Robotik Sistemler

[Linkleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]



Hakan MUMCU
D.P.Ü. Simav Teknik Eğitim Fakültesi


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:

1- Hidrolik sistem
2- Elektrikli sistem
3- Pnömatik sistem

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.

* Pozisyon sensörleri
* Alan sensörleri
* Hız sensörleri
* Yakınlık sensörleri

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.
Robot hareketinin hassasiyeti üç temel özellikle tanımlanır:

1- Uzaysal çözünürlük
2- Hassasiyet
3- 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.
Artış sayısı = 2 ⁿ
Burada "n", kontrol hafızasının bit sayısıdır.



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.



4.1 Fiziksel Konfigürasyona Dayalı Sınıflandırma


Endüstriyel robotların çoğu dört temel konfigürasyonda tasarlanmıştır. Bunlar:

1- Kartezyen konfigürasyonu,
2- Silindirik konfigürasyonu,
3- Polar konfigürasyonu,
4- Mafsallı kol konfigürasyonu.

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


Kontrol sistemleri bazında robotlar, aşağıdaki kategorilere ayrılırlar.

1- Noktadan noktaya (Point to point) (PTP) kontrollü robot.
2- Sürekli yol (Continuous-path) (CP) kontrollü robot.
3- Denetimli yol (Controlled-path) robotu.

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.



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.

* Alması gerekli olan yol,
* Kesin olarak ulaşması gerekli noktalar,
* Sensör verisinin nasıl yorumlanacağı,
* Uç effektörün, nasıl ve ne zaman hareket edeceği,
* Parçaların bir yerden diğerine nasıl taşınacağını, vs.

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

1) Göster-öğret, bu da kendi içinde ikiye ayrılır:

* Noktadan noktaya programlama,
* Sürekli yol programlama,

2) Metinsel dilli programlama.

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.

1- Büyüklük
2- Serbestlik derecesi
3- Hızı
4- İşletme tipi
5- Denetim modu
6- Tekrarlanabilirliği
7- Kaldırma kapasitesi
8- Sağ-sol hareket
9- Yukarı-aşağı hareket
10- İç-dış hareket
11- Sapma
12- Yükseklik
13- Dönme
14- Robotun ağırlığı

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.