Robot Technologies and Intelligent Robots - Robotic

ERCIYES ÜNIVERSITESI
Makine Mühendisligi Bölümü

Danisman : Yrd.Doç.Dr. Sahin YILDIRIM
Hazirlayan : Volkan GÜNES
Eylul 2001

Asagida bulacaginiz Robot teknolojileri ve robotic baslikli yazi Erciyes universitesinde Arastirma raporu olarak sunulmustur.

1.Giriş:

Bu kısımda robot kelimesinin tanımı ve robotlar hakkında kısa bir bilgi verilecek ve en çok bilinen robotlardan bazıları tanıtılacak ve robotların kullanım alanlarına bir giriş yapılacaktır.

2.Robotların sınıflandırılması :

Bu kısımda robotlar koordinat sistemlerine , kontrol sistemlerine ve yeteneklerine göre sınıflandırılacaktır.

3.Robotlarda uygulamalar :

Bu kısımda robotların uygulama alanları sıralanacak ve robotların çalışma alanları hakkında bilgi verilecektir. Ayrıca robotlardaki uygulamalardan birkaç örnek sunulacaktır.

4.Robot El Mekanizmaları :

Bu kısımda robot el mekanizmaları hakkında bilgiler verilecektir

5.Esnek imalat sistemleri :

Bu kısımda esnek imalat sitemlerinin kontrolü ve belirlenmesindeki modeller işlenecektir.

6.Son :

Bu kısımda robotların öncesi ve şimdisi hakkında bir makale yazısı ile bitirilecektir.

1. Giriş:

Robotlar hakkında bilgi vermeye başlamadan önce ilk olarak “ROBOT” sözcüğünün anlamı ve çıkış noktası hakkında bir açıklama yapmalıyız.

Robot sözcüğü 20.yy’lın başlarında ortaya çıkmış ve ilk olarak Çek asıllı bir oyun yazarı olan Karel Capek tarafından R.U.R (Rossum’s Universal Robots) isimli bir oyunda kullanılmıştır.

Gerçek anlamda robot, insanların yaptığı işleri otomatik olarak yapan makinalara denir, fakat çoğu zaman birçok kişi robot denince Android’ler ve Cyborg’ları düşünür.Android’ler ve Cyborg’lar insan şeklinde ve özellikleri bilim-kurgu film ve yazılarında biraz abartılmış robotlardır fakat bugünkü teknoloji ile bu tür robotlar yapmak mümkün değildir.Bununla birlikte bunlar üzerinde de birçok araştırma yürütülmektedir.Bu tür çalışmaları özellikle Amerika ve Japonya ile birkaç başka ülke yürütmektedir.

Gerçekte robotların insan şeklinde olması zorunlu değildir ve bugünde kullanılan birçok robot insan görünümünden çok uzaktır.

Robot tipleri ve çeşitleri olarak birçok örnek verilebilir.Bunlardan en çok bilinenleri olarak Endüstride kullanılan robot kolları,uzay çalışmalarında kullanılan robot keşif araçları ve üzerlerinde geliştirme projeleri devam eden yukarda bahsettiğimiz Android benzeri robotlar söylenebilir.

Canlılardan Esinlenilen Robotlar

Artık günümüzde birçok robot tasarımcısı özellikleri doğadaki canlılara benzeyen robotlar tasarlamaya başlamışlardır.Bunun nedeni olarak doğadaki canlıların ortama uyum sağlama yeteneği gösterilebilir.Bu yeni kuşak robotlar özellikle uzay çalışmalarında keşif aracı olarak kullanılmak için tasarlanmakta ve denenmektedir.Yapılan birçok robot prototipinden en iyi özelliklere sahip olan ve başarılı olanlar seçilmekte ve özellikleri birleştirilerek yeni ve daha gelişmiş ve ortamdaki değişken şartlara (özellikle uzay çalışmalarında bilinmezlik yüksek olmasından dolayı) en iyi şekilde uyum sağlayabilecek bir robot yapılmaya çalışılmaktadır.

Robotların kullanım alanları olarak bugün en yoğun olarak kullanıldıkları yerler olan endüstri kuruluşları( otomobil fabrikaları vb.) ile uzay çalışmaları verilebilir.Fakat yakın bir zamanda robotların evlerde de kullanılmaya başlanacağına neredeyse kesin gözüyle bakılabilir.Örnek olarak ; 1997 yılı başlarında Electrolux şirketinin ürettiği yeni kuşak bir elektrik süpürgesi verilebilir.Bu süpürge odayı kendi başına süpürebilmekte ve daha sonra da şarj olmak için kendi yerine dönmektedir.bu robot süpürgenin özelliği üzerinde birçok alıcı bulunması ve bu nedenle çevreyi tanıyabilmesidir.

Endüstri kuruluşlarında kullanılan robotlar ise çoğunlukla robot kollardır.Bu robot kollar sayesinde seri üretimlerde zaman kazanılmakta ve hata payı minimuma indirilmektedir.

Uzay çalışmalarında ise robotlar yukarda bahsettiğimiz gibi çoğunlukla keşif araçları olarak kullanılmaktadırlar.Bunlardan en meşhuru NASA’nın 1996 yılında Pathfinder ile göndermiş olduğu Sojourner yüzey aracıdır.Sojouner dünyadan kumanda edilen bir araçtı ve bu büyük bir sorun yaratmaktaydı.Çünkü iki gezegen arasındaki veri aktarımı yaklaşık 6 dakika sürmekteydi.Ayrıca Sojouner kendi kendini yönetebilecek kadar gelişmiş değildi.Örneğin devrildiği veya tekerlekleri kaydığı zaman dünyadan gelecek komutu beklemek için duruyordu.İşte yeni robot çalışmalarında bu gibi problemler aşılarak yeni bir robot keşif aracı tasarlanmaya çalışılmaktadır.

Ayrıca daha birçok alanda robot kullanımları artmaktadır. İtfaiye’lerde ve askeri kuruluşlarda hızla robot kullanımı artmaktadır.

Resim 1. Electrolux Firmasının Temizlik Robotu

Robot İtfaiyeci

İngiltere’de JCB firması tarafında üretilen yangın söndürme robotu Firemaster şu anda West Yorkshire’da Dewsbury itfaiyesinde kullanılmaktadır.Bu robotu 100m ötedeki bir insan uzaktan kumanda ile çalıştırmaktadır.Bu robot 4 tekerleği dolu lastikten yapılmış çelikten bir traktöre benzemektedir.Yaklaşık 800C derece sıcaklığa 15 dakika civarında dayanabilmektedir ve bu robotun koluna her türlü gerekli malzeme( kol,hidrolik çeneler vb.) kolayca monte edilebilmekte ve ihtiyaca göre kullanılabilmektedir.Ayrıca robota 60 litrelik birde su deposu eklenmiştir.Bu robot sayesinde itfaiyeciler için tehlikeli olan yıkıntı ve diğer tür şeyler rahatlıkla yangın bölgesinden uzaklaştırılabilmektedir.

2. Robotların Sınıflandırılması :

Robotların Sınıflandırılması

Robotların sınıflandırılması ve tanımlanmasında aşağıdaki konular dikkate alınmalıdır.

· Hareketin türü, eksen sayısı ve dönme ekseni parametrelerini içine alan hareket eksenleri

· Kontrol sistemleri

· Programlama sistemleri

· Gerekli güç ve yük kapasiteleri

· Dinamik özellikler (stabilite, kararlılık, tekrarlayabilirlik ve duyarlılık vb.)

· Robot el veya tutucular

· Çalışma alanı şekli (iş zarfi)

2.1 Koordinat sistemlerine göre

Serbestlik Derecesi : Robotun çeşitli iş parçalarını ve malzemelerini taşıma kabiliyeti robot kol dizaynı ile meydana getirilen hareket eksenleriyle sağlanır. Bu özellik serbestlik derecesi olarak isimlendirilir. Bu hareket eksenleri robotun sahip olduğu kol, bilek ve gövde gibi elemanların farklı hareketlerini gösterir. Könstrüktör verilen bir robot tipi için dört farklı geometrik koordinatlardan birini seçecektir. Bu koordinat sistemleri robotun geometrik şeklini tanımlayacaktır. Robotlarda kullanılan koordinat sistemleri şunlardır.

· Kartezyen koordinatlı robotlar,

· Silindirik koordinatlı robotlar,

· Kutupsal (küresel) koordinatlı robotlar,

· Döner – dönme koordinatlı robotlar

2.1.1 Kartezyen koordinatlı robotlar

Kartezyen koordinatlarda bütün robot hareketleri birbirine dik açıyla gerçekleşir. Sonuç olarak robotun iş zarfını kartezyen koordinatlardaki profili dikdörtgen şeklindedir.kartezyen koordinatları kapsayan bir robot sürekli yörüngeli ve geniş mesafelere uzandığı dikdörtgen bir iş zarfına sahiptir, bir araba ve köprü yapısının oluşturulmasıyla çok yönlü hale getirilmiştir. Böyle bir araba veya köprü sistemi tavana asıldığında ise hem birçok iş istasyonuna ulaşabilme özelliği kazandırılmış olur hem de zemin boş kalır. Bu sistemde x ve y eksenlerindeki hareketler köprü ve araba mekanizmaları ile sağlanır. Düşey yöndeki hareketler ise teleskopik borularla sağlanır. Bir kartezyen koordinat sisteminde, koordinat sisteminin merkezinin yeri ilk iki mafsalın birleşme merkezidir. Fabrika içerisinde bir yerden diğer bir yere hareket edebilen robot (seyyar-mobil) hariç, koordinat sisteminin yeri değişmez ve robot hangi yöne dönerse dönsün koordinatlar sabit kalır. Bütün bunlarla beraber robotun çalışması sırasında referans bir ölçü için orijine (koordinata) sahip olması yeterli değildir. Aynı zamanda uç noktanın yani hedefin yerinin bilinmesi gerekir. Hedef veya uç koordinat sistemi merkezinden robot ele bağlanan takımın üzerinde olduğu dairenin merkezindeki noktaya doğru yapılır. İş takımının üzerinde olduğu sistem takımla birlikte hareket ettiğinden buna takım koordinat sistemi denir. bu sistem üzerindeki x ve y doğrultuları, takımın bağlı olduğu düzlemde olup birbirine diktir. z doğrultusu, mafsalın dönme ekseniyle aynı olup bir yönde takım tarafından, diğer yönde bilek tarafından belirlenir. Bu koordinat sistemi sabit değildir. Takımın bağlı olduğu düzlemde takımla birlikte hareket eder. Böylece bu sistemde orijin hareketine izin verildiğinden ulaşılacak yer kullanıcının karar verme kabiliyetine (program) bağlıdır.

2.1.2 Silindirik koordinatlı robotlar

Silindirik koordinatlı robotlar, gövde üzerinde dönme aşağı-yukarı hareketin birlikte meydana getirildiği düşey bir mil, ileri-geri hareketi oluşturan yatay bir milden meydana gelir. Bazen robot elin yönlenmesini sağlamak için ilave dönme eksenleri kullanılabilir. Silindirik koordinatlara da çalışan robotun iş zarfı bir silindir veya bir silindir parçasıdır.

2.1.3 Kutupsal (küresel) koordinatlı robotlar

Bu koordinat sisteminde kullanılan robotlar su kulesine benzetilebilir. Yani dönen bir gövde, bir yükselme noktası ve teleskopik olarak uzama-yaklaşma-ilerleme eksenlerine sahiptir. Bilek eksenin yukarı doğru olan iç dönme hareketi robot elin oryantasyonunu kontrol etmek için kullanılabilir. İçeri ve dışarı hareket edebilen kol, gövde etrafında dönerken bir yay aracılığıyla yükselir ve alçalır. Robot el bir küre parçası olan bir hacim içinde çalışır.

2.1.4 Dönel koordinatlar (mafsallı kol)

Bu sistemde robot kol dönen mafsallarla bağlı çeşitli rijit elemanlardan yapılmıştır. Robot manipulatördeki mafsallar, insanın omuz, dirsek ve bileğine eşit olacak şekilde üst kol, ön kol ve ele benzetilmiştir. Kol, iş parçasının gereklerine uygun olarak robot elin oryantasyonu için bir bilek montajını gerekli kılacaktır. Bu üç mafsal yükselme (pitch), sallanma (yaw) ve dönme (roll) hareketlerinden meydana gelir.

2.2 İş zarfı

Bir robotun iş zarfı, robot kolun en son ucunun üzerinde bağlı olan düzlemin uzayda temas edebildiği hacim yada alandır. Bu zarf asılı olduğu düzleme bağlı olan robot el boyularına göre değişir.

2.3 Kontrol tiplerine göre

· Non-servo kontrollü robotlar

· Servo kontrollü robotlar

- Noktadan noktaya kontrollü robotlar

- Sürekli yörünge kontrollü robotlar

Servo kontrol : Hız, ivme,moment, akım şiddeti ve gerilim gibi çeşitli çıkış büyüklüklerine sahip geri beslemeli otomatik kontrol sistemidir.

2.3.1 Non-servo kontrollü robotlar

Bu tip sistemlerde belirli bir yönde bir yörünge boyunca sabit hızlı hareketleri içine alan kontroller mümkündür. Bazı kontrol olaylarında ise hareketi istenilen noktada durdurmak için sınır anahtarları denilen kontrol elemanlarından yararlanılır. Bu tip kontrollü robotlar nispeten basit yapıya sahiptirler. Burada her bir eksen veya yörünge üzerindeki iki mutlak nokta arasında veya önceden belirlenmiş yörüngeler boyunca bir açık çevre modeli esas alınarak hareket gerçekleştirilir. Benzer robotik sistemler iş zarflarının ortaya çıkardığı sonsuz noktalar üzerinde hareket ederler. Bu noktalar arasında robot el üzerinde çok az bir kontrol vardır veya olmayabilir. Amaçlanan nokta ile ilk nokta arasındaki tüm noktaların koordinatları verilerek gerçekleştirilen kontrol olayının belirlediği yörüngeler kontrollü yörüngeler olarak tanımlanır. Bu sistemler yüksek hız kabiliyetine ve iyi bir tekrarlayabilme kabiliyetine sahiptir. Bu tip kontrollü robotlar genellikle, bir cisimin tutulması, tutulan cismin önceden belirlenen yere iletilmesi ve bir noktaya yerleştirilmesi veya bırakılması işlemlerini yaparlar. Herhangi bir robot uzvunun (kol,bilek,el mekanizmaları) hareketi “and stop” anahtarları vasıtası ile başlatılır. Sınır anahtarlarından alınan sinyaller ile kontrol edilen düzenleyici –kumanda organı- (sequencer), robot tahriki için gerekli olan gücü saptamak için adım adım dağıtım yapar.

2.3.2 Servo kontrollü robotlar

Bu tip kontrollü robotlar robot kolu veya eli herhangi bir mekanik anahtara veya eli herhangi bir mekanik anahtara veya ele gerek duyulmadan uzayda değişik konum ve yönlerde hareket ettirebilecek bir veya daha fazla sayıda servo mekanizmalara sahiptir. Servo kontrollü robotlar genel olarak daha büyük program ve hafıza kapasitesine sahiptirler. Yeni kumanda sinyali çıkış büyüklüne bağlı olarak geri besleme suretiyle belirlenir. Servo kontrollü robotların hafıza kapasitesi normal olarak 4000 noktanın veya daha fazlasının yüklenmesine yetecek büyüklüktedir. Servo kontrollü robotlar uygulanacak kontrol şekline göre ikiye ayrılır :

- Noktadan noktaya (point to point) kontrollü robotlar

- Sürekli yörüngeli (continuous path) kontrollü robotlar

Noktadan noktaya kontrollü robotlar

Bu tip kontrollü robotlarda iki temel kumanda sinyali mevcuttur.

- Hareket başlangıcında bütün uzuvların konumu

- Hareket bitiminde bütün uzuvların konumu ve yeri

Robot mümkün olan hızda istenilen hareketi gerçekleştirirken robot uzuvlarının izleyeceği yörüngeler tanımlanmaz. Yani sadece geçilecek noktalar verilir. Programlamada başlangıç noktası ve kat edilecek mesafe arsındaki noktalar dikkate alınmalıdır. Noktadan noktaya kontrollü robotlar daha önceden tanımlanan sınır anahtarlı robotlarla (non-servo kontrollü robotlar) gerçekleştirilen işleri yapabilirler. Servo kontrolde hata kontrolleri ile hareket incelenir. Non-servo kontrollü olanlarda ise sınır anahtarı ile hareket incelenir. Yeterli hafıza kapasitesi ile bu tip robotlar vidalama, malzeme veya parça taşınması veya yığılması ve nokta kaynağı gibi işlerde kullanılır.

Sürekli yörünge kontrollü robotlar

İki sınır konum arasında belirli bir yörüngeyi izleyecek şekilde belirli bir hareketin gerekli olduğu durumlarda bu tip bir kontrol söz konusudur. Dikiş kaynağı gibi düzgün bir hızda karmaşık bir yörünge boyunca kaynak tabancasının hareket ettirilmesi gibi işlemlerde bu tip kontrollerde uygun çalışma şartlarını sağlarlar. Sürekli yörünge kontrolü hali noktadan noktaya kontrol kavramının teorik olarak geliştirilmişidir. Çünkü eğri yörünge birçok düz doğru parçasından meydana gelir.

Non-servo ve Servo kontrolün karşılaştırılması

KARAKTERİSTİK	NON-SERVO ROBOT	SERVO ROBOT
ESNEKLİK	Program kapasitesi ve konum ayarlama hassasiyeti sınırlıdır. Kollar sadece tek bir hızda hareket edebilir ve belirli noktalarda durabilir.	Geniş programlanabilme kapasitesi ile max. Esnekliğe sahip. Kontrollü yörüngelerde agır yüklerin taşınabilmesini mümkün kılar.
HIZ	Nispeten yüksek (servo robota göre)	Nispeten düşük
TEKRARLAYABİLME ÖZELLİĞİ	0.25 mm dahilinde iyi bir tekrarlayabilme özelliğine sahiptir.	± 1.5 mm’ye kadar iyi bir tekrarlayabilme özelliğine sahiptir.
MALİYET	Nispeten düşük.	Nispeten yüksek.
SİSTEM BASİTLİĞİ (SADELİĞİ)	Basit çalışma, programlama ve bakım özelliği.	Birden fazla programın depolanmasını ve uygulanmasını sağlar. Program dahilinde değişik hareketlerin gerçekleştirilmesini mümkün kılar.

2.4 Yeteneklerine göre

2.4.1 Playback robotlar

Bu robotlar önceden öğretilen bir seri hareket operasyonunu tekrar edebilirler. Mağnetik disk, mağnetik bant ve kayıt aracı pozisyon sensörlerinden gelen koordinat bilgisinin kaydedilmesi için kullanılır. Her noktada üç eksene ait robot koordinatları kaydedilir. Öğretme işlemi insan tarafından gerçekleştirilir.

2.4.2 Kontrollü yörüngede robotlar

Özel noktaları belirli bir yörüngeyi takip eden ve programlanabilir robotlardır. Öğrenme gerekli değildir. Yani bu robotlar öğrenmenin gerekli olduğu playback robotlar ile sensörlere sahip olan adaptif robotlar arasında kalır. Diğer isimleri de nümerik kontrollü robotlardır.

2.4.3 Adaptif robotlar

Bu robotlar bilgisayar kontrollü ve sensör geri beslemesine sahip olduklarından dolayı çevrelerine tepki gösterebilirler. Bu robotların çoğu kontrollü yörünge yeteneğine sahiptir.

2.4.4 Zeki robotlar

En yüksek seviyeli robotlardır. Çevrelerinin farkındadırlar ve hareketlerini çevreye uydururlar.çevrelerini sezme ve hareketlerini saptama yeteneğine sahiptirler.

3. Robotlarda Uygulamalar :

Robotların uygulama alanları

Robotların temel uygulama alanları

- Nokta, ark, gazaltı kaynakları vb.

- Boya

- Yüzey işleme

- Döküm

- Dövme

- Pres yükleme-boşaltma

- Plastik kalıplama-dökme

- Takım tezgahı yükleme-boşaltma

- Montaj

- Paketleme

- Çapak alma, kenar işleme

- Kontrol, test

- İstifleme

- Malzeme transferi

- Diğer...

Yeni uygulama alanları

- Nükleer

- Okyanus

- Yangın, uyarma, kurtarma

- Tarım, hasat, ilaçlama

- Madencilik

- Askeri amaçlar

- Tesis işletmesi

- İnşaat mühendisliği, bakım

- Kişisel kullanım,servis

- Sağlık sektörü

- Uzay

Temel teknolojiler

- Algılayıcılar

- Sürücüler

- Manipulasyon – el

- Yer değiştirme

- Yapay zeka

- İnsan-makine sistemi

- Sistem mimarisi

Robotlarda farklı çalışma alanları

a) Uzay çalışmaları

Uzaya ve çeşitli gezegenlere gönderilen robotlar kendi tahrik ve güç sistemlerine ve belli değerde zekaya sahiptir. Bunlar toprak ve çevre analizi yapabilecek sensörlerle donatılmıştır. 1976 yılında Mars’a inen Viking gerçek bir manipulatöre sahipti ve topladığı örnekleri analiz edebiliyordu. Uzayda kullanılan en gelişmiş manipulatörlerden biri uzay mekiğinde kullanılan uzun mesafe manipulatörüdür.

b) Su altı ve toprak altında çalışma

Yeni geliştirilmekte olan bir robot üzerine yerleştirilen bir matkap ve tutkal tabancası yardımıyla kanalizasyondan evlere TV kablosu döşemesinde kullanılacaktır. Başka bir sistemde ise deniz altında kablo yerleştirmekte kullanılmaktadır.

c) Askeri robotlar

Bomba tahrip robotları akülü uzaktan kumandalı cihazlardır.

d) Kütüphane robotları

Bu konuda uygulama Japonya’da Kanazawa Endüstri Üniversite’sinde kütüphanede gerçekleştirilmiştir. Hareketli robotlar video bantlarını raflardan alarak izleyici odalarına ulaştırmaktadırlar.

Robotlarda Uygulamalar

Aşağıda robotların uygulamalarından bazıları verilmektedir ;

Enjeksiyon kalıplamada robotlar

Enjeksiyon kalıplama işlemi, geniş olarak kullanılır ve plastik malzemeleri üretmek için ekonomik bir işlemdir. Bu tekniğin birkaç çeşidi vardır. Enjeksiyon kalıplamada, tane halindeki plastik veya toz plastik kanaldan içinde hareketli vida mekanizması olan silindire düşer. Plastik silindir boyunca beslendiği sürece ilerler. Beslenme bölgesinin devamında ve sıkıştırma bölgesinden sonra ölçme bölgesinde devam eder. Vidanın önündeki alan dolduğunda vida yeni malzeme için hareketini devam ettirir. Enjeksiyon kalıplamada kartezyen koordinatlı robotlar kullanılır. Hareket zinciri şu şekilde gelişir ;

- Enjeksiyon kalıp makinesi açılır. Runner sistem ile tamamen bitirilmiş elemanlar çıkarılır.

- Robotun yüksüz dik olarak aşağı-yukarı hareket eder. Parçayı kavrar, tutar. Geri çekilir ve yeni bir parçanın kalıplanmasına izin verir.

- Kol yatay olarak bitmiş parçaları konveyöre yerleştirmek için ya makinenin önünde veya gerisinde hareket eder.

Robot kontrol sisteminde verimin artması ve güvenlik için interfacing kullanılır. Uç organların (el) çeşitli tipleri vardır. Örneğin iletimde özel tasarlanmış vakumlu eller gibi...

Robotların kalıplamada kullanılmasının avantajları şunlardır ;

- Azaltılan kalıplama süresi ile yüksek üretim miktarlarına ulaşılır.

- Daha kararlı, çevirim süresi daha kısa olan parçalar elde edilir.

- Çalışan insanın olmaması, iş kazaları ve çevre şartları açısından iyidir.

Nokta kaynağında robotlar

Yeni kullanım alanları olması nedeniyle servo kontrollü endüstri robotları uygulamalarının yaygın olduğu alan otomotiv endüstrisidir. Motorlu araçların yapımında nokta kaynağı robotlar tarafından kullanılabilmektedir. Böylece hem üretim hem de kalite artmaktadır.

Nokta kaynağı direnç kaynağının en basit şeklidir. Bu işlem iki malzemeyi birleştirme tekniğidir. Nokta kaynağının yapılabilmesi ve iş parçalarını temas halinde tutmak için bir miktar basınç uygulanır. Uygun basınca ulaşılıncaya kadar interface deki elektrik direnci kontrol edilir. Bu işlem nokta kaynağı tabancasıyla gerçekleştirilir. Elektrodlar su ile soğutulur ve basınç pnömatik veya hidrolik silindirlerle sağlanır.

Ark kaynağında robotlar

Ark kaynağı yapmak için beceri, konsantrasyon ve eğitim gerekir. Ark kaynağının bilimden çok sanata yakın olduğu söylenir. Meydana gelen duman ve ısı radyasyonu nedeniyle arzu edilen bir meslek değildir. Bu şartlar altında çalışma isteği olan gönüllü, yetenekli insan bulmak zor olmaktadır. Bundan dolayı ark kaynağında robotlar kullanılmaktadır. Birçok ark kaynağı çeşidi vardır. Ancak robotizasyona en uygun teknik, koruyucu gaz metal ark kaynağıdır. Ark kaynağında metalik bir elektrot ile iş parçası arasında ark meydana getirilerek elektrotun ergimesi neticesinde kaynak edilecek bölge birleştirilir veya kaynak işlemi yapılır. Diğer bir ifadeyle ark, katottan yayılan elektronların yüksek bir hızla anodu bombardıman etmesidir. Ark kaynağında robot kullanımı ilk defa 1974 ‘de sağlanmıştır. Günümüzde bu konuda çalışmalar artmış ve üretimi ekonomik hale getiren kontrol sistemleri geliştirilmiştir. Bir robot ark kaynağı sistemi şunları kapsar ;

- Robot manipulatör,

- Sistem kontrol ünitesi,

- Kaynak hamlacını,

- Güç kaynağını,

- Tel besleme ünitesini,

- Robot güç kaynağını,

- Ana kumanda panosunu

Makine parçalarını yüklemede robotlar

Makineleri veya takım tezgahlarını yükleme-boşaltma işlemlerinde robot kullanımı insansız sistem odaları ve esnek imalat sistemleri ve seri imalat birimlerini için gereklidir. Nümerik kontrollü tezgahların farklı parçaları üretebilmesi için programlanabilme yetenekleri vardır, ancak bunun için tezgahın programını değiştirmek gerekir. Tezgah veya makine kesme, delme ve diğer parça üzerindeki operasyonları gerçekleştirebilir, fakat işlem başında veya sonunda parçaların yüklenmesi veya boşaltılması işlemini gerçekleştirmez. Bunun amaç için çeşitli tiplerde geliştirilen robotlar kullanılır. Özel tasarlanmış robotlar yükleme-boşaltma, takım değiştirme vb. yeteneklerine sahiptir.

Boya işleminde robotlar

Spreyle boyama robotun ilk kullanım alanlarında birisidir. Boya işlemlerinde robotlar yörünge kontrollü olarak imal edilirler. Boya işlemi aşağıdaki faktörlerden dolayı robotizasyona uygundur.

a) Boya belirli bir alana püskürtülür ve çalışma şartları iyi değildir. İnsanlar için tehlikelidir.

- Kullanılan malzeme zehirleyicidir. Özel elbise giymek gerekir.

- Sıkıştırılmış hava etkisiyle hortumda gürültü oluşabilir

- Çalışma alanı sınırlıdır.

b) Yaygın otomatik boya spreyleri pahalıdır. Araç boyama gibi karmaşık işlemlerde boyama homojen olarak yerine getirilemez, verim düşüktür.

c) Sağlık ve emniyet düzenlemeleri nedeniyle mali yet yükselir. Operatörün temiz hava kullanımını sağlamak için boya bulutunun çıkmasını ve havalandırmanın sağlanması gerekir.

d) Operatör hep aynı nitelik ve verimde çalışamaz.

Ayrıca robotlar bazı boya elemanlarının kullanımında yanma ve parlama tehlikesi olan atmosferlerde çalışabilme yeteneğine sahip olmalıdır.

Taşımada robotlar

Taşımada kullanılan robot türleri oldukça fazladır. Hafif, servo olmayan kontrollü pnömatik robotlardan, ağır hidrolik manipulatörlere kadar geniş bir yelpazede robot türleri mevcuttur. Birçok uygulamalarda silindirik ve polar tip robotlar uygundur. Sınırlı alanlarda yapılan hafif çalışmalarda kartezyen koordinatlı robotlar kullanılabilir. Taşıma robotlarında noktadan noktaya kontrollü robotlar kullanılır.

Endüstride robotlarla yapılan bazı işlemler

Endüstride robotlarla yapılan bazı işlemlere şu örnekler verilebilir. Bir devre katına çok bacaklı yonga yerleştirme işlemi, iki eş parçanın birleştirilme işlemi, robotik vidalama operasyonu, bir parçanın kanala yerleştirilmesi işlemleri...

Bir Örnek Robot sistemi Sepro Robot Sistemleri

Plastik Enjeksiyon Makineleri için Yolluk ve Parça Alıcı Robotlar

Sepro firması Avrupa’nın birinci büyük robot imalatçısıdır. Türkiye’de de otomotiv, ambalaj, beyaz eşya ve elektrik sanayilerindeki birçok firmada yapmiş oldugu robotlar yillardir başari ile kullanilmaktadir.

Alinacak parçanin nevine, yapilan prosesin özelligine ve robottan beklenen iş kabiliyetlerine göre genelde Sepro firmasinda pnömatik ve elektronik kontrollü CNC robotlar yapilir. Elektronik kontrollü CNC robotlarda da orta hizlardaki çalişmalarda asenkronize motor, daha hizli ve daha hassas iş ve uygulamalar için de Brushless Servo motor kullanilir. Ayrica, sadece alma ve koyma gibi basit işlemleri yapmaya yarayan ve enjeksiyon makinelerinde de en fazla 600 tonluk makinelerde uygulanabilen, yatirim maliyeti ve işlevi basit olan robotlar vardir ve bunlar kisaca manipülator olarak adlandirilirlar. Bunlar genelde 3 ekseni de pnömatik olan ancak x ekseni ayni zamanda nümerik kontrollü robotlardir.

Yolluk alicilar ise sadece 2 linear eksenlidir ve bunlarda da 1 tane rotation uygulamasi bulunmaktadir.

Genelde Sepro’da XN ve YN manipülatörler; basit alma ve koyma işlemleri için ve en fazla 600 tonluk enjeksiyon makinelerinde uygulanir.

XN: Sadece alma ve koyma işlemi yapar. Sadece X ekseni nümerik kontrollü, diger 2 eksen pnömatikdir.

YN: Sadece alma ve koyma işlemi yapar. X ekseninin yaninda Y ekseni de dahil olmak üzere toplam 2 eksen nümerik kontrollüdür. Diger Z ekseni ise pnömatikdir. Manipülatörlerde; Z ekseni daima pnömatikdir.

Enjeksiyon makinesi büyüklügü sinirlamasi olmayan ve daha ayrintili işlemler yapmaya yarayan robotlar ise AZ ve BZ olarak adlandirilirlar ve bu robotlarin 3 ekseni de CNC kontrollüdür.

AZ: X ve Y eksenleri asenkron motorlu; Z ekseni ise Brushless Servo motorludur. Çünkü sadece bu eksende hiz çok önemlidir. (Dikey eksen)

BZ: X, Y, Z eksenlerinin tümü; Brushless Servo motorludur. Çok kompleksli işlerde BZ’ler tercih edilmektedir. Paletleme, istifleme ve insert loading, inmould labelling gibi kompleksli işlerde de bu robotlar tercih edilmektedir.

Bütün eksenleri pnömatik ve en fazla 100 tonluk enjeksiyon makinelerinde uygulanabilecek en küçük robot ise; Sepro’da XP olarak kodlandırılmıştır.

4. Robot El Mekanizmaları :

Robot el mekanizmaları robot kolun serbest ucuna bağlanan ve belirli bir iş veya görevin gerçekleştirilmesinde çeşitli cisim ve ortamlarda temas halinde olan yani robotun çevre ile etkileşmesini sağlayan temel bir elamandır. El mekanizmalarından beklenen temel fonksiyon herhangi bir iş parçasını ve malzemeyi veya iş takımını bir şekilde tutmak ve hareket sonunda uygun bir şekilde bırakmaktır.

El mekanizmaları açıklanan fonksiyonun gerçekleştirilmesine göre üç ana guruba ayrılır;

- Mekanik tutucular

- Vakumlu tutucular

- Mağnetik tutucular

4.1 MEKANİK TUTUCULAR :

Mekanik tutucular ise tutma işleminde ortaya çıkan harekete göre ;

- Dönen parmaklı tutucular

- Öteleme yapan parmaklı tutucular.

Tutucular cismi dıştan kavrayarak yada cisimdeki bir boşluğa girerek tutma veya kavrama yaparlar. Bir parçayı tutma süresinde farklı tutma şekilleri olabilir. Mekanik tutma işlemi esnek cisimlerin genleştirilmesi veya şişirilmesi ile de gerçekleştirilebilir. Bu amaçla esnek körükler veya torbalar istenilen konuma getirildikten sonra şişirilerek içten veya dıştan tutma işlemi gerçekleştirilebilir.

Mekanik tutucular tutma işleminde kullanılan tahrik elemanlarının cinslerine göre şöyle sınıflandırılabilir :

- Kol tahrikliler

- Dişli veya krameyer tahrikliler

- Kam tahrikliler

- Vida tahrikliler

- Halat ve kasnak tahrikliler

Dizayn yöntemi

Mekanik tutucuların nasıl kavrayacağı ve ne kadarlık tutma kuvvetinin gerekli olduğunu belirleyebilmek için aşağıdaki faktörler dikkate alınır:

- Robot el iyi bir kavrama yüzeyine sahip olmalıdır.(açık, belirgin bir yüzey olmalıdır.)

- Kavrama yüzeyi yapısı ve toleransı , kavranacak cismin veya parçanın boyut,tolerans ve hassasiyetlerini bozmamalıdır,

- Tutucu el ve parmaklar taşınacak parçanın kavranması, taşınıp bırakılması ve tekrar alınması operasyonlarında parça boyutunda meydana gelebilecek değişikliklere uyum sağlayabilmelidir,

- Kavrama işlemi, kavranan parçanın yüzeyinde çeşitli deformasyonlara ve çiziklere yol açmamalıdır,

- İki farklı boyutlu bir paçanın kavranmasında kavrama işlemi daha büyük olan boyut üzerinde gerçekleştirilebilmelidir.

- Tutucu parmakların ya esnek mesnet veya tamponlar yada tutulacak parçaya uyum gösterecek, kendi kendine ayarlanabilen çenelere sahip olması gereklidir. Kendiliğinden ayarlanabilen çeneler her bir çenenin parça üzerinde iki noktada temas etmesini sağlar. Sadece tek bir noktada temas ederse dönme ihtimali artar.

Çeşitli Mekanik El Konstrüksiyonları :

a) Standart el : Ekonomik ve çok amaçlıdır. Basit bağlantılar,hem parmak hareketini hem de cismi yeterli hafiflikte tutacak gücün toplanmasını sağlar.

b) Kendiliğinden ayarlanabilen parmaklar : Özellikle düz kenarlı parçaların iyi bir şekilde tutulmasını sağlarlar. Parça üzerindeki çıkıntılar uygunsuzluk meydana getirir.

c) Değişik boyutlu cisimleri tutmak için kullanılan parmaklar : Özel parmak dizaynları ile değişken şekil ve boyutlu cisimler veya işlem esnasında şekil değiştiren parçalar için uygun bir tutma işlemi sağlar.

d) Hareketli tek çeneye sahip el konstrüksiyonu : Bu konstrüksiyonu özellikle cismi alttan tutmanın mümkün olduğu veya daha güvenli olduğu hallerde kullanılır. Dizaynın basitliği değişik uygulama alanları için ekonomik bir konstrüksiyon olarak görülür.

e) Ambalaj kutular için el konstrüksiyonu : Özellikle hafif ağırlıktaki ambalajların taşınmasında kullanılır. Çeneler sabit arka levhaya göre değişik pozisyonlara ayarlanabilir. Bu da değişik ebatlı parçaların taşınmasını sağlar.

f) Cam tüpler için özel el konstrüksiyonu : Kısa boylu tüp veya boruların taşınmasında kullanılır.

4.2 VAKUMLU TUTUCULAR

Tutma ve taşıma işlemindeki güvenirlik mağnetik tutuculardan daha iyidir. Vakum meydana getirebilmek için vakum pompalarından veya ventüri cihazlarından yararlanılır. Vakum pompaları pistonlu veya paletli pompa tipinde olabilir. Vakum pompası ile ventüri cihazının mukayesesi aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Avantaj Dezavantaj

Vakum pompası
- Daha büyük vakum meydana getirebilme özelliği

- Düşük işletme maliyeti
Nispeten daha sessiz çalışabilmesi
- Yüksek ilk maliyet
Ventüri cihazından daha karmaşık bir sistem olması

Ventüri Cihazı
- Düşük ilk maliyet

- Pompadan daha az karmaşık olması
Yüksek güvenirlik
- Gürültülü çalışması
Yüksek çalıştırma maliyeti

4.3 MAĞNETİK TUTUCULAR

Ferro mağnetik malzemelerin tutulması ve taşınmasında mağnetik tutuculardan yararlanılır. İki guruba ayrılır;

- Sürekli (tabii) mağnetler

- Elektromağnetler

Sürekli Mağnetik Tutucular

Kalıcı mağnetik özelliklerinden dolayı çeşitli şartlarına kolaylıkla adapte edilebilirler, bu tür tutucular parçayı mıknatıstan ayırmak için özel bir vasıta gerektirirler. Gerekli güç uygulanarak çekme suretiyle parça mıknatıstan ayrılabilir.

Sürekli mağnetik tutucular aşırı derecede yüzeysel mağnetik nüfusiyet (penetrasyon) meydana getirecek şekilde dizayn edilirler. 0.08 cm kalınlığındaki sac levhaların takılmasında yaralanılabilir. Çeşitli özel amaçlı sistemlerde 480 °C ‘ye kadar kullanılabilmelerine rağmen genel olarak 90 °C ‘lık malzeme sıcaklıkları kadar verimli bir şekilde kullanılabilirler.

Elektromağnetik Tutucular

Bu tür tutucular parçaların yüksek hızda tutulması, bırakılması ve kontrol bakımından uygun bir tutma mekanizması oluştururlar. Mağnetlemeyi sağlayan bir güç kaynağına ihtiyaç vardır. Parçaların kolayca bırakılabilmelerini sağlamak için devreye veya sisteme bir serbest bırakma kontrolörü konulmalıdır. Bu eleman çok fonksiyonlu bir anahtar olup güç kaynağı kesildiğinde kutupları ters çevirerek parçanın mıknatıstan ayrılmasını sağlar. Yani bir ters kutuplama parça üzerindeki herhangi bir artık mıknatıslamayı kaldırarak parçanın bırakılmasını sağlar.

Standart elektromağnetik tutucular cisimleri 60 °C ‘ye kadar tutabilirler. Fakat bu sıcaklık özel dizaynlarla 150 °C ‘ye kadar çıkarılabilir.

Genel olarak mağnetik tutucular robotik taşıma işlemlerinde şu avantajlara sahiptirler :

- Tutma süresi çok kısa

- Parça ölçülerindeki değişimler tutma işleminde bir engel teşgil etmez

- Tutucular tek bir iş parçası için dizayn edilmemelidir veya edilmezler

- Vakumlu tutucularla delikli metal parçaların taşınabilmesi mümkün olmaz

- Tutma işlemi için blok (tek parça) yüzey gerektirmesi

Mağnetik tutucuların dezavantajları ise :

- İş parçalarında artık mağnetlemenin kalması

- Taşıma ve tutma işlemlerinde kayma vb. hataların oluşması

- Sadece ferromağnetik malzemelerin tutulması veya taşınmasında kullanılaması

ROBOT BİLEĞE TAKILAN ÇEŞİTLİ İŞ TAKIMLARI

a) Kaynak tabancası ve torku

b) Isıtma torku (hamlacı) : döküm kalıpların yüzeyleri bu işlemle pişirilir.

c) İnert gaz ark kaynağı (MİG,MAG) torku

d) Döküm potası : erimiş metal gibi sıcak malzemelerin, sıcak ve tehlikeli ortamlarda döküm işlemi için uygundur.

e) Pnömatik somun sıkıcıları, matkaplar, anahtarlar : genel amaçlı bu tür robotlar özellikle tehlikeli ortamlarda uygundur.

Freze çakısı, kum püskürtme, taşlama aparatı : çeşitli taşlama, hassas yüzey işleme ve bileme ekipmanları robot bileğe takılabilir. Bu şekilde donatılan robot istenen amaca uygun işlevini yerine getirir. Plastik parçaların çapakları ve döküm malzemelerin temizlenmesinde kullanılabilir.

Tutucuların Dizayn Ve Seçiminde Dikkate Alınması Gereken Faktörler

FAKTÖR	ÖZELLİK
Taşınacak parça	Ağırlık, boyut,biçim, işleme esnasındaki boyuttaki değişimler parça ölçüsü toleransları ve yüzey şartları gibi.
Tahrik metodu	Mekanik tutma, vakumlu tutma, mağnetik tutma ve diğerler.
Güç ve sinyal iletimi	Pnömatik, elektrik, hidrolik ve mekanik
Tutma kuvveti (mekanik tutucu için)	Cismin ağırlığı, tutma metodu veya taşıma metodu,parmak ve cisim arasındaki sürtünme katsayısı, hareket peryodu süresince hız ve ivme değerleri
Pozisyon veya konum ayarlama problemleri	Parmakların boyu, robotun hassasiyeti ve tekrarlayabilirliği, parça ölçüsü toleransları
Servis şartları	Tutucu işletme ömrü süresince gerçekleştirilen hareketlerin sayısı. Parmakların aşınan elemanlarının değiştirilebilme özelliği. Bakım ve servis imkanları
Çalışma ortamı	Isı, nemlilik,toz ve kirlilik, çeşitli kimyasal maddeler-ortam
Sıcaklıkta korunma	Isı kalkanları ve koruyucuları, uzun parmaklar, basınçlı hava veya su soğutma ile sağlanan cebri soğutma, ısıl dirence sahip malzemelerin kullanılması.
Malzeme özellikleri	Çeşitli mekanik, mukavemet özellikleri. İmalat kolaylığı ve maliyeti. Parmak yüzeylerinin sürtünme özellikleri ve çalışma ortamına uyumluluk.
Diğer kavram ve özellikler	Değiştirilebilir parmakların kullanılması, dizayn standartları. Çeşitli robotlara göre uyumluluk. Dizayn işlemine etki eden çeşitli değişik faktörler ve disk, dizayn ve imalat için gerekli süre, yedek parça bakım ve servis gibi özellikler.

Örnek bir robot el Dizaynı :

Şekilde görülen robot el dizaynı toplam : 17 parçadan oluşmaktadır. Bu parçalara ek olarak iki adet servo motor kullanılmaktadır. Robot el sistemi öteleme ve salınım hareketleri yapacak şekilde tasarlanmıştır ve parmakların uçlarına tutulacak malzemeye zarar vermemesi için yumuşak uçlar eklenmiştir. El mekanizmasının parçaları sert plastik veya alüminyum alaşımdan üretilmektedir. Geniş bilgiler www.lynxmotion.com adresinde bulunabilir.

5. Esnek İmalat Sistemleri :

Modern İmalat Sistemleri, karmaşık, uygulaması zor ve sonuçta çok pahalıdır. Kontrol software uyumlaması ve bütünleştiren otomosyon elemanları (robotlar ve makine parçaları gibi) onların elemanları ile mukayese edildiğinde genellikle karmaşık değildir. Düşük imalat için, doğru bir esnek imalat sistemine (EİS) ihtiyaç vardır. Böyle bir sistem, tekrar kullanılabilmelidir. Esneklik farklı zaman aralıklarında birleştirilebilmelidir. Uzun zaman aralığında esneklik imalat sistemi içerisinde kontrol sistemini tekrar programlamadan farklı gereçlere veya yani birleştirmelerine izin vermelidir.

Esneklik, kısa zaman aralığında imalat sistemi içerisinde yani ürünlerin birleştirilmesine ve on-line imalat sisteminin işlem akışını yenilemesine izin vermektedir. Bu durum sistemde hata toleransını tespitte kolaylık sağlamaktadır.

Bir imalat sistemi,kaynakların bir sonsuz seti gibi gösterilebilir; (işlem elemanları, imal edilecek ürünlerin seti arasındaki paylaşım gibi).

Üretim verimliliğini kontrol edebilmek için denetleyici; imal edilen ürünlerin her birinin bir modeli gibi, sistemin yaklaşık bir modeli olmalıdır.

Böyle bir sisteme ulaşmak için aşağıdaki işlemlerin araştırılması gerekir;

-İmalat kaynaklarının modeli

-İmal edilen ürünlerin modeli

-Kontrol kanunlarının sentezi

-Kullanıcı bilgisayarları

5.1 Üretim organizasyonu

Bir imalat şirketi parça imalatına karar verdiğinde kaynaklarını organize etmenin en iyi yolu üzerinde karar vermelidir. Ana kaynaklar insan ve tezgahlardır. Tezgahlar parçaların mümkün olan en çabuk en verimli ve en ucuz şekilde üretilmeleri için fiziksel şekilde düzenlenmelidir. Bu düzenleme ne kadar iyi yapılırsa organizasyonda o kadar başarılı ve karlı hale gelir. Ayrıca kullanılan fiziksel kaynaklardan tam olarak faydalanmak için; iş gücüde etkili şekilde yönetilmelidir. İnsanlar en faydalı kaynaktır. Çünkü düşünebilirler,beklenmeyen şartlar karşısında karar verebilirler,yeni donanımlara adapte olabilirler, yeni beceriler kazanabilirler ve sahip olduklarını geliştirebilirler. Ama pahalı kaynaklardır, dinlenmeye ve çeşitli servislere ihtiyaç gösterir,tahmin edilemezler ve hata yapmağa yatkındırlar.

İdeal üretim sistemi aşağıdaki şartları gerektirir :

· Düşük çalışma maliyeti,

· Sürekli kalite,

· Yüksek tezgah kullanımı,

· Düşük kurma ve iş değiştirme zamanı

· Düşük iş bekleme zamanı,

· İş alma zamanı ile teslim zamanı arasındaki minimum gecikme,

· Tahmin edilebilir imalat süreleri.

Bir esnek imalat sistemi (FMS) ilk ve en önemli üretim organizasyon yoludur.

FMS kavramını tartışmadan önce, üretim planlanmasında takip edilen çağdaş yaklaşımları incelemek faydalı olacaktır. Geleneksel olarak parça üretimi için üç çeşit yaklaşım vardır.

1) Ürün (veya akış) Şeması

Bu yaklaşımda tesis ve cihazlar ürünün gereksinmelerine göre yerleştirilir. Tezgahlar belirli bir sırada, ürün üzerindeki operasyonları yerine getirmek için dizilir. Bu tipik bir akış üretimidir ve akış veya üretim hattı terimine adını verir. Her üretim hattı belirli bir parçaya (veya parça gurubuna) ortalanmıştır. Birçok üretim hattı bulunmasına rağmen hatlar arası parça transferi veya değişmesi olamaz. Bu tip bir üretim normal olarak otomobil fabrikalarında vardır.

Dezavantajları :

Yüksek tezgah kullanımı için çok miktarda parça gereklidir. Farklı ürünler üretmek hemen hemen imkansızdır. Tek bir tezgahın bozulması üretimi durdurabilir. Yüksek seviyeli (yarı-usta) personele ihtiyaç gösterir.

2) İşlem (veya fonksiyonel) Şeması

Bu tip şemada, tesis ve cihazlar fonksiyonlarına göre gruplandırılır. Böylece tüm tornalar torna bölümünde, tüm matkap tezgahlarıda matkaplama bölümünde guruplandırılır. Tezgah kullanımı tam sağlamak için parçalar mevcut olan en uygun makineye yönlendirilir. Ama çoğu zaman işlemler içim beklerken sıralar oluşturur. Parçalar, üretim çevrimi içinde daha önce maruz kaldığı işlemlere geri dönebilir. Yani bu da yüksek seviyede iş bekleme(WIP) süresi ve malzeme kullanımı demektir. İş bekleme kısmen bitirilmiş bir parçanın daha sonraki işlemler için beklemesi ve sıraya girmesidir. Aynı anda işlenecek çeşitli parçalar olduğundan WIP’nin seviyesine bağlı olarak ana işlem süreleri değişebilir.

Dezavantajları :

- Karmaşık parça yönlendirmesi kontrolü zorlaştırır.

- Tezgah yüklemesi düzensizdir.

- Sıra olması WIP’te ve ham maddede yatırıma sebep olur.

- Yüksek oranda kurma zamanı gerektirir.

- Ara süreleri tahmin etmek zordur.

- Usta personel gerektirir.

3) Grup Teknoloji Şeması

Grup teknolojisi, tanımlanmış aralıktaki benzer parçaların tam imalatını sağlamak için, tezgah, takım ve ilgili servislerin düzenlenmesidir. Farklı sayıdaki farklı tezgahlardan oluşan tezgah gurupları “işleme hücreleri” olarak verilen şeyleri oluşturur. Her hücre, dikkatlice tanımlanmış parçalar grubundan olan herhangi bir parçayı üretebilir. Bu benzer parçalar grubunda da “parça aileleri” denir. Hücredeki tezgahların şeması ise sadece kolaylık sağlamak içindir. Genellikle ,hücre içindeki çalışan personelin sayısı tezgah sayısından daha azdır.

Dezavantajları :

- Tezgahların az kullanımı kaçınılmazdır.

- Uygun parça aileleri tanımlanmadıkça çalıştırılamaz.

- Her dalda becerili personele ihtiyaç vardır.

- Üç tip üretim Şekil 1 de gösterilmektedir.

Yukarıda anlatılan durumların her birinde ana hatları ile anlatılan dezavantajlar ideal üretim sistemlerinin gereksinmeleri ile uyuşmaz. Esnek imalat sistemleri fikri yukarıdaki dezavantajların birçoğunu yok etmek için ve bilgisayar kontrolü altında yüksek seviyedeki otomasyonla imalat genel harcamalarını kesmek için tasarlanır. “ Genel Harcamalar” terimi parça imalatı ile doğrudan ilgili olmayan maliyetler demektir. Genel harcamalar WIP’de bağlanan para miktarı, depoda bulunan ham madde, dolaylı maliyeti (denetleyici,takım/tezgah kurucuları,işlem takipçileri v.s) ve iş gücü için destek servisleridir (kantin,emniyet ve ilk yardım servisleri, ofis personeli v.s. gibi).

(a) Akış Üretimi

(b) Fonksiyonel Şema

Şekil 1. Geleneksel üç üretim organize etme metodu

5.1.1 Esnek İmalat

Esnek imalat sistemlerinin dört ana prensibi vardır.

1) İnsansız Operasyon

Esnek imalat sistemleri, en azından bir vardiya için sürekli ve insansız çalışabilir. Bu imkan da tezgah kullanımını ve üretimini arttırır. Geleneksel 8 saatlik vardiyalar (bir kişinin uygun şekilde bir seferde çalışabileceği süreden ortaya çıkmıştır) üretim programlarının uyması gereken süreler olmaktan çıkmıştır. Daha düzgün üretim programları planlanabilir ve insanların vardiyalı çalışmalar sırasında uygun olmayan saatlerde çalışması artık gerekmez. İnsansız operasyonlar işçilik maliyetini düşürür.

Ama insansız operasyon çok gelişmiş destek sistemlerinin kullanımını gerektirir. Farklı parça programları tanımlanmalı ve farklı takım tezgahlarına otomatik olarak (DNC yoluyla) yüklenmelidir. Parçalar otomatik olarak yüklenmeli, çözülmeli ve taşınmalıdır. Kesme takımları aşınma ve kırılmalar açısından izlenmelidir. Yeni takımlar otomatik olarak yüklenmelidir. Talaşlar işleme bölgesinden temizlenmeli ve otomatik olarak tahliye edilmelidir. Ayrıca otomatik yıkama ve inceleme sistemleri sağlanmalıdır.

Bu destek sistemleri, gerçek FMS tesisleri için gereken yüksek yatırım maliyetlerine sebep olan CNC takım tezgahlarının maliyetleri ile beraber uygulaması pahalı sistemlerdir.

2) Rastgele Parça Üretimi

Gerçek FMS, sisteme rastgele parça girilmesine imkan verir. Bu durum, parçaların otomatik olarak seçilmesi, taşınması ve yüklenebilmesi ile birlikte farklı parça programların farklı tezgahlarda istenilen anda yüklenebilme sonucu mümkün olur. Parçaların sıraya konması,işlem bekleme süreleri ve büyük stok seviyeleri büyük ölçüde edilir. Tezgahlar tam kapasite ile çalışır. Ara süreler doğru şekilde tahmin edilebilir kısa iş bitirme zamanı sağlanabilir. Tezgah bozulmaları, parçalar başka tezgahlara yönlendirilerek telafi edilebilir. Yüksek yatırım maliyetlerini ve uzun kurma zamanlarını haklı çıkarmak için fazla miktarda üretime gerek yoktur. Gerçekte FMS bir parçaya kadar olan üretim gruplarında bile rekabete dayanabilir.

Parçaları imalat sistemine rastgele sokma imkanı FMS’in en önemli faydalarından birisidir. Esnek imalat terimi birçok çeşitli parçayı üretecek kadar esnek olmayabilir, fakat gerekli olduğunda üretecek kadar esnek olabilir.

3) Otomatik Takım ve Parça Hareketi

FMS, kesme takımlarını ve parçaları otomatik olarak seçme,nakletme ve değiştirme imkanı olmadan uygun şeklide çalıştırılamaz.

Birçok CNC takım tezgahı otomatik olarak değiştirilebilen 160’a kadar takım içeren birleşik takım şarjörlerine sahiptir. Çeşitli parçaların otomatik üretimi, özellikle insansız operasyonlar sırasında, birleşik takım şarjörlerinin kapasitelerini aşabilir. Şarjörlerin otomatik olarak tekrar doldurulacak şekilde düzenlenmesi gerekebilir. Bu da robotlar tarafından doldurulan ayrılabilir takım şarjörleri ile yapılır. Durum, aşınmış veya hasar görmüş takımların değiştirilmesinin gerekmesiyle daha da karmaşık hale gelir. Buna “yedek takım değiştirilmesi” denir.

Parçalar tezgahlara getirilmeli, yüklenmeli ve boşaltılmalı; bitirildiğinde ise yıkama/inceleme gibi diğer işleme istasyonlarına taşınmalıdır. Robotlar ve/veya otomatik olarak yönlendirilen taşıtlar; ayrıca sabit konveyor sistemleri kullanılmasına rağmen, FMS tesislerindeki en çok kullanılan elemanlardır.

4) Bağımsız Operasyon

En basit şekilde FMS, otomatik takım değiştiricili ve parça taşımak için tek bir robot tarafından idare edilen en azından iki CNC takım tezgahı içerir. Bu gibi tesise genellikle “Esnek İşleme Hücresi” (FMC) adı verilir. Diğer taraftan da

İmalatın tüm kademeleri ile otomatik olarak birleşen detaylı bir sistem olabilir. FMS küçük bir işleme hücresi olarak işe başlayıp modüler bir şekilde entegre bir imalat tesisine dönüşebilir.

FMS’i meydana getiren tüm takım tezgahları bağımsız şekilde çalıştırılabilmeli ve esneklikleri korunmalıdır. Bu imkanda üretimin tamamen durmamasını sağlar. Bir FMS sistemi kurması çok büyük harcamayı gerektirir. Bğr FMS sisteminin şeması Şekil 5‘te gösterilmiştir.

Başarılı bir FMS’in anahtarı yazılımdır. CNC takım tezgahları, DNC, robot,malzeme taşınımı, adepte edilen kontrol gibi teknolojiler yıllarca yalnız başlarına başarılı şekilde uygulanmışlardır. Bunları FMS olarak uyumlu ve düzenli bir şekilde bir araya getirmenin anahtarı bilgisayar kontrolüdür. Bu da yazılım demektir. Büyük FMS tesislerinde yazılım için 25 yıla kadar zaman yatırımı yapılmıştır. İşte bu da FMS tesislerinin kurulmasının neden pahalı olduğunun üçüncü sebebidir. Ayrıca imalat gereksinmeleri değiştikçe yazılımları değiştirmenin daha kolay olduğu görülmektedir.

FMS, metal işlemenin bağımsız bir bölümü olarak görmek oldukça kolaydır. Ama durum böyle değildir. Esnek imalat, disiplinleri arasındaki ilişkiyi sağlayan üretimi organize etme yoludur. Gerçek bir FMS; parçaların otomatik depolama ve geri alınma sistemleri, otomatik inceleme, montaj ve test sistemleri ile beraber çalışmalıdır. Uygulamada, bu durum nadiren gerçekleşir. Bu kitapta FMS teriminin anlamı sınırlı olmasına rağmen esnek işleme sistemi olarak kullanılmıştır.

5.2 Parça Grupları

FMS tasarımının, akla gelebilen her türlü parçayı imal edecek şekilde yapılması istenen bir şeydir. O halde FMS nasıl tasarlanmalıdır?

Grup teknolojileri ve FMS’in başarılı şekilde çalışmasının uygun parça gruplarının tanımlanmasına bağlı olduğu daha önce belirtilmişti. FMS uygulanmasının ilk adımı üretilen parçaların araştırılmasıdır.

Benzer parçalar genel anlamda benzer karakteristikler gösteren gruplar “aileler” halinde toplanır. Grup tanımlanır tanımlanmaz “kompozit bir parça” hayal edilir. Kompozit parça gerçekte fiziksel olarak var olmamasına rağmen gruptaki tüm parçaların tüm özelliklerini içeren parçadır. Esas olarak tornalama ile üretilen parçalar silindirik veya tornalanmış parçalar olarak, silindirik şekilde olmayan parçalarda prizmatik parçalar olarak adlandırılır. Tipik parça ailesine örnek olabilecek kompozit parça Şekil 2. de gösterilmektedir.

Küçük organizasyonlarda grubu oluşturacak parçalar göz ile tanımlanabilir. Bu işlem oldukça gelişigüzeldir ve parçalar sayısı arttıkça zorlaşır. Normal kodlama veya sınıflandırma sistemi kullanılır. Böyle çeşitli sistemler vardır, fakat temel olarak her parça incelenir ve 6 ile 10 basamaklı bir kod numarası verilir. Bu basamaklar aşağıdaki maddelere göre uygulanır.

· Fonksiyonu ve yapısal şekli,

· İstenen hammaddenin şekli,

· İstenilen proses operasyonları,

· Malzeme tipi,

· Fiziksel boyutu,

· Gerekli doğruluk vs.

Her parça, ilgili sınıflandırmaya ayrıldıktan sonra bilgisayar kod numaralarını tarar ve tabii olarak oluşan gruplar şeklinde sıraya sokar. Gruplar hemen hemen aynı kod numaralarına sahip takımlar şeklinde ortaya çıkar.

Üretim verileri gruptaki her parça için toplanır. Örneğin ;

· İşleme operasyonları ve sırası,

· Takım ve işbağlama gereksinimleri,

· Talebin miktarı ve sıklığı vs.

Sonra bu veriler; gruptaki tüm parçaları işleyebilecek gerekli tezgah tiplerini ve sayılarını belirlemek için analiz edilir. Bu tezgahlar FMS’in bloklarını oluşturur.

5.3 Otomatik İş Taşınması

FMS operasyonu için gerekli şeyler parçanın otomatik seçilmesi, teslimi ve toplanmasıdır. Bu da çeşitli seviyelerde yapılır.

İlk seviye,parçayı tezgaha yüklemek ve çıkarmakla ilgilidir. En yaygın çözüm, tezgah ile konveyor arasındaki parçayı yükleyen veya boşaltan robot veya robotlardır. Parçalar küçük ve taşınabilir halde ise bu çözüm uygundur. Parçaların büyük olduğu yerlerde ise otomatik parça yükleyiciler kullanılır. Parça yükleyici bu durumda parçanın monte edildiği ve işleme sırasında öyle kaldığı bir alt tablodur. Genellikle her tezgahta birden fazla parça yükleyici vardır. İki veya çok istasyonlu APC’ler vardır. Bir parça yükleyicisini kullanan işleme devam ederken diğeri de yeni parça ile yüklenir. Paletler işleme çevriminin sonunda bitmiş parçaların sökülmesi (ve sonraki parçanın yüklenmesi) için otomatik olarak değiştirilir. Bu arada işleme de kesintisiz devam eder. Tipik APC konfigürasyonları Şekil 3. te gösterilmiştir.

İkinci seviye de parçalar sistem içinde, çeşitli tezgahlar ve istasyonlar arasında taşınmalıdır. Bu da sürekli veya komutla çalışan konveyor sistemi ile gerçekleştirilir. Bu sistem, en ucuz ve kurulması kolay bir sistemdir. Ama değişiklik gerektiğinde de en az esnek olandır.

Alternatif düzenleme ise otomatik olarak yönlendirilen taşıt (AGV) lardır. Bir AGV, bilgisayar kontrol altında farklı yönlerde gidebilen ve parçaları yüklemesi ve boşaltması için komut verebilen mesafe sınırı yokmuş gibi gözüken sürücüsüz bir taşıttır. AGV2ler yollarını kolayca değiştirebildiklerinden sabit konveyorlere göre daha esnektir. AGV’ler çeşitli büyüklükte ve sayıda parçalar taşıyabilir. Ayrıca takımlar ve talaş kargoları gibi diğer görevler için de kullanılabilir.

Şekil 3. Tipik otomatik palet değiştiricisi konfigürasyonu

AGV’ler raylarla, laserle, fotoelektrik algılayıcılar kullanan ışıkla ve en çok yeraltında saklanan indüktif tellerle yönlendirilir. Son yöntem, kurulması ucuz ve oldukça basit, esnektir. Atölye tabanında sabit engeller yaratmaz. Yerde ek oluklar açarak ve teller birleştirilerek sistem kolayca büyütülebilir. Telli sistemler köşeleri kolayca döndüğünden elverişsiz yollarda da kullanılabilir. Fakat her AGV kendi tahrik gücüne sahip olmalıdır. İndüktif teller yönlendirme olanağını sağlar. Taşıtlar üzerindeki piller vasıtasıyla elektriksel olarak tahrik edilir. Bu piller imalat sırasında uygun zamanlarda tekrar şarj edilebilir.

Her AGV, durumu hakkında bilgi edinmek için çeşitli sayıda algılayıcıya sahiptir: Örneğin, pozisyonal bilgi, üzerinde yük olup olmadığı hakkında bilgi, çarpışma, yanaşma ve benzeri algılayıcılar. Gereken yazılımın karmaşıklığını azaltmak için AGV’nin üzerinde gideceği yolu programlayan bilgisayar mevcuttur. Üzerindeki kargo sistem tarafından tanımlanmalıdır. En çok kullanılan metotlar ikili sisteme dayanan mekanik veya optik kodlama sistemlerini içerenlerdir.

Üçüncü seviyede parçalar otomatik olarak depolanır. Tam bir FMS’de bu seviye otomatik depolama kullanma ambarı (ARS) ile gerçekleştirilir. Parçalar ,üç boyutlu matriks raflarda bulunan standart varillerde depolanır. Vinç ve çatallı kaldırıcı arası bir cihaza benzeyen özel bir makine kargoyu tanımlar ve otomatik olarak depolar veya bilinen bir pozisyondan varili alır. Tipik bir ASR ambarı Şekil 4. te görülmektedir.

ASR ambarları stok hareketleri üzerinde kontrol sağlar. Bu ambarlar yer açısından verimli ve daha emniyetlidir ve malzeme taşınımı sırasında olabilecek hasar ve kayıpları en aza indirger. Ama kullanması çok pahalıdır. Sistem bozulursa problem yaratabilir.

Bir FMS az ya da çok yukarıdaki özellikleri içerir. Bir FMS şeması Şekil 5. te görülmektedir

Bir Esnek İmalat Sisteminin Dizaynı

Bir esnek imalat biriminin tasarım ve kurulum aşamaları kendine özgü ve genel temel prensiplere dayanır.Birçok yıllar boyunca, imalat makinalarının kurulumunda deneyimlere dayanan metotlar uygulandı.

Fabrika ziyaretleri göstermiştir ki, birçok makine nadiren Pazar taleplerine uyan üretimin sabit tarifesinde, yalnızca bir tek kısmı üretmektedir. Eğer tamamlanmış ürün çeşitli kısımlardan oluşuyorsa bu kısımların her birinin üretimi anlatıldığı gibi bir yer alacak ve üretimin bölümü üniteleri organize edip bunların mümkün olan en etkili şekilde kullanılmalarını sağlamak zorunda olacaktır.

Son olarak, yenilik hem ürün hem de imalat seviyelerinde teşebbüs edilmelidir. Esnek imalat fabrikaları üretimin modern bir anlamını teşkil eder fakat atölyenin tasarımı şirkete uyarlanmalıdır ve düşünceleri başka bir yerden kopyalayarak nadiren iyi bir çözüm yolu olarak bulunur

İmalat sisteminin analizi :

Karışık bir sistemin tasarlanmasında herhangi bir metot için uzmanlardan istenen temel şey, tam bir ürünün planlama bölümünden beklenmesidir. Aletleri seçerken bir deliğin çapının önemli olmasına rağmen, imalat metotlarının ayrıntılarına inmek konuyla ilgili değildir.

Maddeleri ürün yapısına dönüştürmek için kullanılan metot “idrak yöntemi” olarak bilinir. Bu yöntem uzunluğu parça türüne göre değişen dört safhadan oluşur.

· İmalat

· Kontrol

· Ürün Nakliyatı

· Depolama, üretim yeri ile depo arasındaki bağlantılar.

Bir ürünün imalatı iki seviyeden meydana gelmektedir : Yöntem ve İşlem.

İmalat yönteminde (Şekil 8.1) istenilen parça yada ürünü elde etmek için bir mantıksal iş serisi uygulanır.

İmalat :

Endüstrileşmenin amacı doğrultusunda imalat için ürünün doğasının bilinmesi gereklidir. Aşağıdaki iki örneği dikkate alırsak ;

Kurşun bileşenlerinin üretiminde geleneksel kum dökümhanesi kullanılır. İşlemin içeriği :

· Kumdan dökme kalıplarının oluşturulması

· Metalin ergitilmesi

· Döküm

· Soğutma

· Şekil verme

· Talaş kaldırma (filing)

· Son delme işlemleri

· Mineleme

· Denetleme

· Paketleme

Tesisatın yenileştirilmesinde şirket vakum dökümü olarak bilinen yeni bir metodu getirmeye karar verir. Uygulanılan yöntem ;

· Kalıpların imalatı

· Metalin ergitilmesi

· Döküm

· Delme islemleri

· Mineleme

· Denetleme

· Paketleme

Bir şirkette threading tool imalatı alışılmış aşamalardan oluşan bir metot kullanılır.

· Pürüzlü yüzeylerin bir öğütücü ile düzeltilmesi

· Bir torna tezgahında başlangıç şekillendirilmesi yapılması

· Isıl işlem

· Electro-discharge machining

· Yüzey bileyici ile dış hatların bitirilişi

· Silindirik bileyici ile çapın bitirilişi

Kalite kontrol :

Analiz süresince kalite kontrol problemi neredeyse daima ayrı bir soru olarak ele alınır. İmalattaki denetim fonksiyonunu dikte eden genel bir kural vardır. Hem yargıç hem de davacı olmak mümkün değildir ve müfettişlerin görevi esasen ürünün kabul veya reddine dayanır.

Kalite güvencesi altında gelişmeyi ilerletecek çeşitli sistemler vardır.

· Otomatik kontrol sistemi: Tabanın görüş açısına göre çalışanın kendini kontrol etmesi en hızlı ve yeterli bir yoldur (veya makinenin kendini kontrol etmesi) Burada iki problem doğuyor; işçi kendine göz yumma eğiliminde olabilir (operatör de hiçbir problem olmamasına rağmen) ve basit olarak operatör hata yapabilir.

İmalattan ayrı olarak tarafsızlığı sağlamak anlamında bu noktalar sıklıkla kalite kontrol fonksiyonuna öncülük eder. Eğer bu problemler bütünüyle yok edilirse otomatik kontrol en iyi çözümden uzak olur ve yüksek seviyede ki verimlilik basit yöntemler tarafından sık sık başarılabilir. Örnek olarak küçük bir micro-switch kullanılarak iki simetrik parçanın birbirine takılırken tam olarak oturup oturmadığı kontrol edilebilir.Bu sistemlerin sık kullanışının fark edilmesi çok şaşırtıcı olabilir. Fakat elle yapılan işlerde hemen hemen hiç kullanılmaz. Operatör hata yaparken makine bunu en aza indirgeyerek gerçekleştirir.

· Sıralı sistem: Oto kontrol mümkün değilse,başka bir yöntem vardır ki bu yöntem herkesin kendisinin işini yapmadan önce bir öncekinin işini kontrol ederek yaptığı iştir. Bu sistemde bir işçi kendi yaptığı işin kontrol edilmesini kendinin aşağılanması ve becerisine güvenilmemesi olarak yorumlayıp kızabilir. Bu yüzden sistemin sonuçları çok güzel olmasına rağmen uygulanmadan önce psikolojik hazırlanma dönemi gerektirebilir.

· Malzemelerde kalite kontrolü: Bu prensip üretim kalitesini etkileyen faktörlerin varlığını tespit etme işlemidir ki esas işlem daha sonra gelir. Örnek olarak şöyle de denebilir; eğer vida ve pulun olup olmadığı yapılacak işlemden önce kontrol edilirse ve vidalama işlemi de doğru olarak yapılırsa işin tam olarak bitirilmesi söz konusu olabilecektir. Bu sistem iyi sonuçlar verecektir, fakat işe teknolojik bakımdan açıdan tam olarak hakimiyet gerektirmektedir. Üretim aşamasında işi kontrol ederek yapmak sonradan kontrol edip ayırmaktan iyidir.

Sonradan kontrol sistemini kullanan batılı üreticilerin aksine Japon üreticiler bu sistemi kullanmaktadırlar. Bu kalite kontrol sistemini uygulamak için felsefeyi tamamen değiştirmek gerekir ki bu da oldukça zordur..fakat bu prensibi kabul ettirdik mi teknolojik çözümler kendiliğinden kolaylıkla gelir. Bu yüzden bu sistem direk operatör olmaksızın makine yapımının en iyi yollarından biri olduğu söylenir.

Nakliye :

Depolama :

Hazır stoklar için ana sebepler ;

- İnter-operation stocks (linked to the organization,yükleme aşaması,synchronization or installation)

- Management-type inter-phase times (makine arızaları,hatalı ürünler,alet değişimi,üretim programında değişiklik,farklı makine kapasiteleri,işlem süresi farkları)

- Safety stocks (complete batch of the product assocşated with aphenemenon other than production)

Üretim üç aşama üzerine kurulabilir ;

1) maximal kapasite

2) minimal kapasite

3) istenen miktar

Dizayn :

Esnek sistemlerin temel özelliği evrensel bir metot kullanmaksızın analiz edilebilememesidir.

Bu tür bir esnek sistem tasarlamak için makinaların kendilerine has bir ailesine karar vermeden önce bütün detaylara sahip olmaya gerek yoktur fakat makinaların mekanik gücü yanında önemli görülmeyen alanlarla ilgili olsa bile mümkün olan bütün bilgiler toplanmalıdır.

Belli başlı bazı değişimlerden sakınmak önemlidir. Bunlardan bazıları;

· Bir işçiyi direk olarak bir robotla değiştirmek

· Üretim sisteminde gelecekte olabilecek birleştirme işlemlerini dikkate almaksızın bir veya daha fazla sayıda makine almak.

· Çevreyle olan etkileşimi hakkında bir rapor olmaksızın otomatik bir sitem kurmak.

· İmalat aletleri ile olan bağlantılarını analiz etmeksizin bir CAD/CAM sistemi ithal etmek.

· Başlıca analitik değerlere yönelik olan bir üretim-yönetim sistemi kurmak ve imalat birimlerindeki eş zamanlı ihtiyaçlara önem vermemek.

· Gelecekte olabilecek gelişmeleri dikkate almaksızın bugünkü ürünleri otomatikleştirme.

Belirleyici faktörler :

Bir esnek imalat sistemi için yapılacak olan proje çalışması geniş bir deneyime sahip bir proje lideri tarafından koordine edilen tam disiplinli bir takım gerektirir.

Her konunun etkisi bütün durumlar için farklı olacaktır fakat hepsi analiz edilmelidir.

Üretim sırası : bir tahlil hala yapılmalı ve kullanım imkanlarının kapasitesinde oluşacak olan düşmelere farklı yöntemler sıkça verilmelidir. Bir esnek imalat sistemindeki bir makinenin bir parçasının değiştirilmesi bir yada iki dakika alırken, alelade bir makinede bu süre birkaç saate kadar çıkabilir özelliklede değiştirilecek parça büyük olduğu zamanlarda bu süre çok uzar. Neticede bu imalat için tamamen farklı bir yapı sunar.

İmalat yöntemi : Bu şimdiki gereksinimlerden daha çok şirketin tarihiyle ilgilidir. İyi bir performans sunsa bile bazen yöntemi bir bütün olarak ele almak gerekir.

Alet ve ekipmanlar : Birçok durumda aletlerin yönetimi kısımların yönetiminden daha karmaşık olduğu için imalatta kullanılan alet ve ekipmanların yüksek bir seviyede standartlaştırılması gereklidir ve esneklik ekipmanların dikkatli bir kontrolünü gerektirir çünkü bu yönlerle bağlı olan dolaylı kazançlar önemli olabilir.

Ara yüzler : Bir sistemin dizaynında en sık ihmal edilen problemlerden biriside arayüzlerin belirlenmesidir. Bir imalat makinesi izole edilmiş bir alet değildir ve üç çeşit ara yüzle birlikte çevresi ile etkileşim içindedir.

- Bilgisayar ara yüzü : Bu birim kontrol sistemi ile alt sistemler arasındaki diyalogu sağlar. Bu tür bir bağlantının ana zorluğu farklı elamanlar arasındaki diyalogu sağlamaktaki zorluklardan kaynaklanır. (mini –micro computer, process controllers, CNC .etc. )

- Elektronik ara yüz : Bir taşınma yada işlev değişikliği yapılmadan önce alt ünitelerin ve çevre birimlerin doğru durumda olup olmadığının kontrol edilmesi çok önemlidir ve transfer komutu bu kontroller tamamlanmadan verilmemelidir. Hem manuel hem de otomatik işlemler için bir taşınmada güvenliğin sağlanmasında sensörler ve elektronik dedektör sistemlerinin kullanılması gerekmektedir. Bilgilerin değiş tokuşu kontrol sistemi ile kontrol edilen elemanlar arasında direk bir kablo bağlantısı ile olmaktadır.

- Mekanik ara yüzler : İki elemanın birbirine bağlanması sırasında üreticilerin sorumluluğu olarak ortaya çıktığı için bu ara yüze çoğu zaman önem verilmez. Makinenin daha kesin bir çalışma pozisyonu gerektirdiği durumlarda bir el kumanda sistemi santimetrenin en yakın değerlerinde yerleştirme yapabilir. Eğer mekanik ara yüzler başlangıçta dikkate alınırsa bu çeşit sorunların üzerinden gelinebilir. Mekanik bağlantıların daha birçok örneği mevcuttur. (ekipmanların kısmı, basınç altındaki aletler vb.) ara yüz sorunları genellikle proje sorumlusunun sorumluluğundadır ve sıkça büyük bir çalışma gerektirir.

İnsan çevresi : Az çok büyük ölçekli projelerde insan çevresini sistem tanıtımında çekme kapasitesi de önemle göz önünde bulundurulmalıdır. Herşeye rağmen an yüksek düzayde bile olsa otomatik sistemler insan yardımı olmadan hala çalışamazlar. Operatörler analiz yaparak sitemler için en uygun ve verimli çalışma durumlarını ayarlarlar. Yüksek derecede otomatikliğe sahip bir elemanda ve birçok manuel ünite sıklıkla bir yardımcı gerektirir ve esnek sistemin fabrikanın diğer kısımlarını rahatsız etmemesini sağlamak için önlemler alınmalıdır. Tecrübenin, seviyesini belirleyeceği için dizayn aşamasında insan çevresini hesaba katmak önemlidir. Eğer şirket uygun bir bünyeye sahip değilse yüksek karmaşıklıkta bir sistem dizaynı gerçek dışı olabilir.Bilgi ve beceri burada işin ve teknik imkanların zorluna bakılmaksızın kalitenin artmasına sebep olur. Bu basit bir problem için birçok farklı çözümün bulunmasına sebep olabilir eğer farklı imalat ünitelerinde kullanılıyorsa

Çalışma metotları

Bu metot özel ve iyi tanımlanmış çalışma metotlarını içerir. Mühendislik yaklaşımı koşulları içinde ifade edilmiş malzemelerin temel farklılıkları vardır.

· Gereksinimlerin tanımı: Bir üretim problemi çözülmeden önce gerekli datalar toplanmış olmalı. Hazırlayıcı safhanın amacı ürünün kimliğini açıklamasını onun gelişmesinde ki nitelik ve nicelikleri tahmin etmektir.

· Fizibilite çalışması: Bu çalışma önemli bir proje de her zaman önde olmalıdır. Amacı; teknik imkanlarla kurmak,baş tercihleri belirlemek, finansal giderleri saptamak veya ayrıntılı kar çalışması planı yapmaktır. Bu kararların maliyeti için önemli bir malzemedir.

· Tanım çalışması

6. Son :

ROBOTLARIN ONCESI VE SONRASI

15 yıl kadar önce bunun gibi bir makalenin peşinde koşuluyordu. O zamanlar robotlar pek rağbetteydi. Üretim ve imalattaki en göz alıcı şeyler bu on yıl içinde oldu.

Robotlar popüler bir imaj yakaladılar, onlar bilim kurgunun gerçeğe dönüşmesiydi. Birçok vatandaş onları görmek için Detroit te yapılan bir teknoloji ve ticaret fuarında toplandı ve arayolları bile doldurdu

Doğal olarak, biz özellikle makine elamanları ile ilgili olan robotlarla ilgileniyorduk. Yükleme ve boşaltma istasyonları veya CNC torna tezgahları bizim dinleyicilerimiz için uygun robotic uygulamalardandı. Bu uygulamalr robotların otomasyonun farklı bir formu oldugunu kanıtlıyorlardı. Robotlar esnektir, tekrar proğramlanabilirler, ünitelerde farklı kısımlarda görev alabilirler. Niçin robotlar küçük işlerde veya aletlerde ve ölümcül risk taşıyan çalışmalarda kullanılmasındı, bugün artık kullanıldığını görebiliyoruz. Bu konudaki gelişmelerin nedenine iyi bir örnek, robot şirketlerinin robotların sahip olduğu pazar payındaki büyük potansiyeli gözden kaçırmamalarıdır.

Fakat ozamanlarda, robotların çalıştığı oldukça gösterişli esnek imalat sistemleri konusu üzerinde durulmaya değerdi. E.İ.S leri üzerinde durulması gereken bir konu olduğu halde, bu sistem robotların ne uygulamalarda ne de ekonomik olarak ilk başlarda hayal edildiği gibi esnek olmadığının bir kanıtıydı. Diğer taraftan, ürünlerin bir yerden başka bir yere transferinin otomatikleştirilmesi uzak değildi ve eklemli bir robot kol elbette teknolojik olarak işlerin üstesinden gelebilirdi. Bizler başlangıçtan beri uzun bir yol katettik ve şimdi atölye ve dükkanların robotlar için hazır olduğu bir yerdeyiz.

Ozamanlardan beri çok şey değişti, ve EDM'nin bügün birçok yere robotlar için hazırlanmasında yardım etmesi ilginçtir. EDM sürekli gözlenilmesine gerek olmayan operasyonlara kullanıcılar kazandırdı. EDM sabit şekil vermeye ve ürünlerin mevki ve yönlerinin kaybolmadan bir operasyondan diğerine taşınmasının geliştirilmesine yardımcı oldu, özellikle tel EDM, kullanıcıları otomasyonun yeni şekilleri konusunda düşünmeye itti. Power supplies, kontrol ve proğramlama sistemi EDM'yi daha ilerisi için yüksek verimli ve kar getiren bir sistem haline getirdi.

1980 lerin başında, robotlarla çalışmak bilinmeyenin sınırlarına doğru büyük bir sıçramaydı, bugün ise görüldüğü gibi robotlarla çalışmak geleceğe doğru atılmış mantıklı bir adımdır.

Kaynaklar :

Tubitak B.T.D Sayıları

Flexible manufacturing sytems in paractice – Roger Bonetto

Robotiğe Giriş – Yrd.Doç.Dr. Şükrü Su

Mark Albert

Sepro Robot Sistemleri

Çeşitli internet adresleri