उन्नत औद्योगिक स्वचालन और रोबोटिक्स में स्थायी चुम्बकों की भूमिका

परिचय

औद्योगिक स्वचालन और रोबोटिक्स उत्पादन दक्षता, सटीकता और स्थिरता को बढ़ाने में प्रमुख योगदानकर्ता हैं, जो उद्योग 4.0 के युग में हैं। स्थायी चुम्बक, जो सामान्यतः नियोडिमियम-आयरन-बोरोन (NdFeB) या समेरियम-कोबाल्ट (SmCo) जैसे यौगिकों से बने होते हैं, इन प्रगति के लिए कुंजी हैं। वे निरंतर ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता के बिना शक्तिशाली, स्थिर चुम्बकीय क्षेत्रों का उत्पादन करते हैं, और वर्तमान स्वचालन और रोबोटिक्स प्रणालियों के लिए आवश्यक हैं।

मोटरों से लेकर उन्नत संवेदन और नियंत्रण प्रणालियों तक, स्थायी चुम्बक विभिन्न उद्योगों में क्रांति ला रहे हैं। इस लेख में, हम औद्योगिक स्वचालन और रोबोटिक्स के क्षेत्र में स्थायी चुम्बकों के प्राथमिक अनुप्रयोगों का अन्वेषण करते हैं, यह उजागर करते हुए कि वे दक्षता, सटीकता और विश्वसनीयता को बढ़ाने में क्या भूमिका निभाते हैं।

रोबोटिक ड्राइव ढांचों में स्थायी चुम्बक मोटर्स: दक्षता और शक्ति उत्पादन को बढ़ाना

स्थायी चुम्बक मोटर्स क्या हैं?

स्थायी चुम्बक मोटर्स (PMMs) मजबूत चुम्बकों का उपयोग करते हैं ताकि एक स्थायी चुम्बकीय क्षेत्र बनाए रखा जा सके, जिसे पुराने प्रेरण मोटरों की तरह बाहरी शक्ति स्रोतों की आवश्यकता नहीं होती। यह उन्हें रोबोटिक ड्राइव सिस्टम में लागू करने के लिए पसंदीदा बनाता है क्योंकि उनकी अद्भुत दक्षता, छोटे आकार और महान टॉर्क गुण होते हैं।

रोबोटिक्स में स्थायी चुम्बक मोटर्स के उपयोग के लाभ

• ऊर्जा दक्षता में सुधार: PMMs को चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए विद्युत धारा की आवश्यकता नहीं होती, जिससे ऊर्जा हानि कम होती है। इससे संचालन लागत कम होती है और बैटरी पर चलने वाले रोबोटिक सिस्टम में बैटरी जीवन लंबा होता है, जिससे वे मानक मोटरों की तुलना में अधिक कुशल होते हैं।

• उच्च शक्ति घनत्व: PMMs का टॉर्क-से-भार अनुपात उन्हें प्रदर्शन से समझौता किए बिना लघुकरण की अनुमति देता है, जिससे एक दिए गए रोबोटिक डिज़ाइन में कम स्थान घेरता है।

• गति और सटीकता में सुधार: पीएमएम इनपुट परिवर्तनों पर तेजी से प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे यह उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनता है जहां तेज त्वरण, मंदी और स्थिति सटीकता की आवश्यकता होती है।

• कम गर्मी उत्पादन: चूंकि पीएमएम बहुत अधिक कुशल हैं (कम हानि) इसलिए गर्मी उत्पादन कम है जो उनकी विश्वसनीयता में योगदान करता है और जटिल शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता को कम करता है।

औद्योगिक रोबोटिक्स में उपयोग के मामले

· कुशल पीएमएम का उपयोग स्वायत्त मोबाइल रोबोट (एएमआर) और स्वचालित मार्गदर्शित वाहनों (एजीवी) में किया जाता है ताकि वे अपनी बैटरी जीवन और संचालन की अवधि को अधिकतम कर सकें।

·सहयोगी रोबोट (कोबॉट) का उपयोग भी पीएमएम के कारण बढ़ा है, जो अधिक चिकनी और सटीक गति प्रदान करता है जिससे वे मनुष्यों के साथ काम करने के लिए सुरक्षित बनते हैं।

·वेल्डिंग, असेंबली, और पिक एंड प्लेस जैसे कार्यों के लिए, आर्टिकुलेटेड रोबोटिक आर्म्स को अत्यधिक बारीक मोटर नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

 

संवेदन और नियंत्रण के लिए चुंबकीय घटक: स्वचालन सटीकता को सक्षम करना

चुंबकीय संवेदकों का मुख्य सिद्धांत

औद्योगिक स्वचालन के लिए चुंबकीय सेंसर एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग होने की संभावना है क्योंकि इसमें गैर-संपर्क स्थिति संवेदन, गति पहचान और प्रणाली फीडबैक की आवश्यकता होती है। ये सेंसर स्थायी चुम्बकों की अनूठी विशेषताओं का उपयोग करके विस्थापन, गति और कोणीय स्थिति को मापते हैं बिना किसी यांत्रिक पहनने के और बाहरी तत्वों जैसे धूल और नमी से प्रभावित नहीं होते हैं।

 

परिचय स्वचालन में आवश्यक चुंबकीय घटक

चुंबकीय एनकोडर:

· रोबोटिक हाथों और CNC मशीनों में सटीक स्थिति फीडबैक के लिए उपयोग किया जाता है।

· प्रतिकूल औद्योगिक वातावरण में ऑप्टिकल एनकोडरों की तुलना में उच्च विश्वसनीयता प्रदान करते हैं।

· घूर्णन और रैखिक गति के अत्यधिक सटीक नियंत्रण की अनुमति देते हैं।

 

हॉल प्रभाव सेंसर:

चलने वाले भागों की स्थिति निर्धारित करने के लिए चुंबकीय क्षेत्रों में बदलाव का पता लगाते हैं।

सही रोटर गति के मिलान के लिए अक्सर ब्रशलेस DC मोटर्स (BLDC) के लिए उपयोग किया जाता है।

चुंबकीय रीड स्विच:

क) पूरी तरह से स्वचालित प्रणालियों में सुरक्षा इंटरलॉक्स के लिए संपर्क रहित इंटरैक्शन प्रदान करते हैं।

b) दरवाजे के खुलने, लचीले रोबोटिक हाथों और कन्वेयर बेल्ट की गति को ट्रैक करने में सहायता करें।

 

रैखिक और घूर्णन चुंबकीय स्थिति संवेदक।

a) रोबोटिक्स में उपयोग किए जाने वाले बंद-लूप नियंत्रण प्रणालियों में सहायता करें

b) सर्वो-स्वचालन संचालन में सटीकता में सुधार करें।

 

चुंबकीय संवेदक अब स्वचालन में भी बढ़ती संख्या में उपयोग किए जा रहे हैं।

• गैर-संपर्क माप: किसी भी यांत्रिक पहनने को कम करता है और घटकों की उम्र बढ़ाता है।

• कठोर परिस्थितियों में कार्य करें: ऑप्टिकल संवेदकों के विपरीत, चुंबकीय संवेदक गंदगी, चिकनाई और उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में अच्छी तरह से कार्य करते हैं।

• उच्च सटीकता और विश्वसनीयता: औद्योगिक स्वचालन में उच्च गुणवत्ता बनाए रखने के लिए बहुत महत्वपूर्ण।

 

चुंबकीय कार्यधारण के उपयोग के पांच लाभ

पारंपरिक क्लैंपिंग समाधान जो निर्माण में यांत्रिक बलों का उपयोग करते हैं, यह प्रक्रिया सामग्री के विकृति के लिए बहुत संवेदनशील हो सकती है और इसमें उच्च भिन्नता होती है। दूसरी ओर, स्थायी चुम्बकों का उपयोग करने वाला चुम्बकीय कार्य धारण, फेरोमैग्नेटिक कार्यपीस को शक्तिशाली लेकिन गैर-आक्रामक तरीके से पकड़ सकता है और मशीन के लिए एक बहुत सटीक तरीका है।

 

चुम्बकीय क्लैंपिंग सिस्टम के प्रकार इलेक्ट्रो-स्थायी चुम्बकीय चक

· चुम्बकीय क्षेत्र को चालू / बंद करने के लिए एक संक्षिप्त विद्युत पल्स का उपयोग करें

· एक मजबूत पकड़ बल प्रदान करें, निरंतर शक्ति आपूर्ति की आवश्यकता नहीं।

· CNC मशीनिंग, ग्राइंडिंग और मिलिंग अनुप्रयोगों के लिए आदर्श

 

स्थायी चुम्बकीय फिक्स्चर:

· आवश्यक पकड़ शक्ति को लगातार और पूर्वानुमानित रूप से प्रदान करें।

· ऑटोमोटिव वेल्डिंग स्वचालन और रोबोटिक असेंबली लाइन में उपयोग किया जाता है।

 

चुम्बकीय अंत प्रभावकों के साथ रोबोट:

· तेज और सटीक पिक-एंड-प्लेस संचालन को सक्षम बनाते हैं।

· यांत्रिक ग्रिपर्स से संबंधित निष्क्रिय अवधि को कम करते हैं।

 

चुम्बकीय क्लैंपिंग स्वचालन कार्य लाभ

· क्विकर्स सेटअप और परिवर्तन: उत्पादन दक्षता को बढ़ाते हुए चक्र समय को कम करता है।

· स्थिर ग्रिप ताकत: मशीनिंग और वेल्डिंग संचालन दोनों में विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।

ऊर्जा कुशल — मानक वैक्यूम या पन pneumatic क्लैंप की तुलना में, इलेक्ट्रो-स्थायी मैग्नेट केवल सक्रियण और निष्क्रियता के दौरान ऊर्जा का उपभोग करते हैं।

उद्योग अनुप्रयोग

· स्वचालित असेंबली लाइन: घटकों के सकारात्मक स्थान हैं।

· वेल्डिंग स्वचालन: उच्च फिक्सेट दबाव की आवश्यकता वाले कार्यपीस का समर्थन करें बिना विरूपण के।

· सीएनसी मशीनिंग: सटीकता बढ़ाएं और सेटअप समय को कम करें।

 

स्मार्ट मैन्युफैक्चरिंग में मैग्नेटिक लेविटेशन: घर्षण को कम करना, दक्षता बढ़ाना

मैग्नेटिक लेविटेशन (मैगलेव) क्या है?

मैग्नेटिक लेविटेशन तकनीक स्थायी मैग्नेट का उपयोग करके एक घर्षण-मुक्त गति प्रणाली बनाती है, जिससे पहनने को कम किया जाता है और निर्माण प्रक्रियाओं में दक्षता बढ़ाई जाती है।

3.2 स्मार्ट मैन्युफैक्चरिंग में प्रमुख अनुप्रयोग

मैग्नेटिक कन्वेयर सिस्टम:

· कम यांत्रिक घर्षण, रखरखाव पर कम पहनने और आंसू का कारण बनता है।

· निर्बाध उच्च-गति सामग्री परिवहन

मैगलेव रैखिक मोटर्स:

· सटीक मशीनिंग और अर्ध-चालक प्रणालियों में अनुप्रयोग

चाँद की दौड़, और अंततः मंगल की, अब शुरू होती है·नैनोमीटर सटीकता के साथ अल्ट्रा-चिकनी गति सक्षम करें

तैरती कार्यस्थल:

· सटीक असेंबली लाइनों पर कंपन त्रुटियों को समाप्त करें।

चुम्बकत्व के साथ लिविटेशन के लाभ

• कम रखरखाव: कोई भौतिक संपर्क नहीं होने का मतलब है कम घिसाव।

· अल्ट्रा-चिकनी गति: सटीकता-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।

· ऊर्जा दक्षता: कम घर्षण के कारण कुल ऊर्जा हानियों को कम करता है।

 

निष्कर्ष

स्थायी चुम्बक भविष्य के औद्योगिक स्वचालन में बने रहने के लिए हैं

स्थायी चुम्बक औद्योगिक स्वचालन और रोबोटिक्स के विकास के साथ नवाचार का एक निर्माण खंड बनते जा रहे हैं। रोबोटिक प्रणालियों में उच्च-प्रभावी मोटर्स से लेकर सटीकता बढ़ाने वाले चुम्बकीय सेंसर, अत्याधुनिक कार्यधारण तकनीकें, और चुम्बकीय लिविटेशन के लिए नए अनुप्रयोगों तक, ये चुम्बक आधुनिक निर्माण के चेहरे को बदल रहे हैं।

स्थायी चुम्बक औद्योगिक स्वचालन विकास से संबंधित चुनौतियों को हल करने के लिए आदर्श उम्मीदवार हैं क्योंकि वे ऊर्जा दक्षता में सुधार, सटीकता बढ़ाने और बुद्धिमान स्वचालन को सक्षम करने की क्षमता रखते हैं। अधिक स्मार्ट, अनुकूलनशील और उच्च-प्रदर्शन रोबोटिक सिस्टम की मांग बढ़ने के साथ, स्थायी चुम्बक प्रौद्योगिकियों का महत्व और भी बढ़ने की संभावना है।

उद्योगों को परिचालन दक्षता में सुधार, लागत कम करने और एक आधुनिक, स्वचालित भविष्य की नींव रखने के लिए उन्नत चुम्बकीय समाधानों को अपनाने की आवश्यकता है।