Endüstriyel robot sistemlerindeki teknolojik gelişmeler, robot-insan etkileşimi alanında ilerlemeyi de beraberinde getiriyor. Esasen endüstriyel robotların hikâyesinin başlangıcı tek bir robot kolunun patenti için yapılan başvuruyla başlıyor. George Charles Devol, 1954 yılında bir endüstriyel robot kolu icat ediyor ve patentini alıyor. Birkaç yıl sonra da Devol ve girişimci Joseph F. Engelberger, ‘Unimation’ isimli şirketi kuruyor.
Devol, 1961 yılında General Motors'a gönderilen robotik ‘Unimate'i tanıtıyor. General Motors, bu robotu ilk olarak araba gövdelerinin basınçlı döküm işlemi ve punta kaynağı için kullanıyor. General Motors faydasını görmüş olacak 66 Unimate daha satın alıyor. Ford ve Chreysler şirketleri de rekabetten geri kalmamak için endüstriyel robotlar ile ilgilenmeye başlıyor. Tüm otomotiv sektörünün giderek artan ilgisi ve süregelen yatırımları sonrası endüstriyel robotun aydınlık geleceği şekilleniyor.
Endüstriyel robot çeşitleri
İş birlikçi robotlar
İş birlikçi robotlar, diğer adlarıyla cobot’lar, güvenli bir çalışma ortamında insan-robot etkileşimini sağlar. İnsan iş arkadaşıları ile birlikte güvenli bir biçimde çalışmak için tasarlanmışlardır. Dolayısıyla cobot'lar çalışanların yerini alamaz. Çalışanlar tarafından bir alet gibi kullanılır. İş birlikçi robotların teknolojisi insan ile robot arasındaki bir güvenlik bariyerine olan ihtiyacı tamamen ortadan kaldırır. Çalışanlar elle rehberlik eder ve cobot hareketi kopyalar. Standart bir cobot, 15 kg'a kadar yük taşıyabilir. Bu robotlar, alma ve yerleştirme, montaj gibi çeşitli uygulamalara sahip olsa da genellikle ağır hizmet uygulamaları veya çok yüksek hızlı görevlerde kullanılamaz.
Eklemli robotlar
Eklemli robotların dönel eklemleri bulunur. Eklemler elektrik motorları da dahil olmak üzere pek çok çeşitli yöntemle hareket ettirilebilir. Hareketi ve tasarımı bir insan kolunu andıran eklemli robotlarda, her eklem bir eksen olarak kabul edilir. Bir robotun eklem sayısı ne kadar fazlaysa, hareket aralığı o kadar genişler. Eklemli robotlar, esnek olsa da engellerden kaçma konusunda sınırlı kalır. Ulaşılması zor yerlerde kullanılabilmesi bu robotları otomotiv endüstrisi için iyi bir aday haline getirir.
Kartezyen (Portal) robotlar
Üç eksende, yani ileri ve geri, yukarı ve aşağı, yandan yana hareket ederler. Doğrusal hareketler için Kartezyen Koordinat sistemini kullanırlar. Her üç eklem de prizmatiktir, bu nedenle hareket doğrusal olmakla sınırlı kalır. Kartezyen robotlar esas olarak CNC işleme ve 3B baskı için kullanılır. Aynı zamanda parçaların boyutunda bir sınırlama olmaksızın montaj veya alma ve yerleştirme uygulamalarında da kullanıma müsaittir. Ancak en önemlisi Portal Robotlar sabittir. Bir portal robot üzerine çalışılacak parçaya gidemez; parça portal robotuna getirilmelidir.
SCARA robotları
SCARA robotlarının adı, Selective Compliance Assembly Robotic Arm kelimelerinin baş harflerinden oluşur. Yani seçimlere uyan montaj robot kolu da denebilir. Bu robot 1970'ten sonra Japon Endüstriyel Konsorsiyomu ve bir grup araştırmacı tarafından Japonya’da Yamanashi Üniversitesi’nde geliştirilmiş. Scara tipi robot, çok yüksek hızlara, en iyi tekrarlama kabiliyetine, yüksek hassasiyet ve doğruluk oranlarına sahiptir. Üç eksende hareket ettikleri için kartezyen robotlara benzer, ancak aynı zamanda dönebilirler de. Hızlı ve esnek olsalar da kartezyen robotlardan daha dayanıklıdırlar.
Polar (Küresel) robotlar
Polar ya da küresel robotlar, iki rotasyonel eklem ve bir doğrusal eklemin birleşiminden oluşur. Tasarımları sayesinde küresel şekilli bir çalışma alanı ortaya çıkar. Polar robotlar diğer robotlarla uyumsuzdur. Polar robotlar genellikle montaj uygulamaları, punto kaynağı, boyama, enjeksiyon ve kalıplama için kullanılır.
Delta robotlar
Delta robotlar üç koldan oluşur. Bu kollar eş zamanlı prizmatik veya döner bağlantılara sahiptir. Bu tasarımın yararı yüksek hızlanma ve hız kabiliyetine imkân sağlamasıdır. Bununla birlikte, tipik olarak 8 kg'ın altında düşük bir taşıma kapasitesine sahiptirler. Bu tasarım, yüksek hızda ve hassas çalışmaya olanak sağlar ve bu nedenle Delta robotları öncelikle alma ve yerleştirme uygulamalarında kullanılır.
Silindirik robotlar
Silindirik robotlar, tabana sabitlenen en azından bir döner mafsala ve en az bir prizmatik ekleme sahiptir. Bu tasarım, silindirik şekilli bir çalışma alanına ihtiyaç duyar ve bu nedenle onları sadece iki derecelik serbestlikle sınırlar. Bu nedenle faaliyet gösterebilecekleri alan sınırlıdır. Silindirik robotlar tipik olarak dar çalışma alanlarında kullanılır. Taşlama, montaj, punta kaynağı uygulamaları sırasında silindirik robotlardan yararlanılır.
Endüstriyel robotların sağladığı faydalar
Uluslararası Robotik Federasyonu’nun hazırladığı 2020 raporuna göre dünya genelinde fabrikalarda kullanılan robot sayısı yüzde 12 oranında artarak 2.7 milyona ulaştı. Günümüzün endüstriyel robot pazarı ise yaklaşık 42 milyar dolar değerinde. Bu robotların fabrikalara ne gibi faydaları var bir bakalım.
Çalışma saatlerinde ve verimlilikte artış: Bir iş gününde çalışan insanlar doğal olarak mola verme ihtiyacı duyar. Oysa robotlar yorulmaz ve 7/24 çalışabilir. Ortalama olarak, bir üretim hattının çıktısında yüzde 40'a varan bir artış sağlar. Endüstriyel robotlar, verilen işi yüksek doğrulukla gerçekleştirmek için tasarlanır. Dolayısıyla belirli görevleri insanlardan daha hızlı ve daha verimli bitirir. Zaman ve kaynak gerektiren süreçleri otomatikleştirirler ve üretim hatlarının verimliliğini artırırlar.
Kalite standardı yükselişi: Endüstriyel robotlar hatasız çalışacaklarından daha yüksek kalitede ürünlere imza atabilir. Bu da kalite kontrol için gereken süreyi minimuma indirir ve kalite standartlarına uyum ile standartta tutarlılık sağlar.
Gelişmiş çalışma ortamı: Bazı görevler, insanların gerçekleştiremeyeceği kadar tehlikeli, zahmetli veya tekrarlayıcı olabilir. Bu nedenle insanların yerine robotlar bu görevleri yerine getirebilir. Endüstriyel robotlar sayesinde, fabrikalarda ve üretim tesislerinde güvenlik kadar çalışma koşulları da büyük ölçüde iyileştirilebilir.
Artan kârlılık ve prestij: İşletmelerde kullanılan endüstriyel robotlar, üretim sürecinin verimliliğini artırarak süreci tamamlamak için gereken kaynak ve zamanı azaltır. Aynı zamanda daha yüksek kaliteli ürünler elde ederek ürün başına daha düşük maliyetle daha yüksek kârlılık sağlayabilir. Robotlar, bir pazarlama aracı olarak kullanıldığında marka imajınızı güçlendirir.
Endüstriyel robotların dezavantajları
- Artı yönlerinin yanında dezavantajları da olan endüstriyel robotlar, yüksek bir sermaye maliyetine neden olabilir.
- Düşünemez ve yalnızca kendisine öğretilen cisimleri görebilir. Yine kendisine öğretilenleri yapabildiğinden hareketleri kısıtlıdır.
- Boşa geçen bakım ve onarım zamanları söz konusudur.
- Endüstriyel robotların ilk kurulumu, diğer tüm teknoloji türlerinde olduğu gibi çok fazla eğitim ve uzmanlık gerektirir. Robotun orijinal entegrasyonu için deneyimli otomasyon şirketlerinin yardımı gerekir.
- Endüstriyel robotik sistemin başarısı veya başarısızlığı çevredeki sistemlerin ne kadar iyi entegre edildiğine bağlıdır.
Sonuç olarak, sektörler endüstriyel robotları daha fazla kullanmaya başladıkça, robotların gelişimi ve sağladığı faydalarda da artış görülmeye devam edecek gibi. Yapay zekânın gücüyle günbegün yenilenen endüstriyel robotlar, önümüzdeki yıllarda daha önemli görevlerde rol alacağa benziyor.
KAYNAKLAR
spectrum.ieee.org
Fuller, J.L. Robotics Introduction, Programming and Projects, McMillian Publishing Co. New York, 1991
entes.com.tr
