តើមនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មជាអ្វី?

ទីមួយរបស់ពិភពលោកមនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មកើតនៅសហរដ្ឋអាមេរិកក្នុងឆ្នាំ 1962 ។ វិស្វករជនជាតិអាមេរិកលោក George Charles Devol, Jr. បានស្នើ "មនុស្សយន្តដែលអាចបត់បែនបានឆ្លើយតបទៅនឹងស្វ័យប្រវត្តិកម្មតាមរយៈការបង្រៀន និងការចាក់សារថ្មី"។ គំនិតរបស់គាត់បានធ្វើឱ្យមានការភ្ញាក់ផ្អើលជាមួយសហគ្រិន Joseph Frederick Engelberger ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា "បិតានៃមនុស្សយន្ត" ហើយដូច្នេះមនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មដែលមានឈ្មោះថា "Unimate (= ដៃគូធ្វើការជាមួយសមត្ថភាពសកល)" បានកើត។
យោងតាមអាយអេសអូ 8373 មនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មគឺជាមនុស្សយន្តចម្រុះចម្រុះ ឬមនុស្សយន្តពហុដឺក្រេនៃសេរីភាពសម្រាប់វិស័យឧស្សាហកម្ម។ មនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មគឺជាឧបករណ៍មេកានិចដែលធ្វើការដោយស្វ័យប្រវត្តិ ហើយជាម៉ាស៊ីនដែលពឹងផ្អែកលើថាមពល និងសមត្ថភាពគ្រប់គ្រងផ្ទាល់របស់ពួកគេ ដើម្បីសម្រេចបាននូវមុខងារផ្សេងៗ។ វា​អាច​ទទួល​យក​ពាក្យ​បញ្ជា​របស់​មនុស្ស ឬ​ដំណើរការ​តាម​កម្មវិធី​ដែល​បាន​រៀបចំ​ទុក​ជា​មុន​។ មនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មទំនើបក៏អាចធ្វើសកម្មភាពបានតាមគោលការណ៍ និងការណែនាំដែលបង្កើតឡើងដោយបច្ចេកវិទ្យាបញ្ញាសិប្បនិម្មិត។
កម្មវិធីធម្មតានៃមនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មរួមមានការផ្សារ ការគូរគំនូរ ការជួបប្រជុំគ្នា ការប្រមូល និងការដាក់ (ដូចជា ការវេចខ្ចប់ ការវេចខ្ចប់ និង SMT) ការត្រួតពិនិត្យ និងការធ្វើតេស្តផលិតផល។ល។ ការងារទាំងអស់ត្រូវបានបញ្ចប់ដោយប្រសិទ្ធភាព ធន់ ល្បឿន និងភាពត្រឹមត្រូវ។
ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធមនុស្សយន្តដែលប្រើជាទូទៅបំផុតគឺមនុស្សយន្តដែលភ្ជាប់មកជាមួយមនុស្សយន្ត SCARA មនុស្សយន្ត delta និងមនុស្សយន្ត Cartesian (មនុស្សយន្តពីលើក្បាល ឬមនុស្សយន្ត xyz) ។ មនុស្សយន្តបង្ហាញភាពខុសប្លែកគ្នានៃស្វ័យភាព៖ មនុស្សយន្តមួយចំនួនត្រូវបានកម្មវិធីដើម្បីអនុវត្តសកម្មភាពជាក់លាក់ម្តងហើយម្តងទៀត (សកម្មភាពដដែលៗ) ដោយស្មោះត្រង់ ដោយគ្មានការប្រែប្រួល និងមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។ សកម្មភាពទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ដោយទម្លាប់ដែលបានកំណត់កម្មវិធីដែលបញ្ជាក់ទិសដៅ ការបង្កើនល្បឿន ល្បឿន ការបន្ថយល្បឿន និងចម្ងាយនៃសកម្មភាពសំរបសំរួលជាបន្តបន្ទាប់។ មនុស្សយន្តផ្សេងទៀតមានភាពបត់បែនជាងមុន ដោយសារពួកគេប្រហែលជាត្រូវកំណត់ទីតាំងរបស់វត្ថុ ឬសូម្បីតែកិច្ចការដែលត្រូវអនុវត្តលើវត្ថុនោះ។ ជាឧទាហរណ៍ សម្រាប់ការណែនាំច្បាស់លាស់ជាងមុន មនុស្សយន្តជារឿយៗរួមបញ្ចូលប្រព័ន្ធរងនៃចក្ខុវិស័យម៉ាស៊ីនជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមើលឃើញរបស់ពួកគេ ភ្ជាប់ទៅនឹងកុំព្យូទ័រ ឬឧបករណ៍បញ្ជាដ៏មានឥទ្ធិពល។ បញ្ញាសិប្បនិមិត្ត ឬអ្វីក៏ដោយដែលច្រឡំថាជាបញ្ញាសិប្បនិម្មិត កំពុងក្លាយជាកត្តាសំខាន់កាន់តែខ្លាំងឡើងនៅក្នុងមនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មទំនើប។
លោក George Devol បានស្នើឡើងជាលើកដំបូងនូវគំនិតនៃមនុស្សយន្តឧស្សាហកម្ម ហើយបានដាក់ពាក្យសុំប៉ាតង់នៅឆ្នាំ 1954 ។ (ប៉ាតង់នេះត្រូវបានផ្តល់នៅឆ្នាំ 1961) ។ នៅឆ្នាំ 1956 Devol និង Joseph Engelberger បានបង្កើតក្រុមហ៊ុន Unimation ដោយផ្អែកលើប៉ាតង់ដើមរបស់ Devol ។ នៅឆ្នាំ 1959 មនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មដំបូងបង្អស់របស់ Unimation បានកើតនៅសហរដ្ឋអាមេរិក ដោយបានឈានទៅដល់យុគសម័យថ្មីនៃការអភិវឌ្ឍន៍មនុស្សយន្ត។ Unimates ក្រោយមកបានផ្តល់អាជ្ញាប័ណ្ណបច្ចេកវិទ្យារបស់ខ្លួនដល់ក្រុមហ៊ុន Kawasaki Heavy Industries និង GKN ដើម្បីផលិតមនុស្សយន្តឧស្សាហកម្ម Unimates នៅក្នុងប្រទេសជប៉ុន និងចក្រភពអង់គ្លេសរៀងៗខ្លួន។ ក្នុងរយៈពេលមួយ ដៃគូប្រកួតប្រជែងតែមួយគត់របស់ Unimation គឺ Cincinnati Milacron Inc. នៅរដ្ឋ Ohio សហរដ្ឋអាមេរិក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 ស្ថានភាពនេះបានផ្លាស់ប្តូរជាមូលដ្ឋាន បន្ទាប់ពីក្រុមហ៊ុនជប៉ុនធំៗជាច្រើនបានចាប់ផ្តើមផលិតមនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មស្រដៀងគ្នា។ មនុស្សយន្តឧស្សាហកម្មបានដំណើរការយ៉ាងលឿននៅក្នុងទ្វីបអឺរ៉ុប ហើយ ABB Robotics និង KUKA Robotics បាននាំយកមនុស្សយន្តមកទីផ្សារក្នុងឆ្នាំ 1973 ។ នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 ចំណាប់អារម្មណ៍លើមនុស្សយន្តបានកើនឡើង ហើយក្រុមហ៊ុនអាមេរិកជាច្រើនបានចូលប្រឡូកក្នុងវិស័យនេះ រួមទាំងក្រុមហ៊ុនធំៗដូចជា General Electric និង General Motors (ដែលបណ្តាក់ទុនរួមគ្នាជាមួយ FANUC Robotics របស់ជប៉ុនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ FANUC) ។ ការចាប់ផ្ដើមអាជីវកម្មរបស់អាមេរិករួមមាន Automatix និង Adept Technology ។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការរីកចំរើនផ្នែកមនុស្សយន្តក្នុងឆ្នាំ 1984 ក្រុមហ៊ុន Unimation ត្រូវបានទិញដោយក្រុមហ៊ុន Westinghouse Electric ក្នុងតម្លៃ 107 លានដុល្លារ។ Westinghouse បានលក់ក្រុមហ៊ុន Unimation ទៅឱ្យ Stäubli Faverges SCA ក្នុងប្រទេសបារាំងក្នុងឆ្នាំ 1988 ដែលនៅតែបង្កើតមនុស្សយន្តដែលមានលក្ខណៈច្បាស់លាស់សម្រាប់កម្មវិធីឧស្សាហកម្ម និងបន្ទប់សម្អាតទូទៅ ហើយថែមទាំងបានទិញផ្នែកមនុស្សយន្តរបស់ក្រុមហ៊ុន Bosch នៅចុងឆ្នាំ 2004 ។

កំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ កែសម្រួលចំនួនអ័ក្ស - អ័ក្សពីរត្រូវបានទាមទារដើម្បីទទួលបានកន្លែងណាមួយនៅក្នុងយន្តហោះ។ អ័ក្សបីត្រូវបានទាមទារដើម្បីទទួលបានកន្លែងណាមួយក្នុងលំហ។ ដើម្បីគ្រប់គ្រងការចង្អុលដៃចុង (ឧទាហរណ៍ កដៃ) អ័ក្សបីផ្សេងទៀត (ខ្ទះ ជម្រេ និងរមៀល) ត្រូវបានទាមទារ។ ការរចនាមួយចំនួន (ដូចជាមនុស្សយន្ត SCARA) លះបង់ចលនាសម្រាប់តម្លៃ ល្បឿន និងភាពត្រឹមត្រូវ។ ដឺក្រេនៃសេរីភាព - ជាធម្មតាដូចគ្នានឹងចំនួនអ័ក្ស។ ស្រោមសំបុត្រធ្វើការ - តំបន់នៅក្នុងលំហដែលមនុស្សយន្តអាចទៅដល់។ Kinematics - ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធជាក់ស្តែងនៃធាតុរាងកាយរឹង និងសន្លាក់របស់មនុស្សយន្ត ដែលកំណត់ចលនារបស់មនុស្សយន្តដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់។ ប្រភេទនៃ kinematics មនុស្សយន្ត រួមមាន អក្សរកាត់, cardanic, ប៉ារ៉ាឡែល និង SCARA។ សមត្ថភាព ឬសមត្ថភាពផ្ទុក - តើទម្ងន់ប៉ុន្មានដែលមនុស្សយន្តអាចលើកបាន។ ល្បឿន - តើមនុស្សយន្តអាចយកទីតាំងដៃចុងរបស់វាបានលឿនប៉ុណ្ណា។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះអាចត្រូវបានកំណត់ថាជាល្បឿនមុំ ឬលីនេអ៊ែរនៃអ័ក្សនីមួយៗ ឬជាល្បឿនផ្សំ ដែលមានន័យក្នុងន័យនៃល្បឿនចុងដៃ។ ការបង្កើនល្បឿន - តើអ័ក្សអាចបង្កើនល្បឿនបានលឿនប៉ុណ្ណា។ នេះគឺជាកត្តាកំណត់មួយ ដោយសារមនុស្សយន្តប្រហែលជាមិនអាចឈានដល់ល្បឿនអតិបរមារបស់វាបានទេ នៅពេលធ្វើចលនាខ្លីៗ ឬផ្លូវស្មុគស្មាញជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរទិសដៅញឹកញាប់។ ភាពត្រឹមត្រូវ - របៀបដែលមនុស្សយន្តអាចទៅដល់ទីតាំងដែលចង់បាន។ ភាពត្រឹមត្រូវត្រូវបានវាស់ថាតើទីតាំងដាច់ខាតរបស់រ៉ូបូតស្ថិតនៅឆ្ងាយពីទីតាំងដែលចង់បាន។ ភាពត្រឹមត្រូវអាចត្រូវបានកែលម្អដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាខាងក្រៅ ដូចជាប្រព័ន្ធមើលឃើញ ឬអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។ ភាពអាចផលិតឡើងវិញបាន - របៀបដែលមនុស្សយន្តត្រឡប់ទៅទីតាំងដែលបានកំណត់កម្មវិធី។ នេះគឺខុសពីភាពត្រឹមត្រូវ។ វាអាចត្រូវបានប្រាប់ឱ្យទៅទីតាំង XYZ ជាក់លាក់មួយ ហើយវាទៅត្រឹមតែ 1 មីលីម៉ែត្រនៃទីតាំងនោះ។ នេះ​ជា​បញ្ហា​ភាពត្រឹមត្រូវ ហើយ​អាច​ត្រូវ​បាន​កែ​តម្រូវ​ដោយ​ការ​ក្រិត។ ប៉ុន្តែប្រសិនបើទីតាំងនោះត្រូវបានបង្រៀន និងរក្សាទុកនៅក្នុងអង្គចងចាំរបស់ឧបករណ៍បញ្ជា ហើយវាត្រឡប់ទៅក្នុងរង្វង់ 0.1 ម.ម នៃទីតាំងដែលបានបង្រៀនរាល់ពេល នោះភាពអាចធ្វើម្តងទៀតរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងរង្វង់ 0.1 មីលីម៉ែត្រ។ ភាពត្រឹមត្រូវ និងភាពអាចធ្វើម្តងទៀត គឺជារង្វាស់ខុសគ្នាខ្លាំង។ ភាពអាចធ្វើឡើងវិញបានជាធម្មតាគឺជាការបញ្ជាក់ដ៏សំខាន់បំផុតសម្រាប់មនុស្សយន្ត ហើយស្រដៀងទៅនឹង "ភាពជាក់លាក់" ក្នុងការវាស់វែង ដោយយោងទៅលើភាពត្រឹមត្រូវនិងភាពជាក់លាក់។ អាយអេសអូ 9283[8] បង្កើតវិធីសាស្រ្តសម្រាប់វាស់ភាពត្រឹមត្រូវ និងអាចធ្វើម្តងទៀតបាន។ ជាធម្មតា មនុស្សយន្តត្រូវបានបញ្ជូនទៅទីតាំងដែលបានបង្រៀនជាច្រើនដង រាល់ពេលដែលទៅកាន់មុខតំណែងបួនផ្សេងទៀត ហើយត្រឡប់ទៅទីតាំងដែលបានបង្រៀនវិញ ហើយកំហុសត្រូវបានវាស់វែង។ បន្ទាប់មក ភាពអាចធ្វើឡើងវិញបានត្រូវបានគណនាជាគម្លាតស្តង់ដារនៃគំរូទាំងនេះជាបីវិមាត្រ។ មនុស្សយន្តធម្មតាប្រហែលជាមានកំហុសទីតាំងដែលលើសពីភាពអាចធ្វើម្តងទៀតបាន ហើយនេះអាចជាបញ្ហាក្នុងការសរសេរកម្មវិធី។ ជាងនេះទៅទៀត ផ្នែកផ្សេងៗនៃស្រោមសំបុត្រការងារនឹងមានភាពអាចធ្វើឡើងវិញបានខុសៗគ្នា ហើយភាពអាចធ្វើម្តងទៀតក៏នឹងប្រែប្រួលទៅតាមល្បឿន និងបន្ទុកផងដែរ។ ISO 9283 បញ្ជាក់​ថា​ភាពត្រឹមត្រូវ​និង​អាច​ធ្វើ​បាន​ដដែលៗ​ត្រូវ​បាន​វាស់​នៅ​ល្បឿន​អតិបរមា​ និង​នៅ​ពេល​ផ្ទុក​អតិបរមា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នេះបង្កើតទិន្នន័យទុទិដ្ឋិនិយម ដោយសារភាពត្រឹមត្រូវ និងដំណើរការឡើងវិញរបស់រ៉ូបូតនឹងមានភាពប្រសើរជាងនៅពេលផ្ទុកទម្ងន់ស្រាល និងល្បឿន។ ភាពអាចធ្វើម្តងទៀតនៅក្នុងដំណើរការឧស្សាហកម្មក៏ត្រូវបានប៉ះពាល់ផងដែរដោយភាពត្រឹមត្រូវនៃស្ថានីយ (ដូចជាឧបករណ៍ចាប់ដៃ) និងសូម្បីតែដោយការរចនានៃ "ម្រាមដៃ" នៅលើក្តាប់ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីចាប់វត្ថុ។ ឧទាហរណ៍ ប្រសិនបើមនុស្សយន្តទាញវីសដោយក្បាលរបស់វា នោះវីសអាចនៅមុំចៃដន្យ។ ការប៉ុនប៉ងជាបន្តបន្ទាប់ដើម្បីដាក់វីសចូលទៅក្នុងរន្ធវីសទំនងជាបរាជ័យ។ ស្ថានភាពបែបនេះអាចត្រូវបានកែលម្អដោយ "លក្ខណៈពិសេសនាំមុខ" ដូចជាការធ្វើឱ្យច្រកចូលនៃរន្ធត្រូវបានកាត់បន្ថយ (chamfered) ។ ការគ្រប់គ្រងចលនា - សម្រាប់កម្មវិធីមួយចំនួន ដូចជាប្រតិបត្តិការជ្រើសរើស និងទីកន្លែងសាមញ្ញ មនុស្សយន្តគ្រាន់តែត្រូវការថយក្រោយរវាងចំនួនកំណត់នៃមុខតំណែងមុនដែលបានបង្រៀនប៉ុណ្ណោះ។ សម្រាប់កម្មវិធីដែលស្មុគ្រស្មាញជាងនេះទៀត ដូចជាការផ្សារ និងការគូរគំនូរ (ការបាញ់ថ្នាំ) ចលនាត្រូវតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងជាបន្តបន្ទាប់តាមបណ្តោយផ្លូវក្នុងលំហក្នុងទិសដៅ និងល្បឿនជាក់លាក់មួយ។ ប្រភពថាមពល - មនុស្សយន្តខ្លះប្រើម៉ូទ័រអេឡិចត្រិច ខ្លះទៀតប្រើឧបករណ៍ជំរុញធារាសាស្ត្រ។ អតីតគឺលឿនជាងមុន ក្រោយមកទៀតមានថាមពលខ្លាំងជាង និងមានប្រយោជន៍សម្រាប់កម្មវិធីដូចជាការលាបពណ៌ ដែលផ្កាភ្លើងអាចបណ្តាលឱ្យមានការផ្ទុះ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ខ្យល់សម្ពាធទាបនៅខាងក្នុងដៃការពារការចូលនៃចំហាយដែលងាយឆេះ និងសារធាតុកខ្វក់ផ្សេងទៀត។ ដ្រាយ - មនុស្សយន្តមួយចំនួនភ្ជាប់ម៉ូទ័រទៅនឹងសន្លាក់តាមរយៈប្រអប់លេខ។ អ្នកផ្សេងទៀតមានម៉ូទ័រភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ទៅនឹងសន្លាក់ (ដ្រាយផ្ទាល់) ។ ការប្រើប្រាស់ហ្គែរនាំឱ្យ "ប្រតិកម្ម" ដែលអាចវាស់វែងបាន ដែលជាចលនាសេរីនៃអ័ក្ស។ ដៃមនុស្សយន្តតូចជាងនេះច្រើនតែប្រើម៉ូទ័រ DC ដែលមានកម្លាំងបង្វិលជុំទាប ល្បឿនលឿន ដែលជាធម្មតាត្រូវការសមាមាត្រប្រអប់លេខខ្ពស់ជាងមុន ដែលមានគុណវិបត្តិនៃការថយក្រោយ ហើយក្នុងករណីបែបនេះ ឧបករណ៍កាត់បន្ថយប្រអប់លេខអាម៉ូនិក ជារឿយៗត្រូវប្រើជំនួសវិញ។ ការអនុលោមតាម - នេះគឺជារង្វាស់នៃចំនួនមុំឬចម្ងាយដែលកម្លាំងដែលបានអនុវត្តទៅអ័ក្សរបស់មនុស្សយន្តអាចផ្លាស់ទីបាន។ ដោយសារតែការអនុលោមតាមច្បាប់ មនុស្សយន្តនឹងផ្លាស់ទីទាបជាងបន្តិចនៅពេលផ្ទុកបន្ទុកអតិបរមាជាងពេលដែលមិនមានផ្ទុកបន្ទុក។ ការអនុលោមតាមច្បាប់ក៏ប៉ះពាល់ដល់ចំនួននៃការរត់លើសក្នុងស្ថានភាពដែលការបង្កើនល្បឿនត្រូវកាត់បន្ថយជាមួយនឹងបន្ទុកខ្ពស់។