Industrial Robots

3,164 views
2,932 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
3,164
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
11
Actions
Shares
0
Downloads
101
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Industrial Robots

  1. 1. ENDÜSTRİYEL ROBOTLAR
  2. 2. ROBOT TEKNOLOJİSİ Robotların şimdiye kadar bir çok farklı tanımı yapılmıştır. Sözlük anlamıyla robot, "genellikle insanların gerçekleştirdikleri işlevleri yerine getiren otomatik araçlar" olarak tanımlanmaktadır.
  3. 3. Robot Uygulamaları <ul><li>1. Endüstriyel üretim (Endüstriyel robotlar) </li></ul><ul><li>2. Operasyonel Robotlar (İnsanın yaşamasına elverişli olmayan ortamlarda çalışırlar.) </li></ul><ul><li>3. Tıp ve Sağlık </li></ul><ul><li>4. Sibernetik(İnsan ve canlı benzeşimli robotlar, Antropomorfik robotik) </li></ul><ul><li>5. Sinema endüstrisi </li></ul><ul><li>6. Oyuncak endüstrisi </li></ul><ul><li>7. Hobi: </li></ul>
  4. 4. ENDÜSTRİYEL ROBOTLAR <ul><li>Endüstriyel robotun tanımı: </li></ul><ul><li>Robotun, Amerikan Robot Enstitüsü tarafından yapılan tanımı , &quot;malzemelerin, parçaların ve araçların hareket ettirilebilmesi için tasarlanmış olan çok fonksiyonlu ve programlanabilir manipülatör veya farklı görevleri yerine getirebilmek için değişken programlı hareketleri gerçekleştirebilen özel araç&quot; şeklindedir . </li></ul>
  5. 5. <ul><li>Sanayi robotunun en kapsamlı tanımı ve robot tiplerinin sınıflandırılması ISO 8373 standardında belirlenmiştir. Bu standarda göre bir robot şöyle tanımlanır: </li></ul><ul><li>&quot;Endüstriyel uygulamalarda kullanılan, üç veya daha fazla programlanabilir ekseni olan, otomatik kontrollü, yeniden programlanabilir, çok amaçlı, bir yerde sabit duran veya hareket edebilen manipülatör.&quot; </li></ul>
  6. 6. Tanımlarda kullanılan terimlerin açıklamaları aşağıdaki gibidir <ul><li>Otomatik kontrollü </li></ul><ul><li>Programlanabilir: Programlanmış hareketleri veya yardımcı fonksiyonları fiziksel değişiklik yapmadan değiştirilebilen. </li></ul><ul><li>Çok amaçlı: Fiziksel değişikliklerle farklı bir uygulamaya uyarlanabilen. </li></ul><ul><li>Fiziksel Değişiklik: Mekanik yapısında ya da kontrol sisteminde yapılan değişiklikler </li></ul><ul><li>Eksen: Robotun doğrusal veya dairesel moddaki hareketini belirlemekte kullanılan yön. </li></ul>
  7. 7. TARİHÇE <ul><li>Endüstriyel robotlar için ilk teorik çalışma 1955 yılında Denavit ve Hartenberg’in geliştirdikleri, kendi adlarıyla anılan homojen transformasyon matrisleridir . İlk endüstriyel uygulama ise 1961 yılında kalıp dökme makinesinin bakımında kullanılan Unimate robotudur. O tarihten günümüze kadar robotlar, parça yükleme/boşaltma, parça işleme, kaynak, boyama, montaj, test gibi birçok farklı uygulama alanında kullanıla gelmiştir </li></ul>
  8. 8. TEKNİK <ul><li>Robotlar otomatik kontrollü (automaticly controlled), yeniden programlanabilir (reprogameble), çok amaçlı (multiple purpose) makinelerdir.. Anahtar kelime reprogramable multipurpose’dur. </li></ul><ul><li>Reprogamable 2 özellik üzerinde vurgu yapar. </li></ul><ul><li>Robot hareketi yazılı programca kontrol edilir. </li></ul><ul><li>Program değiştirilerek robotun hareketleri büyük ölçüde değiştirilebilir. </li></ul><ul><li>Multipurpose anlatmak istediği sonuç robotun kullandığı program ve aletlere bağlı olarak birçok farklı fonksiyonu yerine getirdiğidir. </li></ul>
  9. 9. <ul><li>Genellikle sabit konumludurlar.Kartezyen ve çok eksenli olarak iki gruba ayırabiliriz. Yönetim ve güç üniteleri sistemin dışındadır .Eklem elastikiyeti için kayar kip kontrolleri geliştirilmiştir. Yönetim PLC (programmable Logic Controller) devreler ve son zamanlarda bilgisayarlar ile yapılır. </li></ul>
  10. 10. <ul><li>Endüstriyel uygulamalarda robotlar, her zaman daha büyük bir sistemin parçası olmak durumundadırlar </li></ul>
  11. 12. Temel Robot Sistemi <ul><li>-Robotlardan (hardwore,software)=manipulatör,powersupply,controller </li></ul><ul><li>-End efektör </li></ul><ul><li>-Donanım teçhizatları </li></ul><ul><li>– sensörler robotla direkt yüzeyli sensörler robotun görevlerinin yerine getirilmesinde kullanılan İletişim ara yüzeylerinden oluşur. </li></ul>
  12. 13. Robot Kol Geometrisinin Sınıflandırılması <ul><li>. Bir robotun insana benzeyen en önemli özelliği onun koludur. Tutma ve yerleştirme işlemlerinde robot kolu kullanılır. Robot kolu, başka bir makineyle birleştirilerek, malzemenin yüklenmesi ve takım değiştirme işlemini yapmaktadır. Kesme, şekil verme, yüzey kaplama, silindirik ve düzlem yüzey taşlama gibi imalat işlemlerini gerçekleştirir. Montaj ve kontrol uygulamalarında kullanılmaktadır. </li></ul>
  13. 14. (Konfigürasyonları) <ul><li>1) Küresel (polar coordinate) konfigürasyonu 2) Silindirik koordinat konfigürasyonu 3) Mafsallı kol (jointed arm) konfigürasyonu 4) Kartezyen koordinat konfigürasyonu </li></ul>
  14. 16. 1. Küresel Koordinat Konfigürasyonu <ul><li>Çoğunlukla polar konfigürasyon diye adlandırılan küresel tasarım silindirik kol konfigürasyonunun değişik bir uyarlamasıdır. Her türlü uygulamada robot konfigürasyonunun sağladığı çalışma hacmi (çalışma zarfı) önemli bir yer tutar. Kol, küresel bir hacim içinde hareket eder. Robotun bir döner tabanı vardır ve teleskobik kolu yukarı-aşağı hareket ettirmek için bir mafsal kullanılır </li></ul>
  15. 18. 2. Silindirik Koordinat Konfigürasyonu <ul><li>Silindirik kol tasarımı, çalışma bölgesinde engellerin olmadığı uygulamalarda kullanılır. Diğer yandan mafsallı bir robot engellerden kaçınmak için programlanabilir. Silindir konfigürasyonunun tipik işi nesneleri bir yerden başka bir yere taşımaktır (al ve yerleştir). Bu konfigürasyonda, robot gövdesi düşey eksen etrafında dönebilen düşey bir kolondur. Kol kısmının bir kaç hareketli kısmı vardır. Bu hareketli kısımlar kolu yukarı-aşağı ve içeri-dışarı hareket ettirir ve bilek kısmının dönmesini sağlarlar. </li></ul>
  16. 20. 3. Mafsallı Kol Konfigürasyonu <ul><li>Bağlantı parçalarından oluşan robot kol konfigürasyonu genellikle antropomorfik veya mafsallı robot diye adlandırılır. Yaygın bir şekilde kullanılır, çünkü otomotiv endüstrisindeki nokta kaynağı ve boyama işlemlerinde olduğu gibi maharetli hareketleri yapabilecek kabiliyete sahiptirler. Mafsallı kol konfigürasyonu, insan kolunun yapısına benzer şekilde tasarlanmıştır. Robotun, insan omuzu, dirsek ve bilek mafsallarını yaptığı hareketlere benzer hareketleri yapabilmesi için hareketli parçaları mafsallarla birleştirilmiştir. Robot kol bir tabana bağlıdır. Bu taban kendi ekseni etrafında dönebilir. </li></ul>
  17. 21. 4. Kartezyen Koordinat Konfigürasyonu <ul><li>Bu konfigürasyon en kısıtlı hareket serbestine sahip robot tasarım şeklidir. Bazı parçaların montajı için gerekli işlemler kartezyen konfigürasyonlu robotlar tarafından yapılır. Bu robot şekli birbirine dik üç eksende hareket eden kısımlara sahiptir. Hareketli kısımlar X, Y ve Z kartezyen koordinat sistemi eksenlerine paralel hareket ederler. Robot, üç boyutlu dikdörtgen prizması hacmi içindeki noktalara kolunu hareket ettirebilir.2 konfigürasyon mevcuttur; </li></ul><ul><li>-traverse </li></ul><ul><li>-gantry </li></ul>
  18. 22. Robot Tutucuları(Eller ve kavrayıcılar)
  19. 23. <ul><li>Robot uygulamalarında uç eleman olan tutucular parçaların taşınmasında montaj işlemlerinde, kaynak işlemlerinde, boyama işlemlerinde çok rahat bir şekilde kullanılmaktadır. Fakat bir montaj hattında aynı tutucunun birden fazla işi yapması veya değişik özellikteki parçaları taşıması düşünüldüğünde bunun işlevsel bakımdan zorlukları görülmektedir. Bu durumda genel maksatlı robot ele ihtiyaç duyulduğu bir gerçektir. </li></ul>
  20. 24. <ul><li>Robot ellerde eklemlerin hareketi için gerekli gücü üreten çeşitli teknolojilere dayalı hareketlendiriciler (actuator) vardır.En yaygın olarak kullanılan hareketlendirici teknolojileri elektrik motorları, hidrolik hareketlendiriciler ve pnömatik hareketlendiricilerdir. Bu geleneksel hareketlendiriciler dışında şekil bellekli alaşımları da hareketlendirici teknolojilerine dahil etmek mümkündür </li></ul>
  21. 25. Üretim Aygıtları <ul><li>yalnız başına robot kolun üretim kapasitesi yoktur.ama üretim araçlarıyla ara yüzeyli robot kol verimli bir üretim sistemi haline gelmiştir.aygıtlar verilen görevi yapmak üzere kolun sonundaki araç plate’e monte edilir. </li></ul>
  22. 26. <ul><li>Bu aygıtlar çeşitli adlarla tanımlanır.genellikle end of arm tooling veye end effektör olarak adlandırılır.parçaları açılıp kapanma hareketiyle tutmaya yarayan araca gripper denir.bunlardan biri açısal diğeri paraleldir. </li></ul><ul><li>end effektör 3 yolla sınıflandırılabilir: </li></ul><ul><li>1_parçayı gripper içinde tutma metoduna göre </li></ul><ul><li>2_gripperlere dahil edilmiş özel amaçlı aygıtlara dayanarak </li></ul><ul><li>3_gripperlerin multi fonksiyon kapasitesine dayanarak </li></ul>
  23. 27. <ul><li>1. kategoriye göre; </li></ul><ul><li>*mekanik </li></ul><ul><li>*vakum </li></ul><ul><li>*magnetik </li></ul><ul><li>*yapışkan </li></ul><ul><li>yöntemleri vardır. </li></ul>
  24. 28. <ul><li>2. kategoriye göre </li></ul><ul><li>*matkap </li></ul><ul><li>*kaynak </li></ul><ul><li>*boya sprey </li></ul>
  25. 29. <ul><li>. 3. kategoriye göre </li></ul><ul><li>*özel amaçlı gripperler dahildir.bunlara örnek olarak bir kutuyu taşıyan kutuyu açıp içini boşaltan bir gripper olabilir. </li></ul>
  26. 30. Robot Kontroller <ul><li>1_kısıtlı ardışık kontrol :bu en basit kontrol yöntemidir.kaldırma ve yerleştirme gibi sadece basit hareket işlem çevrimleri için kullanulır.genelde limitlerin veya her eklemin mekanik durma noktasının belirlenmesi ile uygulanır ve eklemlerin sıralı hareketi ile çevrim tamamlanır.geri besleme her bir eklem hareketinin takibini ve bir sonraki hareketin başlamasını sağlar.servo kontrolü olmasına rağmen doğru pozisyonu sağlayabilen bir sistemdir.çoğu pnömatik güç kullanan sistem kısıtlı ardışık kontrolle kontrol edilir. </li></ul>
  27. 31. <ul><li>2_noktadan noktaya pleybek kontrol :kısıtlı ardışık kontrol yonteminden daha karmaşık yapıya sahip bir yöntemdir.pleybek kontrol, kontrol ünitesinin belirli iş çevrimi içerisinde,belirli bölgeleri ve diğer ilgili durumları (hız,pozisyon vb.) kaydedecek bir hafızanın varlığını belirtir.kontrol tipine ismini verende bu pleybek özelliğidir.noktadan noktaya kontrolde robot kolun her pozisyonu kaydedilir.pozisyonlar kısıtlı ardışık yöntemdeki gibi kısıtlandırılmamıştır.iş çevrimleri olduğu sürece geri besleme sistemi de kullanılır. </li></ul>
  28. 32. <ul><li>3_sürekli patika pleybek kontrolü : önceki sistemle aynı pleybek özelliğine sahiptir.bu sistem aşağıdakilerden birini veya her ikisini yapabilir. </li></ul><ul><li>a) daha büyük hafıza kapasitesi: noktadan noktaya kontrol sisteminden daha büyük bir hafızası vardır. Böylece çok daha fazla konumu kaydedebilir.noktadan noktaya kontrolde sadece final durumu kaydedilir,bu nedenle işlem patikası boyunca alanlar kontrol altında değildir. Sürekli patika kontrolünde ise kol ve bilek bütün hareket boyunca kontrol altındadır. </li></ul>
  29. 33. <ul><li>b) interpolasyon toplama: kontrol ünitesi NC’lerdekine benzer şekilde interpolasyon işlemleri ile başlangıç noktasından bitişe kadar patikayı hesaplar.bu usul genelde doğrusal ve dairesel interpolasyonu içerir. </li></ul><ul><li>Servo-kontrol uygulayıcının hızını ve pozisyonunu sürekli olarak ayarlamak için kullanılır. </li></ul>
  30. 34. <ul><li>4_akıllı kontrol :endüstriyel robotlar giderek akıllı hale gelmekte.akıllı robot hareketlerini zeka sahibi gibi yapar görünüyor.bunun için bazı aktiviteler: </li></ul><ul><li>*çevre ile ilişki kurabilme </li></ul><ul><li>*iş çemberi sırasında ters giden bir olay olduğunda karar verebilme </li></ul><ul><li>*insanlarla ilişki kurabilme </li></ul><ul><li>*işlem çevrimi sırasında hesaplamalar yapabilme </li></ul><ul><li>*gelişmiş sensörleri ile iyi bir algıya sahip olma </li></ul>
  31. 35. <ul><li>ŞEKİL:ROBOT KOLUNDA BLOK KONTROL </li></ul>
  32. 36. <ul><li>Sensörler </li></ul><ul><li>Endüstriyel robotlarda kullanılan sensörler iki kategoride toplanabilir: </li></ul><ul><li>1-dışsal </li></ul><ul><li>2-içsel </li></ul>
  33. 37. <ul><li>içsel sensörler robotun her bir ekleminin pozisyonunun ve hızının kontrolünde kullanılır.bu sensörler kontrol ünitesi ile bir geri besleme sisteminden oluşurlar. </li></ul><ul><li>Robot kolunun kontrolünde kullanılan tipik sensörler güç metre ve optik kodlayıcılar içerirler.hız kontrolü için çeşitli takometreler bulunur. </li></ul>
  34. 38. <ul><li>Dışsal sensörler robotun hüre içindeki diğer teçhizatla koordine çalışmasını sağlamak için kullanılır.daha karmaşık işlemler için aşagıdaki gelişmiş sensörler kullanılır: </li></ul>
  35. 39. <ul><li>* dokunsal sensörler: </li></ul><ul><li>* yakınlık sensörler </li></ul><ul><li>* optik sensörler </li></ul><ul><li>* makine görüşü </li></ul><ul><li>* diğer sensörler </li></ul>
  36. 40. <ul><li>Kontroller robotun en karmaşık kısmıdır. Kontrollerde temelde özel amaçlı bilgisayar </li></ul><ul><li>-cpu </li></ul><ul><li>-memory </li></ul><ul><li>-input/output aygıtları bulunur. </li></ul>
  37. 41. Robot Uygulamaları <ul><li>malzeme işleme </li></ul><ul><li>malzeme taşıma </li></ul><ul><li>fabrikasyon ve montaj </li></ul>
  38. 42. Robotları Nerelerde Kullanırız : <ul><li>İnsan için tehlikeli çalışma koşulları </li></ul><ul><li>Tekrarlı iş çevrimleri </li></ul><ul><li>İnsan için zor olan taşıma işlemleri </li></ul><ul><li>Çok vardiyalı operasyon </li></ul><ul><li>Nadir değişimler </li></ul><ul><li>Parçaların pozisyonu ve dağılımı belli ise </li></ul>
  39. 43. ROBOT SEÇİMİ <ul><li>Çalışma Hacmi </li></ul><ul><li>Tekrarlanabilirlik </li></ul><ul><li>Hız ve Yük Taşıma Kabiliyeti </li></ul><ul><li>Kontrol Ünitesi </li></ul><ul><li>Yazılım </li></ul><ul><li>Diğer Özellikler </li></ul>
  40. 44. <ul><li>Çalışma Hacmi </li></ul><ul><li>Robotun ulaşabileceği ve her türlü duruş ve konumu sağlayabileceği uzaysal hacimdir. Robotun mümkün olduğunca büyük bir çalışma alanına sahip olması istenir. Ancak müşterinin yapılacak işleme göre en uygun robotu seçmesi gerekir. Çünkü bir robotun çalışma alanının büyümesi, robot uzuv boyutlarının artması dolayısıyla ataleti, gerekli motor gücü, enerji tüketim miktarı ve robot fiyatının artmasıyla sonuçlanır. Gerekli çalışma alanı kimi zaman konumlandırıcılarla da arttırılabilir. Bu nedenle önemli olan robot kollarının uzun olması değil işlevselliğidir. </li></ul>
  41. 45. <ul><li>Tekrarlanabilirlik </li></ul><ul><li>Robotun öğretilen bir noktaya göre tekrarlanan hareketlerinin sonucunda, robot uç noktası ile öğretilen nokta arasında oluşabilecek maksimum hata miktarıdır. Genel amaçlı robotlarda tekrarlanabilirlik değerinin 0,1mm ila 0,2mm olması yeterli olabilmektedir. Özel olarak ark kaynağı uygulaması düşünülürse tekrarlanabilirlik değerinin kaynakta kullanılacak tel çapının yarısından küçük olması istenir. </li></ul>
  42. 46. <ul><li>Yük taşıma kabiliyeti ve hız </li></ul><ul><li>Maksimum yük taşıma kapasitesi, robotun minimum hızında tekrarlanabilirlik değerini koruyarak taşıyabileceği maksimum yük değeridir. Nominal yük taşıma kapasitesi de robotun maksimum hızda tekrarlanabilirlik değerini koruyarak taşıyabileceği maksimum yük miktarıdır. Bu yük taşıma kapasitesi değerleri taşınan malzemenin boyutu ve şekline bağlıdır. </li></ul>
  43. 47. <ul><li>Kontrol Ünitesi </li></ul><ul><li>Kullanıcı açısından kontrol ünitesinin önemi kullanım esnekliğine dayanır. Varolan bir robot sistemine yeni bir konumlandırıcı eklemek ve yeni yapılanmalara gidilmek istendiğinde kontrol ünitesi birkaç ilave eksen kartı takılmasıyla bu ihtiyacınıza cevap verebilecek yapıda olmalıdır. </li></ul>
  44. 48. <ul><li>Yazılım </li></ul><ul><li>Programların oluşturulması aşamasında, program yapan kişi robot eksenlerini teker teker hareket ettirerek robotu istenen konum ve duruşa getirir. Programlama aşamasının basitleşmesi büyük ölçüde robot kontrol ünitesinin yazılımına bağlıdır. Yazılımda eksen hareket sisteminin yanında, kartezyen koordinat sistemi, takım koordinat sistemi gibi çok seçenekli koordinat sistemleri bulunması, programlamayı zevkli ve kolay bir uğraş haline dönüştürür. Bunun yanında kullanıcının kendi koordinat sistemini oluşturabilmesi gibi ekstra özellikler önemlidir. </li></ul>
  45. 49. Uygulama kararı <ul><li>Robot tecrübesi </li></ul><ul><li>Eldeki insan gücü </li></ul><ul><li>Eldeki bütçe </li></ul><ul><li>Gerekli sistem performans seviyesi </li></ul>
  46. 50. <ul><li>Robot sistemi almayı üç şekilde kategorize edebiliriz: </li></ul><ul><li>Tek tek istenilen özellikleri belirterek alınan sistemler </li></ul><ul><li>Standart sistemler </li></ul><ul><li>Anahtar teslimi, müşteri sistemleri </li></ul>
  47. 51. <ul><li>Endüstriyel robot sistemine geçmenin yol açacağı başlıca harcama kalemlerini şöyle sıralayabiliriz: </li></ul>
  48. 52. <ul><ul><li>Endüstriyel robotların fiyatı, </li></ul></ul><ul><ul><li>Endüstriyel robotların fabrikaya yerleştirilmeleri sırasında yapılacak harcamalar, </li></ul></ul><ul><ul><li>Bu robotların kullanımı sırasında gerekli olacak özet alet ve teçhizat ile ilgili harcamalar, </li></ul></ul><ul><ul><li>Robotların fabrikaya yerleştirilmeleri nedeni ile üretimin durmasının sonucu ortaya çıkacak maliyet, </li></ul></ul><ul><ul><li>Bilgisayarların maliyeti, </li></ul></ul>
  49. 53. <ul><ul><li>İşçilerin eğitim programlarının maliyeti, </li></ul></ul><ul><ul><li>Sistemin yürümesi sırasında yapılacak bakım-onarım harcamaları, </li></ul></ul><ul><ul><li>İstihdam edilecek nitelikte işgücünün maliyeti, </li></ul></ul><ul><ul><li>Bilgisayar programlarında yapılacak değişimlerin maliyeti, </li></ul></ul><ul><ul><li>Yatırılan sermayenin maliyeti, </li></ul></ul><ul><ul><li>Enerji maliyeti. </li></ul></ul>

×