 dosya Robot Görme Teknolojisi 
NEDİR PEKİ ŞU “ROBOT”?
■ Selçuk Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü öğretim üyeleri Arş.
Gör. Yusuf Şahin ve Arş. Gör. Abdullah Çakan’ın “Endüstriyel Robotlar ve
Fanuc R-J3iC Robot Deneyi” isimli çalışmasına bakalım. Bu çalşımada, “ISO
TR 8373 tanımına göre Endüstriyel Robot,üçveyadahafazlaprogramlanabilirekseniolanotomatikkontrollü,programlanabilir, çok amaçlı, bir yerde sabitduranveyatekerlekleriolanendüstriyel uygulamalarda kullanılan manipülatördür. Amerikan Robot Enstitüsüiserobottanımını,‘programlanabilir,
çokfonksiyonlu,malzemeleri,parçaları,
aletleriveözelaygıtlarıtaşıyabilirveçeşitliprogramlanmışfonksiyonlarıyaparakçeşitligörevleriyerinegetirir’şeklinde yapmaktadır.
Japonya’da ise robot, hafıza aygıtı takılmış, rutin işleri yaparak insanın yerini alabilen, belirlenmiş hareketleri otomatikolarakyerinegetirebilen,ekipmanı tamamen sağlanmış makine olarak
tanımlanmaktadır.
Robot kelimesi ilk olarak 1921 yılındaÇekoslovakoyunyazarıKarelCapek
tarafından yazılan Rossum’s Universal Robots adlı bilimsel oyunda kullanılmıştır. Robot kelimesi Çekçe’de köle
gibi çalışan anlamına gelen“robota”ve
“robotnik” kelimelerinden türemiştir.
Endüstri otomasyon / 86
Robotuntarihçesinebakılacakolunursa; 3000 yıl önce robot fikri üzerine roman yazımı ile başlayan gelişme, M.Ö.
1000’de abaküsün icadı, 1623’te dört
fonksiyonlu hesap makinesi, 1801 ‘de
otomatikdokumatezgâhları,1889yılındaOsmanlıİmparatorluğu’ndayapılan
ikibacaklıinsansıbirrobotolanAlâmet,
1938’de programlanabilir sprey boyama makinesi, 1939’da ilk elektronik bilgisayar,1956’dailkprogramlanabilirrobot tasarımı, 1973’te ilk minibilgisayar
kontrollü endüstriyel robot olarak süregelmişvegünümüzdekiyapayzekâlı
gelişmişendüstriyelrobotlaraulaşmıştır.Yenidenprogramlanabilmeyeteneğibirrobotunenönemliözelliklerinden
biridir.Böyleliklebelirlibirprosesingerçekleştirilmesinin ardından bu prosesten çok farklı yeni bir prosesin gerçekleştirilmesiiçingeçecekhazırlıkzamanı
vemaliyetlerminimumaindirilmişolur.
Bu adaptasyon işlemi, sabit otomasyondaoldukçabüyükmaliyetlergetirebileceğigibiüretimindeönemliölçüde
aksamasına yol açacaktır.
Endüstriyel robotlar bir yere sabitlenmişbirkoldanmeydanagelir.Bukoldakiheruzuvbirbirineeklemlervasıtasıyla
bağlanır.Robotkolundakiuzuvlarkoordinatsisteminegöredeğişiklikgösterir.
Robotbileğinetutucutakılır.Tutuculara
örnekolarakçokparmaklıtutucular,vakum,manyetikaletler,görünümvedokunmakabiliyetliolarakinsanelinebenzertutuculargösterilebilir.Bututucular
robotaverilengörevegöredeğişkenlik
gösterir. Başka deyişle robotlar, tutucu
vasıtasıyla işe özelleşmiş olurlar. Bunlardan başka tutucu vasfında olmasa
darobotkolunabağlanançeşitlialetler
vardır. Robotun yapacağı işe göre takılanbuaparatlargeneldesabitolupayrıca işini yapabilmesi için gerekli malzemeyi dışarıdan ek olarak alırlar. Bunlaraörnekolaraksu-jetlikesmevekaynak
torçları verilebilir. Su jeti ile kesme işleminde gerekli olan basınçlı su bir boru
vasıtasıyla ayrı bir sistemden sağlanır.
Ark kaynağı, punta kaynağı v.b. işlemleri yapmak için robotun ucuna takılan
kaynakaparatlarıdaaynışekildedışarıdan beslenir…
Robotlar çeşitli özelliklerine göre sınıflandırılmaktadır.Koordinatsistemlerine
göre,yetenekdüzeylerinegöre,kontrol
tipine göre, teknoloji seviyesine göre,
enerji kaynaklarına göre, yaptıkları işe
göre ve Lert tarzı sınıflandırma en sık
kullanılanlarıdır.
Koordinat Sistemine Göre Sınıflandırma:Robotlar,koordinatsisteminegöre;
kartezyenkoordinatlı,silindirikkoordinatlı, SCARA, küresel koordinatlı ve ek-
lemli kol olarak sınıflandırılırlar.
Kartezyenkoordinatsistemindeçalışan
bir robot kolunun çeşitli uzuvları birbirine göre dik kalmak üzere yer değiştirirler.Robot,farklıuzuvlarınboyutlarıyla sıralanmış hacmin herhangi bir bölümüne rahatlıkla ulaşabilir. Basit geometrisindendolayıtutucununhareketi
kolaydır.Uzuvlarınınsadecebirininhareketetmesigerektiğindendiğerçeşitleregöredikeyhareketiçokkolaydır.Bir
yereulaşmasıiçinhesaplanacakyolçok
basit olarak bulunabilir. Bu tip robotlar,
genellikle yüksek yükleme kapasitesininihtiyaçolduğuağırişlerdekullanılırlar.Ulaşabildiğialaniçerisindeçokyetenekli robotlardır.
Silindirik koordinatlı robotlar, bir temel
yatağı etrafında dönebilen ve diğer iki
uzvu taşıyan ana bir desteğe sahip robotlardır. Bu uzuvlardan biri düşeyde,
diğeriradyaldoğrultudahareketetmektedir.Silindirikkoordinatlırobotlar,kaynağınvehedefinaynıdoğrultudaolmadığımontajişlerindeçoğunluklakullanılırlar.Robotundönüşkabiliyetiçokyük-
sek olduğundan belirli bir doğrultuda
olmayan işlerde kartezyen koordinatlı
robotlara göre çok hızlıdırlar.
SCARA robotlar, silindirik koordinatlı
robotlarınözelbirtipiolarakkabuledilebilir.Butiprobotta,temelyatağıetrafındadönentemeleparalelkolununucunda aynı şekilde temele paralel dönen
ikinci bir uzuv vardır. SCARA robotlar,
geneldehafifveortaelektronikmekanik
montajında, parça test etmekte, malzemetaşımada,makineyüklenmesive
boşaltılmasındakullanılmaktadır.Maksimum 20 kg. taşıma kapasitesine sahip olmasına karşın dikey, çok hızlı hareketi, çalışma hacmi içerisinde istediği yere çok çabuk ulaşılabilmesini sağladığındanözelliklemontajişlerindeçok
popülerdir.
Küresel koordinatlı robotlarda, kola ait
uzuvlardanbiridoğrusalhareketyapabilecek,bunudestekleyendiğeruzuvlardanbiritemeledikolaneksenetrafında,
diğeride bu eksene dik ve temele paralelbireksenetrafındadönmektedir.Dikey hareket kolun açısal hareketiyle tu-
tucununaşağıveyukarıyaçıkabileceği
kadardır.Butiprobotlar,cilalama,transfer işlemlerinde, test ve kontrolde ağırlıklı olarak kullanılmaktadır.
Eklemlikoltipi,başkadeyişledönerkoordinatlı robotlar, ulaşılabilir çalışma
alanı ve ulaşma şekli göz önüne alındığında küresel koordinatlı robot olarak değerlendirilebilir. Robot kolunda
dörtvebileğindekiikiserbestlikderecesi ile bu tip robotlar, ulaşılabilirlik olarak
maksimumdereceyeulaşmışlardır.Ancakkontrolişlemindekizorluklarnedeniyle bu koordinat sistemi robot tekniğindegeçuygulamaalanıbulabilmiştir.
Yetenek Düzeyine Göre Sınıflandırma:
Bu başlık altında endüstriyel robotlar;
sıra kontrollü, öğrenebilen, kontrollü
yörünge,adaptifvezekirobotlarolarak
sınıflandırılırlar.
Sıra kontrollü robotlar, başlangıç komutlarına bağlı olarak belirli bir işlem
dizisini sırasıyla gerçekleştirirler. Çeşitli zamanlarda farklı sıralarla işlem yapmaküzereayarlanabilirler,fakatayarlamadansonrayenibirayarlamayakadar
87 / Endüstri otomasyon
 dosya Robot Görme Teknolojisi 
aynıişlemsırasınıtakipetmelerisözkonusudur.Öğrenebilenrobotlarabirseri
hareketiicraetmesiöğretilebilir.Manyetik disk, manyetik bant, ram türü bir kayıtaracıpozisyonsensörlerindengelen
koordinatbilgilerininkaydedilmesiiçin
kullanılır. Her noktada üç eksene ait koordinatbilgilerikaydedilir.Tümyolaynı
şekilde işlendikten sonra robotun aynı
yolu tekrarlaması istenir. Öğretme işlemibirinsantarafındangerçekleştirilirve
yolboyuncaizlenecekyörüngevehareketler öğretici tarafından tespit edilir.
Kontrollüyörüngerobotları,öğrenebilenrobotlarileadaptifrobotlararasında
kalır. Bir dereceye kadar nümerik kontrollütakımtezgâhlarınabenzediklerinden nümerik kontrollü robotlar olarak
da adlandırılırlar.
Adaptif robotlar, çevrelerine reaksiyon
verecekşekildebilgisayarkontrolüneve
sensör geri beslemesine sahiptirler. Bu
robotlarınçoğukontrollüyörüngeözelliğine sahip olmakla birlikte bir operasyonungerçekleştirilmesiesnasındayörüngevehareketlerideğiştirebilmeyeteneğinedesahiptirler.Örneğin,birkaynakrobotubirgörmesensöründenalınan bilgiler vasıtasıyla tanımlanan yörünge yanlış olsa bile doğru kaynak dikişini gerçekleştirebilir.
Zekirobotlar,çevrelerinisezmehareketlerinideğiştirmeyeteneğinesahiptirler.
Bunedenleçevreyeaitbirmodelvebilgitabanınasahipolmalarıgereklidir.Yapayzekâaraştırmalarınagörerobotlardazekilik,çeşitliamaçlısensörlertopluluğuna,büyükbirhafızakapasitesineve
çevreyimodellemeyeteneğinesahipolmak anlamına gelmektedir.
Kontrol Tipine Göre Sınıflandırma:
Robotlar,noktadannoktaya,sürekliyörünge, kontrollü yörünge, servo ve servo olmayan robotlar olarak sınıflandırılabilir. Noktadan noktaya robotlar, en
ucuz ve en basit robotlardır. Bu robotlar, belirli bir noktadan başka belirli bir
noktaya hareket ederken bu iki nokta arasında, önceden belirtilmiş noktalardadurmayeteneğinesahipdeğildirEndüstri otomasyon / 88
ler.Durmanoktalarıpekçokuygulamadamekanikolarakbelirlenmiştirveher
yenioperasyoniçinyenidenayarlanmalarıgerekir.Bunoktalarıntespitindegenellikle potansiyometreler ve encoder
ile kontrol edilen servo-motorlar kullanılır.
Sürekli yörünge robotları ise, belirli bir
yörüngeboyuncatanımlanmışhernoktadadurabilirler.Böylecerobotunbelirli bir doğruyu ya da eğriyi takip etmesi
sağlanabilir.Durmanoktalarınınhafızada yer alması gereklidir.
Kontrollüyörüngerobotları,kontroldonanımları sayesinde doğrusal ve dairesel interpolasyonla elde edilen eğriselyörüngeleriyüksekdoğruluklatakip
edebilirler.Butiprobotlarınbazılarında
yörünge geometrik olarak veya denklemlerletanımlanabilir.Kontroliçinbaşlangıçvebitişkoordinatlarıileyoltanımlamasının verilmesi yeterlidir.
Servo robotlar, pozisyonlarını ve hızlarını ölçerek kontrol devresini geri besleyecek sensörlere sahiptirler. Böylelikle robotun belirli bir yörüngeyi takip
etmesi sağlanır. Servo olmayan robotlariseistenennoktayaulaştıklarınınfarkındaolmazlar.Servoveservoolmayan
robotlar,sırasıylakapalıveaçıkçevrimli
robotlar olarak adlandırılırlar.
Kontrollürobotlarıntümü,servoözelliklerinesahiptirlerveyolhatalarınısürekliolarakdüzelterekistenennoktayaulaşırlar. Yaptıkları İşlere Göre Sınıflandırma:Robotlarıgörevlerinegöresınıflandırmada temel problem, yaptıkları işin
değişebilmesidir. Kollarına takılı aletin
veprogramlarınındeğişmesiylegörevlerideğişmişolur.Özelliklebazıişleriçin
robotun işini değiştirmek çok kolay olmayabilir. Örneğin, bir kaynak robotununoktakaynağıyapabilendurumagetirmek için tüm ekipmanının ve çalışmasisteminindeğiştirilmesigerekecektir.Yaptıklarıişleregörerobotlarboyacı,
kaynakçı,montajcıvemalzemetaşıyıcısı gibi isimler alırlar.
Günümüzde robot, değişen iş şartlarına göre insanlar tarafından tekrardan
programlanabilenhareketleryardımıyla az bir maliyetle kendisini yeni şartlarauydurabilençokfonksiyonlubircihaz
anlamına gelmektedir. Endüstriyel, askeri, sağlık, eğitim, araştırma alanlarında, ayrıca şov veya promosyon, kişisel
vehobiamaçlıolarakrobotlarınkullanımı mümkün olmaktadır.
Günümüzdeendüstriyelalandakirobotlar, insan işçilerin sıkıcı, kötü, tehlikeli
veya çok ince görülmesi gereken işler-
deyerinialmaküzeretasarımlanmaktadırlar.Yaptıkları hareketlerde insan hareketlerinitaklitetmektedirler,fakatinsanın düşünce ve hareket tarzını kopyalayamazlar. Bazen insanların sahip
olmadıklarımetotlarveözellikleryardımıyla bir insanın gösterebileceği performansın üzerine çıkarlar. Örneğin bir
robot kızılötesi ve ultrasonik sensörler
kullanabilir ve görüşü insandan daha
iyi düzeyde olabilir. Göz olarak kullandığısensörleriinsandakindenfarklıyerlerde,örneğinparmağındaolabilir,böylelikle insanın göremediği şeyleri görebilir ve daha titiz bir çalışma yapabilir.İnsanlarınçalışamadıklarıkoşullaraltında elektromanyetik özelliklere, özel
tutma-kavramacihazlarınavedeğinilen
tüm diğer özelliklere sahip bir robot rahatlıklaçalışabilir,çoğuzamandadaha
ucuzadahaiyiperformansgösterebilir.
Ohaldeüretimalanlarındabirbiriylebütünleşik üç olgu vardır: insan, robot ve
otomasyon. Ne zaman bir işi yapmak
üzere bir insanı veya bir robotu görevlendirmeliyadaotomasyonkullanılmalıdır? Bu sorunun cevabı bir kaç noktada gizlidir: Yapılacak iş pis, tehlikeli, zor
veya ağır, kasvetli bir iş midir? Eğer öyleyse insan işçi bu işi uzunca bir süre
aynıperformanstayapamayacaktır.Bu
durumdaişiotomasyonaveyarobotişgücüne devretmek daha kazançlı olacaktır.
Bir diğer önemli soru; bu işi insanların
yapmaya gönüllü olup olmadıklarıdır.
Çünkü insan bir çeşit en esnek makinedir. Çok değişik koşullara uyum sağlama becerisi vardır. Eğer bir iş insan tarafındanyapılabilecekse,insantarafından yapılması daha iyidir, fakat eğer iş
zor ve çok tekrarlı bir işse insanlar bu işi
yapmayagönüllüolmayacaklardırveişi
robotişgücüyardımıylahalletmekdaha
mantıklı olacaktır.
Aşağıdaverilenlerrobotuninsanyerine
tercihedilmesebeplerindenbazılarına
gösterge olmaktadır.
*Emekmaliyetlerininyüksekolduğuülkelerderobotsayısınınartmasındakien
önemliunsurlardanbiriüretimmaliyet-
lerininrobotkullanımıyladüşürülmesidir. Sosyal, sağlık ve emeklilik gibi yardımlarındagözönünealınmasıylaortayaçıkanmaliyetrobotiçinharcananparanın3-4katınıbulabilmektedir.Ancak,
emeğinucuzolduğuülkelerdetamtersi
bir durum ortaya çıkmaktadır.
* İşçilerin görevde olduğu sürecin %
15-20’lik bir bölümü ortaya çıkan yorgunluğungiderilmesivediğerihtiyaçların karşılanması için geçer. Bu süre robotlarda % 2’yi geçmemektedir.
*Robotlardayorgunlukvedikkatkaybı
sözkonusuolmadığındanhatalıimalat
sayısıinsanınnedenolduğuhatalıimalat sayısına göre neredeyse 0’dır. Böylecehatalıimalatınüretimmaliyetindeki payı çok düşük kalır.
* Robotun insanlar gibi haftalık 40 saat
çalışma süresi kısıtı yoktur. Tüm hafta
gece gündüz çalışabilir. Dolayısıyla insanlar bir işte vardiyalar halinde çalışıp
süreklideğişimolurkenoişteaynırobot
devamlı çalışmaktadır. Bu yönüyle de
birimüretimmaliyetiçokdüşmektedir.
* Robotlar bazı işlerde insanlara kıyasla
çok daha hızlı çalışırlar. Örneğin bir ark
kaynağırobotudakikada75cm.kaynak
yapabilirkenortalamabirkaynakustası
dakikadaancak25cm.kaynakyapabilir.
Hacimlerinveekipmanlarındahaetkin
kullanımıilebelirlibirprogramdâhilinde
üretkenlik artmaktadır.
*Robotlarınpozisyonlamayeteneğiinsanagöredahayüksektir.Robotilegerçekleştirilen bir kaynak dikişi genellikle taşlanmaya ihtiyaç duymaz ve robot
ileüretilenparçalarinsanınürettiklerindendahaiyitoleranslarasahiptirler.Bazen operasyon hızının yüksek olması
kaliteyiartırabilir.Örneğininceparçaların kaynağının hızlı yapılması ısı yayılımınıönleyerekparçalardakiçarpılmalarınazalmasınısağlayacaktır.Ayrıcahızın
kontroledilmesiylehomojenbirkaynak
dikişi elde edilecektir.
* Sıcak dövme preslerinde tezgâh yüklenmesi ve boşaltılması robotların ilk
uygulama alanlarından biri olmuştur.
Yüksek sıcaklıktaki dövme esnasında
parça belirli bir konumda tutulmalıdır.
Önceleri bu işi, iki kişi uzun maşalar vasıtasıylayaparkenrobotuygulanmasıy-
la tutma işi tutucu yardımıyla robot tarafından yapılmaya başlanmıştır. Böylece daha büyük hızlara ulaşılırken çalışanlar da sıcak parça ve kıvılcım sıçramatehlikesindenuzaklaştırılmışolurlar.
Dahaiyibirkonumlamayladaürünkalitesi artırılmış olur.
* Bazı boyama işlerinde asit boyalar
kullanılır ve bu boyalar da boyama görevlisinin sağlığı açısından çok tehlikelidir. Personelin sızdırmaz giysileri ve
başlıklarla çalışmaları gerekir. Takılan
başlıklara sürekli hava beslemesi gerekir. Bu koşullar altında çalışmak verimsiz ve yorucudur. Oysa aynı iş ortamındabulunanvedahaöncedenprogramlanmışhareketleriyapanbirrobotvasıtasıyladahahızlıolarakdahayüksekkalitede gerçekleştirilebilir.
* Her idarecinin birbirleriyle sürekli rekabetedenvehersöyleneniyapançalışanları tercih edeceği aşikârdır. Aslında
böylebirdurumheridarecininhayalidir.
Bazıları bir robot sistemi oluşturarak ve
diğer ekipmanları da bu sisteme uydurarakbuhayaligerçekleştirmeyebaşlamışlardır.Yapılacak işlemler çok hassas
biçimdeprogramlanabilirvemalzemeler robot iş hücrelerine bilgisayar kontrolü altında ulaştırılabilir.
* Robotlar, önceden programlanmış
hareketleribüyükbirdoğruluklagerçekleştirdiklerigibineyapıldığınıdabüyük
bir doğrulukla kaydedebilirler. Bu kayıtlar programlama, planlama ve kontrolişlemlerininiyileştirilmesindeönemli bilgileri teşkil eder.
*Robotlar,yenidenprogramlanmahatalarınındüzeltilmesiişlemininbasitliği
dolayısıyladeğişikişlereadaptasyonda
önemligüçlükdoğurmazlarveişlemler
uzunsüreliüretimdurmasınanedenolmaz. Oysa sabit otomasyonda değişiklikyapmak,uzunsüreliüretimaksamalarına neden olmaktadır.
* Çeşitli uygulama durumlarında yenidenprogramlanabilmeyeteneği,tutucunun değiştirilebilme özelliği, sistem
ömrünü uzatır. Sabit otomasyon sistemlerinde değişiklik yapmak önemli
bir harcamayı gerektirir ki bu harcama
zamanzamansisteminyenidenoluşturulma maliyetine yakın olabilir.” .
89 / Endüstri otomasyon
Download

NEDİR PEKİ ŞU “ROBOT”?