कोबोट वायरिंग गाइड: विश्वसनीय गति के लिए 9 डिज़ाइन नियम

एक पैकेजिंग ओईएम ने तीन लाइनों में 62 सहयोगी रोबोटों को तैनात किया, फिर पहली तिमाही में 11 अनियोजित शिफ्ट खो दी क्योंकि कलाई का हार्नेस टूल फ्लैंज के पास विफल रहता रहा। मूल कारण कोबोट ब्रांड नहीं था। यह स्टैटिक मशीन वायरिंग की तरह बनाया गया एक वायरिंग पैकेज था: एक बंडल में मिश्रित पावर और I/O कंडक्टर, कोई नियंत्रित सर्विस लूप नहीं, और एक मोड़ त्रिज्या जो हर बार हाथ के कार्टन में पहुंचने पर 7 गुना केबल व्यास से नीचे गिर जाता था। प्रतिस्थापन केबल सेट की लागत सेल के 1% से भी कम है। डाउनटाइम की लागत पूरे रोबोट से अधिक थी।

एक दूसरे इंटीग्रेटर ने समान पिक-एंड-प्लेस सेल पर एक अलग दृष्टिकोण का उपयोग किया। वे सर्वो पावर, एनकोडर फीडबैक और लो-वोल्टेज सेंसर सर्किट को विभाजित करते हैं; डिटर्जेंट वॉशडाउन से जैकेट का मिलान; और 60% से कम रहने के लिए वाहक भरण को मान्य किया। वह सेल अपने पहले नियोजित केबल परिवर्तन से पहले 3 मिलियन चक्र पार कर चुका था। सबक सरल है: कोबोट वायरिंग जल्दी विफल हो जाती है जब टीमें डिज़ाइन इनपुट के बजाय गति, परिरक्षण और रखरखाव को दुकान-फर्श विवरण के रूप में मानती हैं।

यह मार्गदर्शिका कस्टम केबल असेंबलियों, रोबोट आर्म इंटरनल हार्नेस, ड्रैग चेन केबल्स, और सर्वो मोटर केबल्स की सोर्सिंग करने वाले खरीदारों और इंजीनियरों के लिए लिखी गई है। रोबोट](/एप्लिकेशन/सहयोगी-रोबोट), औद्योगिक रोबोट हथियार, और एजीवी/एएमआर सिस्टम। यह वायरिंग निर्णयों पर ध्यान केंद्रित करता है जो अपटाइम, सेवाक्षमता और दोहराए जाने योग्य उत्पादन गुणवत्ता को सीधे प्रभावित करते हैं।

कोबोट वायरिंग टीमों की अपेक्षा से जल्दी क्यों विफल हो जाती है?

सहयोगी रोबोट यांत्रिक रूप से कोमल दिखते हैं क्योंकि पेलोड कम होते हैं और गति आमतौर पर बड़े औद्योगिक हथियारों से कम होती है। हालाँकि, विद्युत और यांत्रिक रूप से, केबल प्रणाली अभी भी गतिशील है। कमीशनिंग के दौरान हार्नेस में निरंतर झुकना, कभी-कभी मरोड़, ऑपरेटर द्वारा संचालित उपकरण परिवर्तन, केबल की सफाई और कैबिनेट-साइड संशोधन होते हैं। अधिकांश शुरुआती विफलताएं छोटे समझौतों के स्टैकअप से आती हैं: 120 मिमी के लिए असमर्थित रूप से लटका हुआ एक कनेक्टर, 360-डिग्री समाप्ति के बजाय एक पिगटेल के साथ बंधी एक ढाल, एक पथ में रखा गया एक उच्च-फ्लेक्स केबल जिसे वास्तव में मरोड़ रेटिंग की आवश्यकता होती है, या एक ही वाहक के अंदर मोटर पावर के बगल में एम 8 सेंसर लीड रूट किया जाता है। इनमें से कोई भी गलती पहले दिन नाटकीय नहीं लगती। साथ में, वे तीसरे महीने तक रुक-रुक कर गलतियाँ उत्पन्न करती हैं।

यदि एक कोबोट केबल सेट को 3 से 5 मिलियन गति चक्रों तक जीवित रहना है, तो तनाव राहत, मोड़ त्रिज्या, और ढाल समाप्ति को प्रोटोटाइप 2 से पहले परिभाषित किया जाना चाहिए, एफएटी के बाद नहीं।

— होमर झाओ, संस्थापक, रोबोटिक्स केबल असेंबली

नियम 1: मानचित्र गति, मोड़ त्रिज्या, और सर्विस लूप पहले

सही वायरिंग डिज़ाइन मोशन ज्योमेट्री से शुरू होता है, कनेक्टर कैटलॉग पेजों से नहीं। प्रत्येक रोबोट मुद्रा के माध्यम से वास्तविक पथ को मापें, न कि अंतिम बिंदुओं के बीच की न्यूनतम स्थिर दूरी को। कोबोट्स पर, सबसे खराब तनाव बिंदु अक्सर टूल-साइड संक्रमण होता है जहां हार्नेस एक कॉम्पैक्ट आर्म कास्टिंग छोड़ता है और ईओएटी ब्रैकेट में प्रवेश करता है। उस संक्रमण को गति को अवशोषित करने के लिए पर्याप्त मुक्त लंबाई की आवश्यकता होती है, लेकिन इतनी ढीली नहीं कि केबल झटके या रगड़े। व्यवहार में, टीमों को रोबोटिक केबल को स्थानांतरित करने के लिए 7x से 10x केबल व्यास के न्यूनतम स्थापित मोड़ त्रिज्या को परिभाषित करना चाहिए, जब तक कि चयनित केबल डेटाशीट एक अलग परीक्षण मूल्य न दे। यदि हाथ मिश्रित अक्षों के माध्यम से घूमता है, तो यह मानने के बजाय कि ड्रैग-चेन नंबर सब कुछ कवर करता है, झुकने और मरोड़ दोनों की जांच करें।

1. हार्नेस की लंबाई को फ्रीज करने से पहले घर, पहुंच, पुनर्प्राप्ति और रखरखाव पोज़ पर कब्जा करें।
2. प्रत्येक क्लैंप, गाइड और कनेक्टर निकास पर सबसे छोटे स्थापित मोड़ त्रिज्या को मापें।
3. सर्विस लूप को केवल वहीं आरक्षित करें जहां गति को इसकी आवश्यकता है; अनियंत्रित ढीलापन अपना स्वयं का घिसाव बिंदु बनाता है।
4. क्लैंप रिक्ति, टाई-डाउन विधि, और ड्राइंग पैकेज पर फ्री-हैंगिंग लंबाई रिकॉर्ड करें।

नियम 2: शक्ति, फीडबैक और संचार पथ अलग करें

सॉफ़्टवेयर बग जैसी दिखने वाली कई कोबोट समस्याएं वायरिंग पृथक्करण विफलताएं हैं। मोटर पावर, ब्रेक लाइन, एनकोडर जोड़े, ईथरनेट, और 24 वी सेंसर I/O एक ही अनियंत्रित बंडल में नहीं हैं। सर्वो स्विचिंग किनारे और ब्रेक ट्रांसिएंट निम्न-स्तरीय फीडबैक या औद्योगिक ईथरनेट पैकेट को दूषित करने के लिए पर्याप्त शोर उत्पन्न कर सकते हैं, खासकर जब एक कॉम्पैक्ट आर्म थोड़ा भौतिक पृथक्करण छोड़ता है। जहां भी संभव हो, विभाजित रूटिंग का उपयोग करें: एक क्षेत्र में बिजली, दूसरे में फीडबैक और संचार, और तीसरे में निम्न-स्तरीय सेंसर। रूटिंग करते समय एक कैरियर साझा करना चाहिए, डिवाइडर का उपयोग करें और ट्विस्टेड-पेयर सिग्नल सर्किट को उच्च-वर्तमान कंडक्टरों से दूर रखें।

नियम 3: वास्तविक गति पथ के लिए केबल निर्माण चुनें

कोबोट पर प्रत्येक चलती केबल को समान निर्माण की आवश्यकता नहीं होती है। आंतरिक आर्म रूटिंग के लिए अक्सर कॉम्पैक्ट, मरोड़-सहिष्णु हार्नेसिंग की आवश्यकता होती है। बाहरी क्षैतिज यात्रा को समर्पित ड्रैग चेन केबल द्वारा बेहतर ढंग से परोसा जा सकता है। टूल-साइड एक्चुएटर्स अक्सर एक संरक्षित मोल्डेड केबल असेंबली में पावर और सिग्नल को जोड़ते हैं, जबकि बेस कैबिनेट को कंट्रोल कैबिनेट वायरिंग में एक क्लीनर संक्रमण की आवश्यकता हो सकती है। खरीद टीमें समय बचाती हैं जब वे एक सार्वभौमिक केबल प्रकार की मांग करना बंद कर देती हैं और इसके बजाय प्रत्येक शाखा के लिए गति क्षेत्र को परिभाषित करती हैं। एक केबल जो 10 मिलियन ड्रैग-चेन चक्रों तक जीवित रहती है, फिर भी रोबोट कलाई के अंदर संयुक्त मोड़-और-मोड़ गति में जल्दी से विफल हो सकती है।

नियम 4: कनेक्टर्स की सुरक्षा करें और पहनने वाली वस्तुओं की तरह तनाव से राहत दें

सहयोगी रोबोटों में कनेक्टर विफलताएँ आमतौर पर पहले यांत्रिक और दूसरी विद्युतीय होती हैं। एक एम8, एम12, या कस्टम सर्कुलर कनेक्टर सही करंट और आईपी लक्ष्य को पूरा कर सकता है, फिर भी विफल रहता है क्योंकि हार्नेस बैकशेल को असमर्थित छोड़ देता है। बैकशेल्स, बूटिंग, या क्लैंप ब्रैकेट का उपयोग करें ताकि संपर्क समाप्ति पूर्ण संचलन भार वहन न कर सके। टूल चेंजर्स और एंड-ऑफ-आर्म मॉड्यूल के लिए, एक रिटेंशन चेक को परिभाषित करें जिसमें अंतिम असेंबली के बाद सम्मिलन बल, पुलआउट प्रतिरोध और केबल निकास कोण शामिल है। जब एप्लिकेशन में बार-बार टूल परिवर्तन शामिल हो, तो डिज़ाइन समीक्षा के दौरान मेटिंग चक्रों की गणना करें। 100 चक्रों के लिए रेट किया गया कनेक्टर उस सेल में रखरखाव-अनुकूल विकल्प नहीं है जो हर हफ्ते ग्रिपर बदलता है।

नियम 5: आपके द्वारा वास्तव में ले जाने वाले सिग्नल के लिए ग्राउंड शील्ड

परिरक्षण कोई सजावटी उन्नयन नहीं है. यह तभी काम करता है जब समाप्ति सर्किट से मेल खाती है। सर्वो पावर केबल शील्ड को आमतौर पर उच्च-आवृत्ति स्विचिंग शोर को रोकने के लिए दोनों सिरों पर कम-प्रतिबाधा 360-डिग्री ग्राउंडिंग की आवश्यकता होती है। एनकोडर और कुछ डेटा शील्ड को ड्राइव या नेटवर्क डिज़ाइन के अनुसार वन-एंड ग्राउंडिंग की आवश्यकता हो सकती है। मुद्दा विद्युत कार्य का पालन करना है, न कि किसी अत्यधिक सरलीकृत नियम का। टीमों को अपने अभ्यास को उपकरण निर्माता आवश्यकताओं और अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन मानकों में पाए जाने वाले व्यापक नियंत्रण अनुशासन के साथ संरेखित करना चाहिए, फिर बिल्ड पैकेज में उस शील्ड योजना का दस्तावेजीकरण करना चाहिए। यदि शील्ड उपचार को बेंच पर असेंबलर पर छोड़ दिया जाता है, तो फ़ील्ड भिन्नता की गारंटी है।

हम वायरिंग में एक नाटकीय गलती के कारण होने वाली फ़ील्ड विफलताओं को शायद ही कभी देखते हैं। हम देखते हैं कि रोबोट चक्र में बिल्कुल गलत बिंदु पर 24 वी सिग्नल थ्रेशोल्ड से नीचे गिरने तक तीन छोटे समझौते ढेर हो जाते हैं।

— होमर झाओ, संस्थापक, रोबोटिक्स केबल असेंबली

नियम 6: जैकेट, सीलिंग और कैरियर का पर्यावरण के अनुसार मिलान करें

एक स्वच्छ इलेक्ट्रॉनिक्स प्रयोगशाला, एक गोदाम एएमआर डॉक और एक खाद्य-प्रसंस्करण कोबोट लाइन को एक ही केबल जैकेट की आवश्यकता नहीं होती है। घर्षण और तेल प्रतिरोध के लिए PUR अक्सर सबसे अच्छा डिफ़ॉल्ट होता है। तापमान में बार-बार उतार-चढ़ाव के लिए टीपीई मजबूत हो सकता है। सिलिकॉन गर्मी को संभाल लेता है लेकिन फाड़ना आसान होता है। पीवीसी एक संरक्षित कैबिनेट के अंदर स्वीकार्य हो सकता है लेकिन आमतौर पर गतिशील बांह पर गलत अर्थव्यवस्था चाल है। यही तर्क इनग्रेस सीलिंग पर भी लागू होता है: यदि अंतिम उपयोग में वाशडाउन की उम्मीद है, तो कैटलॉग से कॉपी किए गए आईपी दावे का उपयोग करने के बजाय वास्तविक एक्सपोज़र स्तर के आसपास कनेक्टर सीलिंग और ओवरमोल्ड ज्यामिति को परिभाषित करें। संदर्भ बिंदु जैसे आईपी कोड, RoHS निर्देश, और ISO 9001 परीक्षण को प्रतिस्थापित नहीं करते हैं, लेकिन वे खरीद में मदद करते हैं रिलीज से पहले सही सवाल.

नियम 7: हार्नेस में डिज़ाइन रखरखाव

एक वायरिंग पैकेज केवल तभी उत्पादन के लिए तैयार होता है जब एक रखरखाव तकनीशियन बिना किसी अनुमान के इसकी पहचान, निरीक्षण और प्रतिस्थापन कर सकता है। इसका मतलब है लेबल वाली शाखाएं, सुलभ डिस्कनेक्ट पॉइंट और एक ड्राइंग पैकेज जो भेजे गए हार्नेस से मेल खाता है। इसका अर्थ सेवा अंतरालों के बारे में यथार्थवादी होना भी है। यदि रोबोट सप्ताह में पांच दिन, दो शिफ्ट में चलेगा, और कलाई केबल को 24 महीने की उपभोग्य वस्तु के रूप में माना जाता है, तो उस प्रतिस्थापन तर्क को पहले ही निर्दिष्ट करें। सर्वोत्तम क्षमताओं की चर्चा केबल को बदलना असंभव बनाने के बारे में नहीं है; वे प्रतिस्थापन को नियंत्रित, तेज़ और गलती-प्रूफ बनाने के बारे में हैं।

• दोनों सिरों और प्रत्येक शाखा को संशोधन-नियंत्रित पहचानकर्ताओं के साथ लेबल करें।
• पूरी भुजा को अलग किए बिना फ़ील्ड-बदलने योग्य कनेक्टर्स को पहुंच योग्य रखें।
• जहां गलत-साथी का जोखिम अधिक हो, वहां असममित कुंजीयन या रंग कोडिंग का उपयोग करें।
• संपूर्ण केबल सेट और उच्च-घिसाव वाली शाखाओं के लिए स्पेयर-पार्ट नंबर दस्तावेज़ित करें।
• जैकेट पहनने, क्लैंप ढीला करने और कनेक्टर प्ले के लिए निरीक्षण मानदंड जोड़ें।

नियम 8: प्रोटोटाइप का परीक्षण उत्पादन केबल सेट की तरह करें

बेंच पर निरंतरता परीक्षण पर्याप्त नहीं है. प्रोटोटाइप केबल सेट को वास्तविक गति पथ में वास्तविक पेलोड, त्वरण प्रोफ़ाइल और सफाई दिनचर्या के साथ मान्य किया जाना चाहिए। विद्युत सत्यापन में निरंतरता, इन्सुलेशन प्रतिरोध और जहां प्रासंगिक हो, सिग्नल अखंडता या पैकेट-हानि जांच शामिल होनी चाहिए। यांत्रिक सत्यापन में महत्वपूर्ण समाप्ति पर पुल परीक्षण, वाहक यात्रा अवलोकन, और क्लैंप और कनेक्टर निकास पर पोस्ट-चक्र निरीक्षण शामिल होना चाहिए। जब कार्यक्रम उच्च मात्रा में होता है, तो उत्पादन के लिए स्वीकृति मानदंड को परिभाषित करने के लिए प्रोटोटाइप चरण का उपयोग करें, न कि केवल यह साबित करने के लिए कि एक हाथ से निर्मित नमूना एक बार चल सकता है।

नियम 9: स्केल-अप से पहले विकल्प और दस्तावेज़ीकरण को फ़्रीज़ करें

स्केल हर अप्रलेखित धारणा को उजागर करता है। एक पायलट बिल्ड एक कनेक्टर लॉट, एक कुशल तकनीशियन और एक याद की गई रूटिंग ट्रिक के साथ जीवित रह सकता है। बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए पुनरीक्षण नियंत्रण की आवश्यकता है। वायर परिवारों, कनेक्टर्स, सील्स, लेबल्स और ओवरमोल्ड्स के लिए फ़्रीज़ स्वीकृत विकल्प। उन्हें प्राथमिक कॉन्फ़िगरेशन के लिए उपयोग की जाने वाली समान विद्युत और यांत्रिक परीक्षण योजना से बांधें। यह विशेष रूप से कस्टम कनेक्टर समाधान, हाइब्रिड हार्नेस और कॉम्पैक्ट टूल हेड में प्रवेश करने वाली किसी भी शाखा के लिए महत्वपूर्ण है। यदि रिहाई के बाद विकल्प पेश किए जाते हैं, तो उन्हें समीक्षा शुरू करनी चाहिए, न कि बेंच इंप्रोवाइजेशन।

एक केबल वाहक गति की रक्षा कर सकता है या उसे नष्ट कर सकता है। एक बार जब भराव लगभग 60% से अधिक हो जाता है, तो साइडवॉल दबाव, गर्मी और क्रॉसिंग पॉइंट तेजी से बढ़ जाते हैं, और पहली विफलता आमतौर पर सबसे छोटे सिग्नल केबल में दिखाई देती है।

— होमर झाओ, संस्थापक, रोबोटिक्स केबल असेंबली

आरएफक्यू रिलीज से पहले क्रेता चेकलिस्ट

1. प्रत्येक गति क्षेत्र को परिभाषित करें: स्थिर कैबिनेट, बाहरी ड्रैग चेन, आंतरिक बांह और टूल-साइड फ्लेक्स।
2. प्रत्येक सर्किट समूह के लिए वर्तमान, वोल्टेज, डेटा दर और परिरक्षण आवश्यकताओं की सूची बनाएं।
3. न्यूनतम मोड़ त्रिज्या, अपेक्षित मरोड़ कोण और लक्ष्य चक्र जीवन बताएं।
4. पर्यावरणीय जोखिम निर्दिष्ट करें: तेल, शीतलक, सैनिटाइज़र, यूवी, वेल्ड स्पैटर, या वाशडाउन।
5. कनेक्टर मेटिंग-चक्र अपेक्षाओं और आवश्यक तनाव-राहत विधि का उल्लेख करें।
6. स्वीकृत विकल्पों की पहचान करें और प्रतिस्थापनों को कौन अधिकृत कर सकता है।
7. विद्युत परीक्षण कवरेज के साथ-साथ किसी भी पुल परीक्षण, फ्लेक्स परीक्षण, या पैकेट-हानि सत्यापन की आवश्यकता होती है।
8. हार्नेस संशोधन को रोबोट मॉडल, ईओएटी संशोधन और रखरखाव दस्तावेज़ सेट से जोड़ें।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

कोबोट केबल सेट कितने समय तक चलना चाहिए?

कोई ईमानदार सार्वभौमिक संख्या नहीं है, लेकिन मोड़ त्रिज्या, मरोड़, गति और पर्यावरण के आधार पर गतिशील कोबोट शाखाएं आमतौर पर लगभग 1 मिलियन से 5 मिलियन चक्र निर्दिष्ट की जाती हैं। यदि कोई आपूर्तिकर्ता जीवन दावे को परीक्षण की स्थिति में नहीं बांध सकता है, तो यह संख्या मार्केटिंग की है, इंजीनियरिंग की नहीं।

क्या बिजली और एनकोडर तार एक ही केबल वाहक साझा कर सकते हैं?

हाँ, लेकिन केवल नियंत्रित पृथक्करण के साथ। डिवाइडर का उपयोग करें, रिक्ति बनाए रखें, और विशिष्ट ड्राइव और एनकोडर आवश्यकताओं को मान्य करें। कॉम्पैक्ट कोशिकाओं में, 50 मिमी पृथक्करण या एक विभाजित लेन स्थिर प्रतिक्रिया और आंतरायिक दोषों के बीच अंतर कर सकती है।

सहयोगी रोबोट केबलों के लिए हमें किस मोड़ त्रिज्या का उपयोग करना चाहिए?

केबल डेटाशीट से प्रारंभ करें। यदि परीक्षण किया गया मान उपलब्ध नहीं है, तो कई टीमें चलती केबल के लिए रूढ़िवादी कार्य सीमा के रूप में 7x से 10x केबल व्यास का उपयोग करती हैं। तंग रोबोट कलाई को अक्सर कस्टम रूटिंग की आवश्यकता होती है क्योंकि उस सीमा से नीचे कुछ भी स्ट्रैंड थकान को तेज करता है।

हमें ड्रैग-चेन केबल के बजाय टोरसन-रेटेड केबल की आवश्यकता कब होती है?

यदि केबल पथ बार-बार मुड़ता है, विशेष रूप से प्लस या माइनस 90 डिग्री प्रति मीटर से अधिक, तो मरोड़-रेटेड निर्माण के लिए पूछें। ड्रैग-चेन रेटिंग मुख्य रूप से एक विमान में बार-बार झुकने का वर्णन करती है। रोबोट कलाई और ड्रेस पैक को अक्सर दोनों परीक्षणों की एक साथ समीक्षा की आवश्यकता होती है।

कोबोट टूलींग और सेंसर शाखाओं के लिए कौन से कनेक्टर सर्वोत्तम हैं?

एम8 और एम12 आम हैं क्योंकि वे कॉम्पैक्ट हैं और आईपी67 या उच्चतर तक सीलबंद वेरिएंट के साथ उपलब्ध हैं, लेकिन सही उत्तर वर्तमान, चक्र गणना और अंतरिक्ष दावे पर निर्भर करता है। उच्च-परिवर्तन वाले ईओएटी कार्यक्रमों के लिए, संभोग-चक्र रेटिंग और तनाव राहत संपर्क आकार के समान ही मायने रखती है।

कोबोट वायरिंग आरएफक्यू में क्या शामिल होना चाहिए?

कम से कम ड्राइंग, पिनआउट, रोबोट मॉडल, ईओएटी मॉडल, केबल पथ, करंट और वोल्टेज, अपेक्षित चक्र गणना, पर्यावरण, कनेक्टर प्राथमिकता और आवश्यक परीक्षण शामिल करें। यदि लक्ष्य एक उत्पादन कार्यक्रम है, तो अनुमोदित विकल्प, वार्षिक मात्रा और रखरखाव प्रतिस्थापन रणनीति जोड़ें।