पाठ 1: वर्कसेल स्वचालन का परिचय

औद्योगिक स्वचालन एक ऐसी चीज है जिससे हम हर दिन रूबरू होते हैं, चाहे वह डिलीवरी प्राप्त करना हो या किराने की दुकान पर खरीदारी करना हो। वर्कसेल औद्योगिक स्वचालन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं, और इस पाठ्यक्रम के दौरान आप इसके बारे में विस्तार से जानेंगे। 

इस पाठ में आप सीखेंगे: 

• वर्कसेल क्या है और औद्योगिक स्वचालन के संदर्भ में इसका उपयोग कैसे किया जाता है
• सीटीई वर्कसेल इन अवधारणाओं से किस प्रकार संबंधित है?
• EXP रोबोट ब्रेन क्या है और यह CTE वर्कसेल के भीतर एक प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर के रूप में कैसे कार्य करता है
• बैटरी को चार्ज करने का तरीका ताकि वह उपयोग के लिए तैयार हो जाए।

इस पाठ के अंत में, आप अपनी इंजीनियरिंग नोटबुक में प्रश्नों के उत्तर देते हुए इस बात पर चर्चा करेंगे कि आपने क्या सीखा। 

वर्कसेल का परिचय

हमारे दैनिक जीवन में औद्योगिक स्वचालन

कारखाने का स्वचालन और औद्योगिक रोबोट हमारे रोजमर्रा के जीवन में इस कदर समाहित हो गए हैं कि अक्सर हमें उनके प्रभाव का एहसास भी नहीं होता। किसी पैकेज की रातोंरात डिलीवरी या किसी किराना स्टोर में हमेशा भरे रहने वाले शेल्फों के बारे में सोचें। ये रोजमर्रा की सुविधाएं उन्नत विनिर्माण प्रक्रियाओं के कारण संभव हो पाती हैं, जिनमें स्वचालन और रोबोटिक्स महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

औद्योगिक स्वचालन कारखानों में विनिर्माण और उत्पादन प्रक्रियाओं को सुव्यवस्थित और बेहतर बनाने के लिए प्रौद्योगिकी और मशीनों का उपयोग है। आधुनिक औद्योगिक कारखानों में, स्वचालन दक्षता बढ़ाने, सुरक्षा सुनिश्चित करने और सटीकता बढ़ाने के उद्देश्य से विभिन्न कार्यों के लिए केंद्रीय महत्व रखता है। इनमें विनिर्माण कार्य शामिल हैं जहां रोबोट विभिन्न कार्यों को पूरा करते हैं, जैसे: 

• सामग्री की आवाजाही, जैसे उत्पादों को स्थानांतरित करना और छांटना। 
• शिपिंग के लिए उत्पादों को पैलेट पर रखना।
• सिस्टम से दोषपूर्ण उत्पादों को हटाना।

उदाहरण के तौर पर, जब कोई ऑनलाइन ऑर्डर दिया जाता है, तो उसे एक स्वचालित प्रणाली द्वारा संसाधित किया जाता है और एक गोदाम को सौंप दिया जाता है। इन गोदामों में औद्योगिक रोबोट महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, गलियारों में घूमते हैं और सटीकता और गति के साथ वस्तुओं को निकालते हैं। ये रोबोट कई दिशाओं में चलने और उत्पादों को सावधानीपूर्वक संभालने में सक्षम हैं। वे आपके ऑर्डर को छांटने, पैक करने और शिपमेंट के लिए तैयार करने के लिए मनुष्यों के साथ मिलकर काम करते हैं, और यह सब कुछ घंटों के भीतर हो जाता है।

वर्कसेल क्या है?

वर्कसेल मशीनों, लोगों और अन्य उपकरणों का वह समूह है जिनका उपयोग कंपनियां अपनी विनिर्माण उत्पादन प्रक्रिया में करती हैं। इन सेलों को अक्सर उत्पादन से जुड़ी लागतों को कम करने और उत्पादकता बढ़ाने के लिए लागू किया जाता है। कई कंपनियां वर्कसेल बनाकर त्रुटियों की दर को काफी हद तक कम कर देती हैं।

उदाहरण के लिए, एक विनिर्माण संयंत्र में, प्रक्रिया में शामिल मशीनें (जैसे रोबोटिक आर्म और कन्वेयर) इस तरह से व्यवस्थित की जाएंगी कि उत्पादित माल एक चरण से दूसरे चरण तक सुचारू रूप से और निर्बाध रूप से आगे बढ़े। यह तभी संभव होगा जब मशीनों को ऐसे कार्य-कक्षों में समूहीकृत किया जाए जो उत्पादित वस्तुओं की तार्किक प्रगति को सुगम बनाते हों - एक छोर पर कच्चे माल से लेकर दूसरे छोर पर तैयार उत्पाद तक।

प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) क्या है?

प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) एक औद्योगिक कंप्यूटर नियंत्रण प्रणाली है जिसे औद्योगिक प्रणालियों में स्वचालित संचालन करने के लिए प्रोग्राम किया जाता है। स्वचालित उत्पादन लाइनों का एक अनिवार्य घटक, पीएलसी इनपुट उपकरणों (जैसे सेंसर) की स्थिति की लगातार निगरानी करता है और आउटपुट उपकरणों (जैसे कन्वेयर) की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए एक कस्टम प्रोग्राम के आधार पर निर्णय लेता है। पीएलसी का उपयोग विभिन्न वास्तविक उद्योगों में फैक्ट्री असेंबली लाइनों, मशीनरी या अन्य प्रक्रियाओं को स्वचालित करने के लिए किया जाता है। पीएलसी का उपयोग करने से विश्वसनीयता, सिस्टम की स्थिरता और प्रदर्शन तथा सुरक्षा में वृद्धि हो सकती है, साथ ही मानवीय हस्तक्षेप और संभावित मानवीय त्रुटि की आवश्यकता को कम किया जा सकता है। 

स्वचालित कारखानों में, वर्कसेल में विभिन्न मशीनें और रोबोट एक साथ मिलकर विशिष्ट कार्यों को पूरा करते हैं। पीएलसी निम्नलिखित गतिविधियों के प्रबंधन और समन्वय में केंद्रीय भूमिका निभाता है: 

• उपकरणों का एकीकरण: पीएलसी एक वर्कसेल के भीतर रोबोटिक आर्म, कन्वेयर, सेंसर और न्यूमेटिक सिस्टम जैसे कई उपकरणों को एकीकृत और नियंत्रित कर सकते हैं। यह एकीकरण सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक घटक अन्य घटकों के साथ सामंजस्यपूर्ण ढंग से कार्य करे, जिससे दक्षता में सुधार होता है और त्रुटियां कम होती हैं।
• प्रक्रियाओं का स्वचालन: पीएलसी दोहराव वाले कार्यों को स्वचालित करते हैं, जिससे मैन्युअल हस्तक्षेप की आवश्यकता कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, एक पैकेजिंग वर्कसेल में, एक पीएलसी एक रोबोट आर्म को नियंत्रित कर सकता है ताकि वह कन्वेयर से वस्तुओं को उठा सके, उन्हें बक्सों में रख सके और बक्सों को सील कर सके।
• निगरानी और निदान: पीएलसी सभी कनेक्टेड उपकरणों की स्थिति की लगातार निगरानी करते हैं, वास्तविक समय डेटा और निदान प्रदान करते हैं। इससे समस्याओं की शीघ्र पहचान और समाधान करने में मदद मिलती है, जिससे डाउनटाइम कम से कम होता है।

पीएलसी का एक प्रमुख लाभ इसकी लचीलापन है। पीएलसी न केवल अधिक इनपुट या आउटपुट डिवाइस जोड़कर कार्यक्षमता का विस्तार करने की क्षमता प्रदान करते हैं, बल्कि विनिर्माण प्रक्रिया में होने वाले परिवर्तनों के अनुकूल होने के लिए उन्हें आसानी से रीप्रोग्राम और रीकॉन्फ़िगर भी किया जा सकता है। 

सीटीई वर्कसेल

अब जबकि आपको वस्तुओं को स्थानांतरित करने और पैलेट पर रखने जैसे कार्यों को पूरा करने के लिए 6-एक्सिस आर्म को कोड करने की मूलभूत समझ हो गई है, तो आप उस ज्ञान को आगे बढ़ाते हुए वर्कसेल बनाने के लिए घटक जोड़ने के लिए तैयार हैं। इस पूरे कोर्स के दौरान, आप सीटीई वर्कसेल के घटकों, जैसे कि ब्रेन, सेंसर, कन्वेयर, डिस्क फीडर और न्यूमेटिक्स के बारे में जानेंगे, और यह भी सीखेंगे कि पूरी तरह से स्वचालित वर्कसेल बनाने के लिए उन्हें कैसे कोड किया जाए। इससे पहले कि आप एक पूर्ण वर्कसेल का निर्माण कर सकें, आपको सीटीई वर्कसेल के साथ ब्रेन का उपयोग करने के बारे में जानने की आवश्यकता है, ताकि आप 6-एक्सिस आर्म के अलावा अन्य उपकरणों को भी कनेक्ट और नियंत्रित कर सकें।

मस्तिष्क एक प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) के रूप में

सीटीई वर्कसेल में, मस्तिष्क प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर के रूप में कार्य करता है, जो औद्योगिक स्वचालन सेटिंग्स में पीएलसी के समान कार्य करता है: 

• नियंत्रण केंद्र: मस्तिष्क केंद्रीय नियंत्रण केंद्र के रूप में कार्य करता है, जो 6-एक्सिस आर्म और कन्वेयर, सेंसर और न्यूमेटिक्स जैसे अतिरिक्त उपकरणों का प्रबंधन करता है।
• प्रोग्रामेबल लॉजिक: मस्तिष्क को VEX कोड का उपयोग करके प्रोग्राम किया जाता है ताकि यह परिभाषित किया जा सके कि वर्कसेल को कैसे संचालित होना चाहिए, जो स्वचालित कारखानों में पीएलसी के वास्तविक दुनिया के उपयोग को दर्शाता है।
• वास्तविक समय समन्वय: मस्तिष्क सेंसर से इनपुट संसाधित करता है और वास्तविक समय में आउटपुट को नियंत्रित करता है, जिससे वर्कसेल का सुचारू और कुशल संचालन सुनिश्चित होता है।
• विस्तार क्षमता: औद्योगिक पीएलसी की तरह, ब्रेन को अतिरिक्त उपकरणों (जैसे सेंसर, कन्वेयर और न्यूमेटिक्स) को जोड़कर विस्तारित किया जा सकता है, जिससे आप तेजी से जटिल स्वचालित प्रणालियों का निर्माण और नियंत्रण कर सकते हैं।

पिछले कोर्स में आपने VEXcode EXP का उपयोग करके 6-एक्सिस आर्म की गति को नियंत्रित करने के लिए एक डायरेक्ट कनेक्शन का उपयोग किया था। हालाँकि, केवलसीधा कनेक्शन आपको 6-एक्सिस आर्म को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। ब्रेन का उपयोग करके आप सेंसर, मोटर और न्यूमेटिक्स जैसे अतिरिक्त उपकरणों के साथ-साथ 6-एक्सिस आर्म को भी कनेक्ट कर सकते हैं। पूरी तरह से स्वचालित वर्कसेल बनाने के लिए, आपको वस्तुओं को प्रभावी ढंग से स्थानांतरित करने, छांटने और वितरित करने के लिए आवश्यक सभी उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए ब्रेन का उपयोग करना होगा।

ब्रेन, वर्कसेल को नियंत्रित करने के लिए, उस पर डाउनलोड किए गए उपयोगकर्ता प्रोजेक्ट्स को चलाता है। आप ब्रेन स्क्रीन पर सीधे वर्कसेल के बारे में जानकारी भी देख सकते हैं, जैसा कि आप इस यूनिट में बाद में देखेंगे।

 

इस कोर्स में आप ब्रेन को पीएलसी के रूप में उपयोग करके सीटीई वर्कसेल को नियंत्रित करेंगे। ब्रेन और उससे जुड़े घटकों, जैसे कि 6-एक्सिस आर्म, को बिजली प्रदान करने के लिए, आपको ब्रेन से एक चार्ज की हुई बैटरी को कनेक्ट करना होगा।