[Linkleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] (INDUSTRIAL ROBOTS AND APPLICATIONS)
4. ROBOTLARIN SINIFLANDIRILMASI Günümüzde kullanılan robotlar çeşitli sınıflara ayrılabilirler.
Bunlar kullanılan eksen takımlarına göre, tiplerine göre, kullanılan
tahrik elemanının çeşidine göre vb�Bunlardan en önemli olan
sınıflandırma yöntemleri aşağıda verilmiştir;
4.1. Robot Eksenlerine Göre Sınıflandırma Bir robot hareketinin kapasitesi, kontrol edilebilmesi mümkün
olan eksenlerdeki hareketlerle belirlenir. Sayısal denetimdeki
hareketlere çok benzerdir. Endüstriyel robotlar değişik tip ve
boyutlarda yapılmaktadırlar. Çeşitli kol hareketlerini yapabilirler ve
farklı hareket sistemlerine sahiptirler.
4.1.1. Robot Hareketinin Eksenleri
Manipülatörün kendi ekseni veya serbestlik derecesi diye
tanımlanan değişik hareketleri vardır. Eğer bir manipülatör kendi ekseni
etrafında dönüyorsa, bu robota �ek eksenli robot�denir. Eğer
manipülatör yukarı ve aşağı doğru hareket ediyorsa, bu robota �ift
eksenli robot�denir. Kendi ekseni etrafında dönen ve yukarı aşağı
hareket eden manipülatör, yatay eksende ileri �geri hareket de edebilir.
Bu robota �ç eksenli robot denir. Endüstriyel robotlar en az üç eksene
sahiptirler. Bu hareketler, kendi ekseni etrafında dönmesi, yukarı-aşağı
ve ileri-geri hareket edebilmesidir.
4.1.2. Çalışma Alanı
Robot denildiği zaman aklımıza ilk etapta, insan gibi yürüyen,
insan davranışları sergileyen, daha da önemlisi insan gibi düşünen ve
karar verebilen makinalar geliyor. Bu da demek oluyor ki robotların
tasarlanması ve geliştirilmesinde canlıların yaşama uyum sağlamak
amacıyla geliştirdikleri karakteristiklerden ilham alınmaktadır.
Robot kolunun yetişebileceği toplam alana, çalışma alanı denir.
Şekil 1�e mafsallı bir robotun çalışma alanı ile bir insan kolunun
çalışma alanı arasındaki benzerlik görülmektedir.
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil1. İnsan Kolu ile Mafsallı Robotun Çalışma Alanları Arasındaki Benzerlik
4.1.3. Koordinat Sistemlerine Göre Robotların Sınıflandırılması
Koordinat sistemlerine göre robotlar dört kısımda incelenir:
Kartezyen koordinat sistemi,
Silindirik koordinat sistemi,
Küresel koordinat sistemi,
Döner koordinat sistemi.
4.1.3.1. Kartezyen Koordinat Sistemi
Bu sistemde bütün robot hareketleri; birbirlerine karşı dik
açılı şekilde olur (Şekil 2). 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.
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil2. Kartezyen koordinat sistemine ait şematik çizim
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 3.Kartezyen Robot
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Bir kartezyen koordinat sisteminde, koordinat sistem merkezinin
yeri, ilk iki bağlantının birleşme yerinin merkezidir. Merkezine doğru
yapılan hareketler dışında, merkez hareket etmez, yani robotun merkezi
sabittir. Robotun yerleştirildiği çalışma alanında eğer X yönündeki
hattı bir kolona doğru çevrilirse, X hattı daima aynı kolona doğru
yönelir robotun programını yaparken döndüğü yönde sorun yoktur. Bunlar
verilmiş bir robot donanımı için, yer koordinatları olarak bilinir.
4.1.3.2. Silindirik Koordinat Sistemi
Bu tip robotlar temel bir yatak etrafında dönebilir ve diğer
uzuvları taşıyan ana gövdeye sahip özelliktedir.(Şekil 5) Hareket
düşeyde ve ana gövde eksen kabul edildiğinde radyal olarak sağlanır.
Dolayısıyla çalışma hacmi içerisinde robotun erişemeyeceği, ana gövdenin
hacmi kadar bir bölge oluşur. Ayrıca genellikle, mekanik özelliklerden
dolayı gövde tam olarak 360° dönemez.
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 5. Silindirik koordinat sistemi
Silindirik koordinatlarda tabana dik eksen etrafında dönme ve bu
eksen üzerinde ötelenme yapılırken bu eksene dik bir eksende de başka
bir öteleme hareketi yapılır. Dönme serbestliğindeki mekanik engellerden
dolayı teorik olarak silindirik bir çalışma alanı oluşması beklenirken
bazı bölgelerde silindir yapısı tamamlanamaz. Zemine ulaşabilmenin arzu
edildiği durumlarda robot kolu zemine açılan bir yuvaya yerleştirilir.
Ancak bu durumda da ulaşılabilecek maksimum yükseklik azalır. Radyal
hareketten dolayı, silindirik koordinatlı robotlar montaj, kalıpçılık
gibi alanlarda kullanılabilir. Bu tip robotlar da programlama
açısından fazla karmaşık değildir. Ancak kartezyen
koordinatlı robotlarda olduğu gibi kayar elemanların korozyon ve tozlanmadan
korunması gerekir.
Silindirik robotlar genellikle, kendi ekseninde 300°
dönmektedir. Geri kalan 60° ise robotun etrafında güvenli bir alan
oluşturmak için kullanılır. Bu güvenlik alanına ölü bölge ismi
verilmiştir(Şekil 6).
Şekil 6. Silindirik koordinat sistemli robotun çalışma alanı
4.1.3.3 Küresel Koordinat Sistemi
Matematiksel olarak küresel koordinat sisteminin iki tane
dairesel ve bir de doğrusal ekseni olmak üzere üç tane ekseni vardır.
(Şekil 7)
Şekil 7. Küresel koordinat sistemi
Robotikte küresel koordinat sistemi en eski koordinat
sistemlerinden biridir. Oldukça çok işlevli, birçok uygulama alanına
sahip özelliğinin yanında, yapım ve montaj açısından da oldukça kolaylık
sağlamaktadır.
Şekilden de anlaşıldığı gibi temelde iki hareketi mevcuttur.
Bunlar yatay ve düşey dönmedir. Üçüncü bir hareket ise doğrusal (uzama
kolunun ileri geri hareketi) harekettir. Doğrusal hareket aynen
kartezyen koordinatlardan herhangi bir koordinatın hareketi gibi
davranış gösterir.
Kutupsal koordinatlarda çalışan bir robotun çalışma hacmi iki
kürenin ara hacminden oluşur. Koldaki uzuvlardan biri doğrusal hareket
yaparken bunu destekleyen diğer uzuvlardan biri tabana dik eksen
etrafında diğeri ise bu eksene dik ve tabana paralel eksen etrafında
döner. Ölü bölgeler bu tip robotlarda da vardır. Öteleme hareketi yapan
uzvun stroğunun yetersizliğinden dolayı zemine ulaşmak mümkün olmaz.
Küresel koordinat robotunun düşey ve yatay çalışma alanı Şekil
8�e görüldüğü gibi silindirik koordinat robotuna benzer. (Şekil
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 8. Küresel koordinat robotunun yatay ve düşey hareket alanları
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
4.1.3.4. Döner Koordinat Sistemi
Eğer bir robot herhangi bir iş yaparken kolu dairesel hareketli
bağlamlarla oluşturuyorsa, bu tip robotlara Döner koordinat sistemli
robotlar denir.
Robot kolunun bağlantıları gövde üzerine, etrafında dönecek
şekilde monte edilmiştir ve dayanak noktaları birbirine benzeyen iki
ayrı bölümü taşır. Dönen parçalar yatay ve dikey monte edilebilir.
(Şekil 9)
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 9. Döner koordinat sistemli robot eksenleri
360° dönme sağlanamaz ancak bu kayıplar minimuma indirilebilir.
Şekil 11�e döner koordinatlarda çalışma hacmi görülmektedir. Bu tip
robotlarda robot kolun çalışması zor gözlenir. Çalışma hacmindeki
noktalara farklı yörüngelerle ulaşılabilir. Buna göre sistem
parametrelerinin en uygun olduğu yol seçilmelidir.
Döner koordinatlı robotlarda kontrol işlemi karmaşıktır,
dolayısıyla kontrol donanımının da bu karmaşıklığı karşılayabilecek
kapasitede olması gerekir.Ayrıca bu tip robotlarda mafsallarda
sızdırmazlı kolayca sağlanabilmektedir.
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 10. Döner koordinat sistemli bir robot
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 11. Döner koordinat sistemli robotun çalışma alanı
4.2. Robot Tiplerine Göre Sınıflandırma
Kartezyen robotlar,
Mafsallı robotlar
Scara robotlar.
4.2.1. Kartezyen Robotlar
Kartezyen koordinat sisteminde bütün robot hareketleri birbirine
90°�ik açıyla hareket eder. Bu nedenle kartezyen robotlar
dikdörtgenimsi bir biçimdedir. Günlük hayatımızda sağa sola, aşağı
yukarı vb. hareketlerimiz, kartezyen koordinat hareketlerdir.
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 12. Gantry Robot
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Bu ürün robotları genellikle özel tatbiklerle sınırlandırılır.
Devamlı bir yol alanında, robot, bir köprü ve bir ray sistemi
aracılığıyla daha çok işlevlik kazanabilir. Tavana monte edilerek,
birkaç fonksiyonla birçok istasyona hizmet verilebilir. Robotun tavana
asılı olmasıyla, zeminde daha fazla boş saha kazanılmış olur.
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Kartezyen robotlar, basitlikleri ve konstrüksiyonları sayesinde rijitliği yüksek ve hızlı bir yapıya sahiptir.
4.2.2. Mafsallı Robotlar
Mafsallı robotların dizaynı insan kolundan esinlenerek
yapılmıştır. Kol eklemli robotlar yeteneklerine göre, insan kolunun
yerine getirebileceği görevleri üstlenmek amacı ile yapılmışlardır. Kol
eklemli robotlar insan kollarında olan tüm esnekliğe ve hassasiyete tam
olarak sahiptir ve değişik görevlerde insan kolunu taklit eder. (Şekil
13)
Kol eklemli robotlar altı eksende de rahatça hareket ederler. Bu
altı eksenden üç tanesi kol hareketi için, diğer üç tanesi ise bilek
hareketi içindir. (Şekil 14)
[Linkleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 13. Mafsallı Robot
[Linkleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 14. 6 Eksenli Mafsallı Robot
4.2.2.1. Mafsallı Robotların Özellikleri
İnsan kolunun yapabileceği çok sayıda hareketi
yapabilmektedirler. Bu özellikleri kullandıkları koordinat sisteminden
(Döner koordinat sisteminden) almaktadırlar. Bu koordinat sisteminin
gereği olarak omuz, dirsek ve bilek bağlantıları vardır. (Şekil 15)
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 15. Mafsallı Robot
Bu bağlantı şeklinin robota kazandırdığı en büyük avantaj,
çalışma alanındaki her noktaya rahatça ulaşabilmesidir. Çalışma alanı
ise; robot kolunun yatayda dik olarak durması sonucu elde edilir.
4.2.3. Scara Robotlar
Scara, Selective Compliance Assembly Robotic Arm kelimelerinin
baş harflerinden oluşmuştur. Yani seçilenlere uyan montaj robotu
koludur. Bu robot 1970�en sonra Japon Endüstriyel Konsorsiyomu ve bir
grup araştırmacı tarafından Japonya�da Yamanashi Üniversitesi�de
geliştirilmiştir. Scara tipi robot, çok yüksek hıza ve en iyi tekrarlama
kabiliyetine sahip olan bir robot çeşididir.
4.2.3.1. Scara Tipi Robotun Özellikleri
Şekil 16�e Scara tipi bir robota ait şematik çizim verilmiştir. Bu robotta üç genel özellik bulunmaktadır:
Doğruluk
Yüksek hız
Kolay montaj
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil 16. Scara tipi robota ait şematik çizim
4.2.3.2. Scara Tipi Robotun Yapısı
Bu robot genellikle dikey eksen çevresinde dönen 2 veya 3 kol
bölümünden meydana gelmiştir. Şekil 16�e görülen 1 numaralı eksen robota
ana dönmeyi veren eksendir. Bu eksen en çok montaj robotlarında
kullanılmaktadır.
2 numaralı eksen doğrusal dikey eksendir. Bu eksende sadece
dikey hareket yapılabilmektedir. Bu özellik montaj robotlarında
istenildiğinden dolayı, montaj robotlarının büyük bir kısmı aşağıya
doğru dikey hareket yapar.
Dikey eksen hareketleri koordinat hareket eksenleri içinde
aşağıya doğru yapılan en çabuk ve düzgün hareketlerdir. 3 numaralı
eksende robot kolunun erişebileceği uzaklık değiştirilebilir. 4 numaralı
eksende ise dönen kol bileği hareket eder. Şekil 17�e robotun çalışma
alanına ait çizdiği hacim verilmiştir.
[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Şekil17. Scara robotun çalışma alanı
Anasayfa 
