Robotik Sistemler - endüstriyel robot, robotik uygulamaları, otomasyon, robot teknolojisi

Endüstriyel otomasyon günümüzdeki konumuna, programlanabilir denetleyiciler, mikroişlemciler, işlem denetimli bilgisayarlar, endüstriyel mantıklı denetim sistemleri, CNC tezgahlar, otomatik ambalajlama ve erişim sistemleri gibi diğer teknolojilerle birlikte robot teknolojisindeki ilerlemelere borçludur. Günümüzdeki endüstriyel robotlar çok çeşitli işleri yapmakta ve her türlü uygulamalarda kullanılmaktadır. Robot teknolojisinin verimli işletilmesi için robotiğin temellerinin bilinmesi önemli-dir. Bu çalışmada, robot eklemleri, robot programlama, robot seçimi, robotların ekonomik durumları ve uygulamaları gibi temel kavramları incelemeye çalışılmıştır.

1. GİRİŞ

Endüstriyel robot, parçaları, maddeleri, aletleri ya da özel işlem takımlarını, çeşitli programlarla, istenen görev doğrultusunda hareket edebilen bir tasarımdır. İlk eklemli kol 1950'lerde geliştirilmiştir. Özellikle endüstriyel otomasyonun ve bilgisayar uygulamalarının üretim sistemlerinde kullanılmasıyla bu alanda birçok gelişme olmuştur. 1950'lerdeki eklemli kolun ilk gelişmesinden ve mikroişlemci teknolojisindeki gelişmelere bağlı olarak robotlar çeşitli tip, şekil ve büyüklüklerde kullanılmaya başlamıştır. Robotlar geniş bir görev alanına sahiptir. Aslında robotlara olan gereksinim güçlü ekonomik performansın sağladığı rekabet ortamı ve her iş ortamına uyum sağlamasına bağlıdır. Bu iş ortamları kaynakçılık, boya işleri, herhangi bir maddeyi alıp bir yere koyma işlemleri, vb. olarak sayılabilir.

2. ENDÜSTRİYEL ROBOTLAR

Robot kelimesi "Rossum's Universal Robots" adlı Karel Capek 1921'de yazmış olduğu fantezi oyunundan ortaya çıkmıştır. Capek bu kelimeyi "Zorunlu İşçiler" anlamında kullanmıştır. Amerikan Robotik ' Enstitüsü, endüstriyel robotu, çeşitli işleri yapmak için programlanmış hareketlerle malzemeleri, parçaları, aletleri ve özel araçları hareket ettirmek için tasarlanmış programlanabilir, çok fonksiyonlu manipülatör olarak tanımlanmaktadır [1].

Endüstriyel robot, çeşitli tiplerdeki rijit mafsallardan oluşmakta ve bilgisayar kontrollüdür. Genel manada, bir robotun fiziki yapısı, bir insan kolunu andırır. Mafsal grubu, genellikle sabitlenmiş olan gövdeye bağlanır. Mafsal grubu, genellikle robot kolu olarak tanımlanır. Bilek kola bağlanır. Kavramayı veya tutmayı kolaylaştırmak için bileğin ucuna bir el takılır. Robot terminolojisinde bu el "uç effektör" (end-effector) olarak tanımlanır. Uç effektörün tüm hareketi, mafsallar, bağlantılar ve bileğin bir seri hareketleri ve pozisyonları ile elde edilir. 6 serbestlik dereceli bir endüstriyel robot Şekil 1.1.'de gösterilmektedir.

3. ROBOTLARIN TEMELLERİ VE ROBOT TEKNOLOJİSİ

Burada, robot teknolojisinin temel esasları irdelenmektedir. Robotun ana parçaları, manipülatör, kontrol ünitesi ve güç kaynağından oluşur. Bu parçaların tipleri ve özellikleri aşağıda tartışılmaktadır.

3.1 Robotların Güç Kaynakları

Robotun önemli elemanı tahrik sistemidir. Bu tahrik sistemi robotun hareketini sağlar. Robotun kullanacağı alana ya da gerek duyduğu güce göre tahrik sistemleri 3 çeşittir. Genellikle sanayide kullanılan bu sistemler:

Şekil 1.1. Altı serbestlik dereceli
bir endüstriyel robot.

3.1.1 Hidrolik Sistem

Hidrolik tahrik sistemi, robota büyük hız ve güç verir. Bu sistem, mafsalların doğrusal ve dairesel hareket etmesini sağlayacak şekilde tasarlanır. Hidrolik sistemin temel dezavantajı robotun fazla yer işgal etmesidir. Ayrıca, sızıntı problemi vardır. Yüksek hız ve güç sağladığından bu sistem birçok endüstriyel robotta kullanılmaktadır. Sprey boyamadaki gibi elektrikli sistemlerin yangın çıkartma tehlikesi yüksek olan alanlarda hidrolik robotlar kullanılmaktadır.

3.1.2 Elektrikli Sistem

Hidrolik sistemlerle karşılaştırıldığında, elektrikli sistemler, daha az hız ve güç sağlarlar. Bundan dolayı elektrikli sistemler daha küçük robotlarda kullanılır. Fakat bu sistemler daha hassas ve daha iyi tekrarlanabilme kabiliyetinde ve kullanımı daha temizdir. En yaygın olarak endüstride bu tip robotlar kullanılır. Nümerik kontrollü tezgahlarda olduğu gibi bu tip robotlar iki grupta sınıflandırılır: Adım motorlular ve doğru akımlı servo motorlulardır. Adım motorlu robotların çoğu açık döngü tipindedir, fakat geri besleme döngüleri bu robotlarda ortaktır. Servo sistemli robotlar, sistem ile robot arasında sabit olan geri besleme döngülerine sahiptirler.

3.1.3 Pnömatik Sistem

Pnömatik tahrikli sistemler, genellikle daha küçük robotlarda kullanılır. Bu robotlar daha az serbestlik dereceli ve malzemeleri bir yerden alıp başka bir yere nakletme işlemlerinde kullanılır. Bu işlemler genellikle basit ve kısa sürelidir. Pnömatik güç, doğrusal veya dairesel eklemler için kullanılır. Pnömatik robotlar, elektrikli veya hidrolik robotlardan daha ucuzdur. Fakat çoğunlukla, pnömatik robotlar mekanik olarak her bir eksen için sabit noktalı işlemler yaparlar. Bunlar, sınırlı hareketler yapan sıra robotlardır. Bu robotların büyük avantajı basit modüler yapıda olduğundan standart mevcut parçaların kullanılmasıdır. Bu da, bir firma için maddi açıdan önemli ölçüde kazanç sağlar.

3.2 Robot Sensörleri

Robotun çalışması,eklem ve bileklerindeki belirli hareketlerden meydana gelir. Bu hareketler elde edilirken, robotun çalışmasının belirli ve düzgün olması önemlidir. Robot hareketlerinin düzenli olması için uygun araçlarla kontrol edilmesi gerekir. Kontrolleri sırasında, robotların çevresindeki karakteristik özelliklerine duyarlı olmalıdırlar. Bu karakteristikler, kontrol sistemlerinin, manipülatör hareketlerinin verimli olmasını mümkün kılmak için geri besleme sağlar ve robotlara da daha çok esneklik verir. Görsel sensörler gibi sensörler, daha çok zeki robotlarda kullanışlıdır. Sensörler, faydalarına göre birçok farklı yöntemlerle sınıflandırılabilir. Burada, robotlarda kullanılan birkaç tip sensör ele alınmaktadır.

3.2.1 Pozisyon Sensörleri

Pozisyon sensörleri, eklemlerin konumlanmasının kontrollerinde kullanılır. Konum hakkındaki bilgi, eklem hareketlerinin doğruluğunun belirlenmesinde kullanılan kontrol sistemlerine geri beslenir. Eklem hareketleri, belirlenmiş görevi yapan uç elemanının doğru konumlanmasını gösterir.

3.2.2 Alan Sensörleri

Alan sensörleri, bir referans noktasından bir diğer nokta arasındaki mesafeyi ölçer. Alanın algılanması, televizyon kameraları, sonar vericiler veya alıcılarla sağlanır. Alanın algılanmasındaki başlıca sorun, vericilerin pozisyonları itibariyle göremediği noktaları kaçırmasıdır. Bu sorun, daha çok sayıda sensör kullanılmasıyla gidirilir.

3.2.3 Hız Sensörleri

Hız sensörleri, hareket halindeki bir manipülatörün hızının ölçülmesinde kullanılır. Hız, manipülatörün dinamik çalışmasının önemli bir bölümüdür. Noktalar arasındaki hareketlerin hızlandırılmasındaki değişimler, manipülatörün dinamik durumunu verir. Hızlandırma değişiklikleriyle oluşan atalet kuvvetleri, hız değişimleriyle oluşan kuvvetleri ve kollarda genleşmeden dolayı oluşan kuvvetlerin neden olduğu yerçekimi ve kendi ağırlığı, manipülatörün dinamik çalışmasının hassas olarak kontrol edilmesini gerektirmektedir.

DC takometresi, hızın ölçülmesindeki en çok yaygın olarak kullanılan aletlerden biridir. Aslında bir DC jeneratörü olan takometre, motorun açısal hızıyla orantılı bir çıkış voltajı sağlar. Bu bilgi, hareketin uygun bir biçimde düzenlenmesi için kontrol ünitesine geri beslenir.

3.2.4 Yakınlık Sensörleri

Yakınlık sensörleri, herhangi bir fiziki bağlantı olmaksızın, belirli bir mesafe ya da alandaki bir nesnenin algılanması için kullanılır. Bunlar, robotların kaza yapmaması veya hasar görmesini önler. Bu sensörler nesneden gelen sinyallere göre hareket ederler. Sinyaller, ışık yayan diyot vericisinden oluşur ve fotodiyot alıcısında alınır. Aslında alan senörleri, yakınlık sensörlerinin yerini alabilir.

3.3 Robot Eli: Uç Effektör (End-effector)

Genelde robot eli olarak bilinen uç eleman, istenilen işlemlerin yapılması için robot bileklerine monte edilir. Uç effektörlerin değişik tipleri, robotların daha esnek ve çok yönlü olması için tasarlanır. Uç effektörler, iki ana tipte sınıflandırılır; bunlar tutucular ve takımlardır.

Tutucular genellikle bir nesneyi kavrayıp ve tutup istenilen yere konmasında kullanılır. Tutucular farklı görüş açılarından ve farklı teknik olanaklarla biçimlendirilirler [3]. Tutucular, mekanik, vakumlu veya emmeli yapışan, kancalılar, kepçeliler vb. olarak sınıflandırılır. Çift tutucular, aynı anda iki nesneyi tutabilir ve bunlar birbirinden bağımsız olarak hareket ettirilirler. Gerektiğinde daha fazla tutucu kullanılabilir. Fakat bu pek yaygın değildir. Hatta tutucular, parçanın iç veya dış tarafından tutulmasına bağlı olarak, iç veya dış tutucu olarak sınıflandırılır.

Bazen bir robot, bir iş parçası üzerinde bir işlem yapması için takım kullanması gerekebilir. Böyle uygulamalarda uç effektör çeşitli takımları, kavrayıp tutabileceği bir tutucu olarak kullanılabilir ve bundan dolayı da robot çok takımlı olarak bir işi gerçekleştirebilir. Fakat pek çok robot uygulamasında sadece tek takım kullanılabilir. Bu takım doğrudan robotun bileğine monte edilir. Nokta kaynağı takımları, ark kaynağı takımları, sprey boyama tabancaları, delme ve taşlama için dönen miller, uç effektör olarak kullanılan tipik örnek takımlardır.

3.4 Robot Hareketi ve Hassasiyeti

Robot hareketlerinde, kararlılık ve cevap hızı iki önemli karakteristiktir. Hız, robot kolunun bir noktadan diğer bir noktaya çabuk bir şekilde nasıl hareket ettiğini belirler. Kararlılık, salınımın en küçük bir miktarı ile robot hareketi arasındaki ilişkidir. Mükemmel bir robot, yeterli hızda ve aynı zamanda kararlılığa sahip olmalıdır. Hız ve kararlılık sık sık çelişen hedeflerdir. Fakat, robotlarda iki parametre arasındaki uyumu sağlamak için iyi bir kontrol sistemi tasarlanabilmelidir.

Şekil 1.2 a) Hassasiyet ve tekrarlanabilirlik,
b) yüksek hassasiyet ve yüksek tekrarlanabilirlik,
c) yüksek hassasiyet ve düşük tekrarlanabilirlik,
d) düşük hassasiyet ve yüksek tekrarlanabilirlik,
e) düşük hassasiyet düşük tekrarlanabilirlik.

3.4.1 Uzaysal Çözünürlük

Bir robotun uzaysal çözünürlüğü, robotun iş hacmini bölebildiği hareketinin en küçük artışıdır. Bu, sistemin kontrol çözünürlüğü ve robotun mekanik kusurlarına bağlıdır. Bu kontrol çözünürlüğü, robotun pozisyon kontrol sistemi ve onun geri besleme ölçüm sistemi tarafından belirlenir. Denetleyiciler, her bir eklem için hareketin toplam çalışma alanını bağımsız artışlara böler. Kontrol hafızasının kapasitesi, toplam çalışma alanının artışlara bölünme kabiliyetini belirler. Belirli bir eksen için, ayrılmış artışların sayısı aşağıdaki formülle belirlenir.

3.4.2 Hassasiyet

Robotun hassasiyeti, bilek ucunun veya bileğe takılı bir takımın verilen bir hedef noktaya çalışma hacmi içinde gidebilme kapasitesidir. Hassasiyet, uzaysal çözünürlük ile yakından ilgilidir. Çünkü uzaydaki bir noktaya ulaşmak için robotun kabiliyeti, mafsal hareketlerini küçük artışlara bölme özelliğine bağlıdır. Bir robotun hassasiyeti, birbirine komşu iki çözünürlük noktası arasındaki mesafenin yarısıdır. Robotun hassasiyeti, mekanik hassasiyet bozukluklarından etkilenir. Örneğin elemanların esnemesi, dişliler arasındaki boşluk vb.

3.4.3 Tekrarlanabilirlik

Tekrarlanabilirlik, bir robotun daha önce kendisine öğretileni yapabilme kabiliyetidir. Tekrarlanabilirlik hatası aşağıda anlatıldığı gibi, hassasiyetten farklıdır (Şekil 1.2).

Şekil 1.2'a'daki uzaysal çözünürlüğün sınırlarından dolayı hassasiyet, B noktası olacaktır. A ve B noktaları arasındaki mesafe, uzaysal çözünürlükten dolayı robotun sınırlandırılmış hassasiyetinin bir sonucudur. Robota B noktasına gitmesi söylendiğinde, onun yerine C noktasına gidecektir. B ile C noktaları arasındaki mesafe, robotun tekrarlanabilirlik sınırlarının üzerindeki bir sonuçtur. Bu arada, robota B noktasına gitmesi söylendiğinde, robot, her zaman C noktasına gitmeyecektir. Bunun yerine C noktası civarında bir kümeleşme olacaktır. Tekrarlanabilirlik hataları genellikle normal dağılım şeklinde farz edilir. Bahsedilen hata kümesi geniş ise burada hassasiyet düşüktür denilir. Bu arada, hataların standart sapması düşük olursa bu durumda da tekrarlanabilirliğin yüksek olduğu söylenir.

4. ROBOTLARIN SINIFLANDIRILMASI VE ÇALIŞMA ALANLARI

Normalde robotlar, fiziksel konfigürasyonlar baz alınarak sınıflandırılır. Robotlar kontrol sistemlerine göre de sınıflandırılabilir.

Şekil 1.3. Robotların sınıflandırılması:
a) Kartezyen, b) Silindirik, c) Polar, d) Mahalli Kol Robotu.

4.1 Fiziksel Konfigürasyona Dayalı Sınıflandırma

Endüstriyel robotların çoğu dört temel konfigürasyonda tasarlanmıştır. Bunlar:

4.1.1 Kartezyen Konfigürasyonu

Şekil 1.3.a'da gösterildiği gibi, bu robot, birbirine dik üç eksende hareket eden kısımlara sahiptir. Hareketli kısımlar x,y,z kartezyen koordinat sistemi eksenlerine paralel hareket ederler [2]. Robot üç boyutlu dikdörtgen prizması hacmi içindeki noktalara kolunu hareket ettirebilir. Bu konfigürasyon en kısıtlı hareket serbestliğine sahip robot tasarım şeklidir. Bazı parçaların montajı için gereken işlemlerde kullanılır.

4.1.2 Silindirik Konfigürasyonu

Şekil 1.3.b'de gösterildiği gibi, bu konfigürasyonda, robot gövdesi düşey eksen etrafında dönebilen düşey bir kolondur. Kolun birkaç hareketli kısmı vardır. Bu hareketli parçalar kolu yukarı-aşağı ve içeri-dışarı harekete geçirir. Genelde nesneleri bir yerden başka bir yere taşımakta kullanılır.

4.1.3 Polar Konfigürasyonu

Şekil 1.3.c'de gösterildiği gibi, kol küresel bir hacim içinde hareket eder. Robotun bir döner tabanı vardır ve teleskobik kolu yukarı-aşağı hareket ettirmek için bir mafsal kullanılır. Her türlü uygulamalarda robot konfigürasyonunun sağladığı çalışma hacmi önemli bir yer tutar.

4.1.4 Mafsallı Kol Konfigürasyonu

Şekil 1.3.d'de gösterildiği gibi, mafsallı kol konfigürasyonu insan yapısına benzer şekilde tasarlanmıştır. Robotun, insan omuzu, dirsek ve bilek mafsallarının yaptığı hareketlere benzer hareketleri yapabilmesi için hareketli parçalan mafsallarla birleştirilmiştir. Robot kol bir tabana bağlıdır. Bu taban kendi etrafında dönebilir. Yaygın bir şekilde kullanılır. Çünkü otomotiv endüstrisindeki nokta kaynağı veya boyama işlemlerinde olduğu gibi maharetli hareketleri yapabilecek kabiliyete sahiptirler.

4.2 Kontrol Sistemlerine Dayalı Sınıflandırma

4.2.1 Noktadan Noktaya (Point-to-Point) (PTP) Kontrollü Robot

PTP robotu, bir noktadan diğer bir noktaya hareket etme kabiliyetindedirler. Konumlar, kontrol belleğine kaydedilmektedir. PTP robotları, bir noktadan diğer bir noktaya ulaşacağı yolu kontrol edemez. Programcı, yol boyunca bir seri noktaları programlamayla istenilen yolu elde eder. Bu robotlar, yaygın olarak nokta kaynağı, delik delme, yükleme, boşaltma gibi işlemlerde kullanılır.

4.2.2 Sürekli Yol (Continuous-Path) (CP) Kontrollü Robot

CP robotu, denetimli yol boyunca hareketleri yapabilme kabiliyetindedirler. CP denetimiyle, robot denetimli yol boyunca her belirli noktada durabilir. Yol boyunca tüm noktalar, robotun denetim belleğinde kesin olarak kaydedilmelidir. Düz hat eylemi bu tip robot için en basit örnektir. Bazı sürekli yol kontrollü robotlar, programcılar tarafından tanımlanan düzgün bir eğrideki yolu takip et-me kabiliyetindedirler. Böyle durumlarda programcılar istenen yol boyunca robot kolunu manüel olarak hareket ettirirler ve kontrol birimi, bellekteki yol boyunca çok sayıdaki noktaları kaydeder. Bu tip robotlar, sprey boyama, vernikleme, tutkallama ve ark kaynak işlemlerinde kullanılırlar.

4.2.3 Denetimli Yol (Controlled-Path) Robotu

Denetimli yol robotlarında, denetim ekipmanı, yüksek derece doğruluklu, doğrular, daireler ve interpolasyon eğrileri gibi farklı geometrilerin yoluyla çizilebilir. Mükemmel doğruluk, belirlenmiş bir yol boyunca herhangi nokta elde edilebilir. Sadece başlama ve bitiş noktalarında ve belirli fonksiyon yolu, robotun denetim belleğine kaydedilmelidir Tüm denetimli yol robotlarının yollarını ayarlamada bir servo kabiliyetlerine sahip olmasını söylemek önemlidir.

Şekil 1.4 İş hacmi: a) polar, b) silindirik,
c) kartezyen, d) mafsallı kol robotu.

4.3 İş Hacmi

Çalışma hacmi veya çalışma zarfı olarak da bilinen iş hacmi, robot kolunun ulaşabildiği noktaları içeren hacimdir. Robotun ulaşamadığı yerler iş kapsamı içinde düşünülemez. Uygun bir robot seçiminde, iş hacmi en önemli karakteristiklerden birisidir. Çünkü uygulama alanı, seçilen iş hacmi dışına çıkmamalıdır. Şekil 1.4'de çeşitli robot konfigürasyonlarının iş hacmi gösterilmiştir. Bir kartezyen konfigürasyonundaki iş hacmi dikdörtgendir. Silindirik konfigürasyonundaki iş hacmi içi boş silindir şeklindedir.

5. ROBOT PROGRAMLAMA VE DİLLERİ

Robot programlamanın ilk hedefi, robotun iş alanını anlamasını sağlamaktır. Program, robota aşağıdaki maddeleri öğretir.

Kullanıcıya kolaylık sağlayan bir bilgisayar programı bu amaçlar için en uygunudur. Normalde, robotların programlanması iki şekildedir:

Göster-öğret metotları 1960'larda ortaya çıktı. Göster-öğret programlamada programcının, istenilen hareket yolunda robot kolunu hareket ettirmesi gereklidir. Bu yol denetleyiciler tarafından robot belleğinde tanımlanır. Bu metot için kontrol sistemleri ya öğretme ya da çalışma modunda yapılır. Öğretme modu robotu programlama için çalışma modu ise programı çalıştırmak için kullanılır.

Noktadan noktaya programlamada, bir robotun çalışma alanında hareket ettirilebilmesi için öğretme paneli kullanılır. Öğretme paneli, robot hareketlerini, istenen noktalardan denetlemek için kullanılan, anahtar kadran ve butonlardan oluşan küçük bir kontrol cihazıdır. Bu noktalar belleğe kaydedilir. Fakat çalışma alanında kompleks geometrik yolların düzenlenmesi için öğretme panelinin kullanılması zor olduğundan genellikle sürekli hareket yerine noktadan noktaya hareketle sınırlıdır. Bu nedenle programlama, sürekli hareketten çok noktadan noktaya, hareketlerle sınırlanır. Yükleme-boşaltma, transfer işleri ve nokta kaynağı gibi durumlarda manipülatörün hareketleri, esasında noktadan noktayadır. Bu yüzden, bu programlama metodu uygundur.

Sürekli yol programlamada, iki nokta arasında düz bir hat yolunu programlamaya karar verdiğimizde, noktaların koordinatlarını robota öğretmek için öğretme panelini kullanırız. Robot denetleyicisi, iki nokta arasındaki takip edilen eğriyi hesaplar. Diğer bir deyişle, sürekli yol programlamada programcı, istenen hareket dairesi içinde sadece robotu fiziksel olarak hareket ettirir. Programcı, işlem sırasında robotu yönlendirdiği için, robot denetleyicisi, pozisyon ve hızı kaydeder. Robot çok büyükse, temelde aynı geometriye sahip olan robotun bir kopyası, asıl robotun yerine kullanılır. Programlama sırasında kopyayı kullanmak daha kolaydır. Robotun veya kopyasının bileğindeki öğretme butonu, özel bir programlama aygıtıdır. Bu butona basıldığında, manipülatörün hareketleri programın bir parçası olur. Programcı butona basmadan kola yaptırdığı hareketler programın bir parçası olmayacaktır. Programcı, özel bir programlama aracının yardımıyla son programa dahil edilmemiş hareketleri tanımlayabilir.

Göster-öğret metotlarının sınırlı yapıya sahip olması aslında 1970'lerde metinsel dillerin gelişmesine yol açmıştır. Göster-öğret metodu, programlama için zaman alır. Bu yüzden, büyük ebatlı robotların kullanımını gerektiren üretim hatlarında programlama ekonomik değildir. Bu metodun bir diğer sakıncası ise, belirli bir kompleks fonksiyonlar için uygun değildir.

Oysa metinsel metotlar, kompleks fonksiyonları başarması kolaydır. Hatta göster-öğret metotları, bilgisayarla bütünleşik imalat (CIM) gibi gelişmiş sistemler için uygun değildir. Bu yüzden metinsel robot dilleri, robot teknolojisindeki yerini almıştır. Metinsel programlama metotları, İngilizce benzeri bir dili kullanarak çalışma alanını mantıksal dizide kurar. Aşağıdaki bölümde, metinsel programlama dilleri açık bir şekilde ele alınmaktadır.

5.1 Programlama Dilleri

Bir manüpilatör, bir program sayesinde, belirli bir yerdeki bir yolda hareket eder. Yolun içerdiği diğer hareketler sensörlerden sinyal alarak uç effektörü kontrol etmektedir. Robot programlama için farklı diller kullanılabilir ve bunların amaçları, robotun nasıl çalışacağını öğretmektir. Günümüzde pek çok uygulanan robot dilleri, metinsel ve öğretme paneli ile yapılan programlamanın bir kombinasyonudur. Bu dillerdeki programlama, bilgisayar programlamaya çok benzemektedir.

Bu diller, bir aciliyet veya hata durumunda hata giderme işlemlerinin yapılabilmesi için, hatalar yordam ve alt yordamlar sayesinde tanımlanarak robotlara sınırlı bir zekilik kazandırılabilir.

Bu programlar, kullanıcı tarafından gelecekteki daha gelişmiş konular için genişletebilir. WAWE, VAL, AML, RAIL, MCL, TL-10, IRL, PLAW, SINGLA ve VAL II geliştirilmiş dillerden bazılarıdır.

6. ROBOT SEÇİMİ

Seçilen bir robotta, ilk olarak göz önünde bulundurulması gereken teknik özellikleridir. Bu özellikler şunlardır:

1) serbestlik derecesi, 2) denetim sistemine adapte olması, 3) iş hacmi, 4) yük taşıma kapasitesi ve 5) hassasiyet ve tekrarlanabilirliğidir. Robotların seçiminde aşağıdaki karakteristikler dikkate alınır.

7. ROBOT UYGULAMALARI

Robotlar, otomasyonlu imalat sistemlerinin ayrılmaz bir parçası olmaktadır. Aslında robotlar, insanların çalıştığı personel güvenlik tehlikelerinin olduğu yerlerde, dökümhanelerde, boyama ve kaynak gibi operasyonları yapmak için kullanılan ekipman olarak düşünülürdü. Senaryo şimdi değişmekte ve robot uygulama alanları artmaktadır.

Endüstride ve diğer alanlarda da robotlar kullanılmaktadır. Bunlar malzemelerin tutulması, montaj, muayene, yangınla mücadelede doldurma, ambalaj, yapıştırma, nükleer reaktörler, depolama, parlatma, yüzey işleme gibi alanlarda da kullanılırlar [4].

8. ROBOTLARIN EKONOMİK ANALİZİ

Yukarıda, endüstride ve diğer alanlarda çeşitli robot uygulamalarını gördük. Bu uygulamalardan bazılarının (kaynakçılık ya da boyama) gibi çalışma şartları insanlar için tehlikeli ve sağlıksızdır. Fakat, robotizasyonun ekonomik olup olmadığı da aynı öneme sahiptir. Burada, robotların ekonomikliğinin hesaplanmasında geri ödeme periyodu göz önüne alınacaktır.

8.1 Geri Ödeme Periyodu Metodu

Geri ödeme periyodu metodunun ana ilkesi, bir projeye yatırılan paranın ne kadar sürede geri döneceğinin belirlenmesidir. Geri ödeme periyodu (n) aşağıdaki eşitlikten bulunabilir;

n = ekipmanları ile birlikte robot sisteminin net yatırım maliyeti / net yıllık nakit akışı

Net yatırım maliyeti = robot ve ekipmanlarının toplam maliyeti - eğer alındı ise hükümetten alınan teşvik kredisi,

Net yıllık nakit akışı = Doğrudan çalışma ve malzeme maliyeti tasarrufundan oluşan robot tertibatından yıllık olarak tahmin edilen gelir - robot sisteminin çalışma, malzeme ve bakım maliyetini içeren yıllık çalışma maliyetleri.

9. SONUÇLAR VE TARTIŞMA

Robotlar, yüksek verimlilik, hassasiyet, tekrarlanabilirlik, esnek bir imalat sistemine sahip olması, ekonomik oluşu, insan sağlığını etkileyen alanlarda insanların yerine kullanılmasında ve daha birçok alanda, teknolojik gelişmelerle birlikte çeşitli tip ve büyüklüklerde insanlığın yararına olduğu sürece kullanımları gün geçtikçe artacaktır.

KAYNAKLAR

[1] Singh, N., 1996, System Approach to Computer - Integrated Design and Manufacturing: Wayne State University, 643 p.

[2] Gülesin, M., 1995, Endüstriyel Robotlar: Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi.

[3] Hirzinger, G., Fandrey, U., ve Knoch, S., 1997., İnsan Modelinden Uyarlanan Çok Sensörlü Robot Eli: MM Makine Magazin, No: 15, 80-85.

[4] Yücel, İ., 1991, Sanayide Robot Teknolojisi: Sosyal Planlama Genel Müdürlüğü Planlama Dairesi.

Kaynak: MUMCU, Hakan., "Robotik Sistemler", Otomasyon Dergisi, Ağustos 1999, syf. 54-58 ve Eylül 1999 syf. 54-57