Bu yazıda endüstriyel robotların temel tanımı, neden kullanıldıkları, başlıca robot türleri ve farklı uygulamalardaki kullanım özellikleri ele alınmaktadır.

İçerik, Tevfik Akkuş tarafından hazırlanan “Industrial Robots / Endüstriyel Robotlar” başlıklı 18 slaytlık sunum temel alınarak WordPress için okunabilir teknik makale formatında düzenlenmiştir.

Not: Aşağıdaki görseller sunumdaki 18 slaydın yüksek çözünürlüklü SlideShare CDN sürümlerine bağlanmıştır.

Endüstriyel Robot Nedir?

Endüstriyel robotlar; otomatik kontrollü, yeniden programlanabilir ve çok amaçlı manipülatörlerdir. Sabit veya hareketli olabilirler ve endüstriyel uygulamalarda farklı görevleri gerçekleştirmek üzere üç veya daha fazla programlanabilir eksene sahip olabilirler.

Bu yapı sayesinde robotlar; taşıma, montaj, kaynak, boya, paketleme ve benzeri tekrarlı veya hassas operasyonlarda kullanılabilir.

Neden Endüstriyel Robot Kullanılır?

Endüstriyel robotların tercih edilmesinin temel nedenleri arasında üretim kapasitesini artırmak, kesintisiz çalışma sağlamak, tekrarlı işleri otomatikleştirmek ve insan kaynağını daha verimli kullanmak yer alır.

Robotlar ayrıca tehlikeli ortamlarda çalışan personelin riskini azaltabilir, yüksek taşıma kapasitesi sunabilir, hızlı ve tekrarlanabilir hareketler gerçekleştirebilir ve insan kaynaklı işlem hatalarının azaltılmasına yardımcı olabilir.

İnsan Kolu ve Robot Kolu Benzerliği

Mafsallı endüstriyel robotların yapısı, insan kolunun omuz, dirsek ve bilek hareketlerini taklit edecek şekilde tasarlanmıştır. Farklı eklemler ve eksenler sayesinde robot uç elemanı belirli bir çalışma hacmi içerisinde konumlandırılabilir ve yönlendirilebilir.

Robotun mekanik yapısı, sahip olduğu serbestlik derecesi ve eklem tipi; ulaşabileceği noktaları ve gerçekleştirebileceği hareketleri doğrudan belirler.

Başlıca Endüstriyel Robot Türleri

Endüstriyel robotlar mekanik yapılarına ve çalışma alanlarına göre farklı sınıflara ayrılır. Sunumda altı temel robot tipi ele alınmaktadır:

Kartezyen robotlar, silindirik robotlar, küresel veya polar robotlar, SCARA robotlar, Delta veya paralel robotlar ve çok eksenli mafsallı robotlar.

Her robot tipi; hız, erişim alanı, yük taşıma kapasitesi, hassasiyet ve uygulama türü açısından farklı avantajlara sahiptir.

Kartezyen Robotlar

Kartezyen robotlar X, Y ve Z eksenlerinde doğrusal hareket gerçekleştirir. Mekanik yapıları görece basittir ve bu nedenle hareket planlama ile kinematik hesaplamaları kolaydır.

Geniş çalışma alanlarında parça taşıma, paletleme, CNC besleme ve büyük nesnelerin kaldırılması gibi uygulamalarda tercih edilebilirler.

Silindirik Robotlar

Silindirik robotlar, kendi ekseni etrafında dönebilen bir gövde ile doğrusal hareket yapan eksenlerin birleşiminden oluşur. Çalışma alanları silindirik geometriye yakındır.

Kaynak, boya, montaj ve pick & place gibi işlemlerde kullanılabilirler.

Küresel veya Polar Robotlar

Küresel robotlarda genellikle iki döner eksen ile bir doğrusal eksen birlikte çalışır. Bu mekanik yapı robotun küresel veya kutupsal bir çalışma hacmine sahip olmasını sağlar.

Kaynak, boya ve montaj gibi uygulamalarda kullanılabilecek robot türlerinden biridir.

SCARA Robotlar

SCARA robotlar özellikle yüksek hızlı montaj ve pick & place işlemleri için yaygın olarak kullanılır. Yatay düzlemde hareket sağlayan döner eklemler ve dikey yönde çalışan doğrusal eksen sayesinde hızlı ve hassas operasyon gerçekleştirebilirler.

Hafif parçaların taşınması, elektronik montaj, paketleme ve seri üretim hatlarında sık kullanılan robot tiplerinden biridir.

Delta veya Paralel Robotlar

Delta robotlar paralel kinematik yapılarıyla diğer robot türlerinden ayrılır. Birden fazla kol, uç efektör üzerinde birleşir ve motorların senkronize hareketiyle uç eleman X, Y ve Z koordinatlarında çok hızlı hareket ettirilir.

Düşük kütleli ürünlerin yüksek hızda seçilip taşınması gereken pick & place, gıda paketleme ve sınıflandırma uygulamalarında oldukça avantajlıdır.

Çok Eksenli Mafsallı Robotlar

Çok eksenli mafsallı robotlar, insan kolunun hareket kabiliyetine en yakın endüstriyel robot türlerinden biridir. Birden fazla döner eklem sayesinde karmaşık çalışma hacimlerine ulaşabilirler.

Kaynak, boya, ağır montaj, makine besleme, malzeme taşıma ve birçok otomasyon uygulamasında yaygın şekilde kullanılırlar. Yüksek hareket kabiliyeti sunmalarına karşılık kinematik yapıları ve programlama süreçleri daha karmaşık olabilir.

Robot Türlerinin Karşılaştırılması

Robot seçimi yapılırken yalnızca robotun tipi değil; çalışma alanı, eksen sayısı, taşıma kapasitesi, hız, hassasiyet, çevrim süresi ve uygulama gereksinimleri birlikte değerlendirilmelidir.

Örneğin yüksek hızlı hafif parça taşıma için Delta veya SCARA robotlar avantajlı olabilirken, karmaşık kaynak ve montaj uygulamalarında çok eksenli mafsallı robotlar daha uygun olabilir.

Endüstriyel Robot Üreticileri

Dünya genelinde endüstriyel robot pazarında farklı robot türlerine odaklanan birçok üretici bulunmaktadır. Sunumda KUKA, FANUC, ABB, Yaskawa Motoman, Mitsubishi, Stäubli, Epson, Yamaha, Comau, Janome ve Adept gibi markalara yer verilmektedir.

Üreticilerin ürün gamları; hafif yük robotlarından yüzlerce kilogram taşıma kapasitesine sahip ağır hizmet robotlarına kadar geniş bir aralıkta değişmektedir.

Kaynaklar ve Genel Değerlendirme

Endüstriyel robot teknolojileri sürekli gelişmekte; daha hızlı, hassas, güvenli ve kolay programlanabilir robot sistemleri üretim hatlarında giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Doğru robot tipinin seçilmesi için yalnızca robotun taşıma kapasitesine değil, erişim mesafesine, çevrim süresine, proses tipine, güvenlik gereksinimlerine ve sistem entegrasyonuna da dikkat edilmelidir.