্ঠিত কন্ট্রোল কৌশল অনুসারে এই বল তথ্য প্রক্রিয়া করে, এবং তারপর সেই পরিবেশের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ অনিশ্চিত পরিবেশে অপারেশন করার জন্য রোবটকে নিয়ন্ত্রণ করে, যাতে রোবট জটিল অপারেশনাল কাজগুলি সম্পূর্ণ করতে পারে।
(3) শিল্প রোবট গতি নিয়ন্ত্রণ:সাধারণত অবস্থান নিয়ন্ত্রণের সাথে একযোগে উপলব্ধি করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, ক্রমাগত ট্র্যাজেক্টরি কন্ট্রোল মোডের ক্ষেত্রে, শিল্প রোবটগুলিকে চলমান অংশগুলির গতি নিয়ন্ত্রণ করতে হবে এবং মসৃণ চলাচল এবং সঠিক অবস্থানের প্রয়োজনীয়তা মেটাতে পূর্বনির্ধারিত নির্দেশাবলী অনুসারে ত্বরণ এবং হ্রাস প্রয়োগ করতে হবে। কারণ শিল্প রোবট হল এক ধরনের কাজের অবস্থা (বা ভ্রমণ লোড) পরিবর্তনশীল, জড়তা লোড বৃহৎ আন্দোলনের যন্ত্রপাতি, দ্রুত এবং মসৃণ মধ্যে দ্বন্দ্ব মোকাবেলা করার জন্য, দুটি ট্রানজিশন গতি বিভাগ বন্ধ করার আগে সূচনা ত্বরণ এবং হ্রাস নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। এবং পুরো আন্দোলন প্রক্রিয়ায়, গতি নিয়ন্ত্রণ সাধারণত প্রয়োজনীয়।
3) শিল্প রোবটগুলির বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ
ইন্ডাস্ট্রিয়াল রোবটের বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি বলতে মূলত অনিশ্চিত বা অজানা অবস্থার অধীনে অপারেশনকে বোঝায়, রোবটকে সেন্সরের মাধ্যমে আশেপাশের পরিবেশ সম্পর্কে তথ্য পেতে হবে, তার নিজস্ব অভ্যন্তরীণ জ্ঞান বেস অনুযায়ী সিদ্ধান্ত নিতে হবে এবং তারপর স্বায়ত্তশাসিতভাবে প্রদত্ত কাজটি সম্পূর্ণ করার জন্য বিভিন্ন অ্যাকুয়েটরকে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে, যা রোবট নিয়ন্ত্রণের উপরের স্তরের অন্তর্গত। যদি বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়, তাহলে রোবটের শক্তিশালী পরিবেশগত অভিযোজনযোগ্যতা এবং স্ব-শিক্ষার ক্ষমতা থাকবে। বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিগুলি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার বিকাশের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত যেমন কৃত্রিম নিউরাল নেটওয়ার্ক, ফাজি অ্যালগরিদম, জেনেটিক অ্যালগরিদম, বিশেষজ্ঞ সিস্টেম ইত্যাদি। মোবাইল রোবটগুলিতে নিউরাল নেটওয়ার্ক অ্যালগরিদমের প্রয়োগটি বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ এবং শিল্প রোবটের সংমিশ্রণকে চিত্রিত করার জন্য একটি উদাহরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
চিত্রে দেখানো মোবাইল রোবটটিকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, বাধার ত্রিমাত্রিক চিত্র পেতে মোবাইল রোবটের উপরে ক্যামেরা ইনস্টল করা হয়। একটি অতিস্বনক সেন্সর সেট মোবাইল রোবটের সামনে মাউন্ট করা হয় (সরাসরি ক্যামেরার নিচে) বাধা এবং মোবাইল রোবটের মধ্যে দূরত্বের তথ্য পেতে।
ভিজ্যুয়াল এবং অতিস্বনক সেন্সর তথ্যের ফিউশন নিউরাল নেটওয়ার্ক পদ্ধতি ব্যবহার করে বাহিত হয় এবং পরবর্তী স্তরে আউটপুট বাধার ধরন চিনতে পারে, যা মোবাইল রোবটকে অনিশ্চিত পরিবেশে হাঁটার সময় বাধা এড়াতে সক্ষম করে এবং এর নেভিগেশন ক্ষমতা উন্নত করে। প্রতিবন্ধকতা এড়ানোর জন্য ইন্ডাস্ট্রিয়াল রোবটগুলিকে সমন্বিত সিদ্ধান্ত নেওয়ার জন্য বুদ্ধিমান তথ্য ব্যবহার করার জন্য প্রধান পদক্ষেপগুলি নিম্নরূপ:
(1) রোবটটি ভ্রমণ করার সময়, মোবাইল রোবটটির গতি কমানো দরকার কিনা এবং অতিস্বনক সেন্সর দ্বারা প্রাপ্ত প্রতিবন্ধকতা সম্পর্কে দূরত্বের তথ্যের উপর ভিত্তি করে সিসিডি ক্যামেরা থেকে নমুনা নেওয়া দরকার কিনা তা নির্ধারণ করতে রেঞ্জিং সিস্টেমটি স্বল্প বিরতিতে পরিবেশগত সনাক্তকরণ পরিচালনা করে।
(2) যখন মোবাইল রোবট থেকে বাধার দূরত্ব রেঞ্জিং সিস্টেম দ্বারা সনাক্ত করা মাঝারি হয়, তখন রোবটের গতি কমে যায়; যখন মোবাইল রোবট থেকে বাধার দূরত্ব কাছাকাছি হয়, তখন প্রশ্নে থাকা বাধাটির একটি দ্বিমাত্রিক চিত্র সিসিডি ক্যামেরা থেকে নেওয়া হয় এবং এর বাম ও ডান প্রান্তের স্থানাঙ্কগুলি বের করা হয়।
(3) অতিস্বনক সেন্সর এবং সিসিডি ক্যামেরা থেকে প্রাপ্ত বাধা সম্পর্কে তথ্য দলবদ্ধ এবং প্রিপ্রসেস করা হয় এবং ফিউশনের জন্য বিপি নিউরাল নেটওয়ার্ক কন্ট্রোলারে পাঠানো হয়।
(4) BP নিউরাল নেটওয়ার্ক কন্ট্রোলার, যা আগে থেকে-বাধা এড়ানোর জ্ঞানের সাথে শিখেছে, বহিরাগত মাল্টি-সেন্সর দ্বারা সংগৃহীত তথ্য অনুযায়ী বাধা পরিহারের সংশ্লিষ্ট সিদ্ধান্ত নেয় এবং বাধাগুলি এড়িয়ে যায়।
তথ্যসূত্র
[১] ঝু হংকিয়ান। শিল্প রোবট প্রযুক্তি [এম]। বেইজিং: মেশিনারি ইন্ডাস্ট্রি প্রেস, 2019। [2] চেন ওয়ানমি। রোবট নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি [এম]। বেইজিং: মেশিনারি ইন্ডাস্ট্রি প্রেস, 2017। [3] গুও টংইং, আন ডং। রোবোটিক্স এবং এর বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ [এম]। বেইজিং: পিপলস পোস্ট অ্যান্ড টেলিকমিউনিকেশন প্রেস, 2014। [৪] ঝাং জিয়ানমিন। রোবোটিক্স এবং এর প্রয়োগ [এম]। বেইজিং: মেশিনারি ইন্ডাস্ট্রি প্রেস, 2017। [5] ঝাং জিনজিং। শিল্প রোবট অ্যাপ্লিকেশনের মৌলিক বিষয়গুলি [এম]। বেইজিং: বেইজিং ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি প্রেস, 2017।