रोबोट की सटीकता और पुनरावृत्ति (Accuracy and Repeatability of Robots)

रोबोटिक्स में किसी भी प्रणाली की गुणवत्ता और विश्वसनीयता का मूल्यांकन मुख्यतः दो मानकों पर आधारित होता है — सटीकता (Accuracy) और पुनरावृत्ति (Repeatability)। ये दोनों पैरामीटर यह निर्धारित करते हैं कि कोई रोबोट किसी कार्य को कितनी बार और कितनी सटीकता से दोहरा सकता है। औद्योगिक और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों में इनका अत्यधिक महत्व है।

परिचय

रोबोटिक्स में सटीकता और पुनरावृत्ति का सीधा संबंध नियंत्रण प्रणाली, यांत्रिक डिजाइन, सेंसरों की गुणवत्ता और प्रोग्रामिंग की दक्षता से होता है। एक उच्च सटीकता वाला रोबोट जटिल कार्यों जैसे सर्जरी, इलेक्ट्रॉनिक असेंबली, और वेल्डिंग में उपयोगी होता है।

1️⃣ सटीकता (Accuracy) क्या है?

सटीकता का अर्थ है कि रोबोट अपने लक्ष्य (Target Position) तक कितनी निकटता से पहुँच सकता है। यह लक्ष्य बिंदु और वास्तविक स्थिति के बीच के विचलन (Deviation) से मापा जाता है।

गणितीय रूप से:

Accuracy = | लक्ष्य बिंदु − वास्तविक बिंदु |

सटीकता को प्रभावित करने वाले कारक:

• कैलिब्रेशन त्रुटियाँ (Calibration Errors)
• सेंसर की अपूर्णता
• जॉइंट बैकलैश (Joint Backlash)
• थर्मल विस्तार और घर्षण
• कंट्रोल सिस्टम की सटीकता

सटीकता मापन के तरीके:

• लेज़र ट्रैकर (Laser Tracker)
• ऑप्टिकल मापन उपकरण
• जायरो सेंसर आधारित विश्लेषण
• कंप्यूटर-सहायता प्राप्त परीक्षण (CAT System)

2️⃣ पुनरावृत्ति (Repeatability) क्या है?

पुनरावृत्ति उस क्षमता को दर्शाती है जिससे रोबोट एक ही कार्य को बार-बार करते समय समान स्थिति प्राप्त कर सके। यह रोबोट की स्थिरता और नियंत्रण की निरंतरता को मापता है।

गणितीय रूप से:

Repeatability = मानक विचलन (Standard Deviation) of Position Errors

पुनरावृत्ति को प्रभावित करने वाले कारक:

• यांत्रिक स्थिरता
• कंपन (Vibration)
• सेंसरों की नॉन-लिनियरिटी
• तापमान परिवर्तन
• प्रोग्रामिंग त्रुटियाँ

सटीकता बनाम पुनरावृत्ति (Accuracy vs Repeatability)

मापदंड	सटीकता (Accuracy)	पुनरावृत्ति (Repeatability)
परिभाषा	लक्ष्य बिंदु तक पहुँचने की निकटता	एक ही कार्य को बार-बार करने की स्थिरता
आवश्यकता	सटीक कार्य जैसे सर्जरी या माइक्रो-असेंबली	औद्योगिक असेंबली और वेल्डिंग
मापन इकाई	मिलीमीटर या माइक्रोन	मिलीमीटर या माइक्रोन
प्रभावक	कैलिब्रेशन, सेंसर सटीकता	कंपन, तापमान, दोहराव त्रुटि

उदाहरण द्वारा समझें

मान लीजिए कि एक रोबोट को एक ही बिंदु पर 5 बार जाना है:

• यदि सभी बार वह उसी बिंदु के पास जाता है, तो पुनरावृत्ति अच्छी है।
• यदि वह लक्ष्य बिंदु से थोड़ा दूर लेकिन समान दूरी पर जाता है, तो सटीकता कम है।

औद्योगिक अनुप्रयोग

• ऑटोमोबाइल असेंबली में वेल्डिंग रोबोट।
• सर्जिकल रोबोट्स में माइक्रो-स्तर की क्रियाएँ।
• PCB सर्किट बोर्ड निर्माण।
• 3D प्रिंटिंग और Additive Manufacturing।

सटीकता और पुनरावृत्ति सुधारने की तकनीकें

• Closed-loop Control System
• Sensor Fusion (Multiple Sensor Integration)
• Automatic Calibration Algorithms
• Temperature Compensation
• AI आधारित Predictive Maintenance

महत्व

• विश्वसनीयता और प्रदर्शन की गारंटी।
• मानव त्रुटियों की न्यूनता।
• ऊर्जा और संसाधनों का बेहतर उपयोग।
• गुणवत्ता नियंत्रण में सुधार।

निष्कर्ष

रोबोट की सटीकता और पुनरावृत्ति उसकी कार्यक्षमता का आधार हैं। एक उच्च सटीकता और उच्च पुनरावृत्ति वाला रोबोट ही औद्योगिक, चिकित्सीय और अनुसंधान कार्यों में सफल माना जाता है। भविष्य में, AI और सेंसर फ्यूजन तकनीकें इन मानकों को और बेहतर बनाएँगी।