Robotlar 1

Endüstrinin bugün geldiği noktada hassas üretim, montaj ve kritik görevlerde en güvenilir yardımcı robotlardır. 1950 lerden bu yana robot kullanımı hızla artmakta, hatta bazı üretim tesislerinde işçi sayısından daha yüksek sayılara ulaşmıştır.

Bilim kurgudan kaynaklanan alışkanlıklara; robot denilince ilk akla gelen, insan benzeri akıllı makineler olmakla birlikte pratikte durum bu kadar karmaşık değildir.

Bir tanımlama yapmak gerekirse robotlar; önceden tanımlanmış bir ya da daha fazla görevi yerine getirmek için tasarlanmış, temelde bir dizi mekanizmadan oluşan, çeşitli seviyelerde akılla donatılmış yazılımlar kullanarak sensörlerle çevresinden bilgi toplayıp görevini yerine getirebilmek için uygun kararlar alarak uygulayabilen bilgisayar kontrollü makinelerdir.

Bu tanımdan anlaşılacağı üzere robotlar;

1.       Temelde mekanik bir makinedir.

2.       Sensörleri aracılığıyla çevresi hakkında anlık bilgi sağlar.

3.       Çoğu zaman akıl özellikleri taşıyan yazılımlar tarafından denetlenir ve önceden yazılmış bir programı uygulayarak karar verir.

4.       Aktüatörlerini kullanarak görevini yerine getirecek eylemler üretir.

Bugünkü teknolojimiz ve kullanım biçimlerine bakacak olursak; robotları mobil robotlar ve endüstriyel robotlar olarak ikiye ayırmak mümkündür.

1.     Mobil robotlar

Görevlerini yerine getirirken yer değiştirme yeteneğine sahip olan robotlardır. Yer değiştirme değişik sayıda tekerleklerle yapılabileceği gibi tank benzeri paletli tekerlekler, böcek ve hayvan benzeri ayaklarla, hatta sürünme ile de yapılabilir. Bu tür robotlar daha ziyade insanın çalıştırılması yüksek risk taşıyan veya pahalı olan işler veya insanın girmesi mümkün olmayan yerlerde kullanılır.

Mobil robotlar temelde akıllı bir yazılım tarafından kontrol edilmekle birlikte, görevleri sırasında insan müdahalesinin sınırları bakımından farklılıklar gösterir.  Bazı türler tamamen bağımsız olduğu halde anlık insan kumandalarıyla çalıştırılabilenleri de vardır.

Mobil robotların kumanda edilmesi amacıyla iki yöntem kullanılır. Bunlar Teleoperatör ve Otonom kumandalardır.

Teleoperatör robotlar

Robotun kumandası robotun görev yapacağı alan ile kullanıcısı insan arasında telli ya da telsiz bir bağlantı vardır. Robotun kendisinden çevresinden topladığı görüntü, mesafe, sıcaklık ve benzer bilgiler operatör konsoluna aktarılır. Buna bakarak operatör yapılması gereken işlemlere karar verir ve bunları kumanda bilgileri olarak aynı yolla robota gönderir.

Otonom robotlar

Bu robotların daha gelişmiş bir yapay zekâları vardır. Önceden bildirilmiş görevlerini yerine getirmek için topladıkları bilgileri kullanarak ne zaman ne yapacaklarına kendileri karar verirler.

Birçok durumda bu iki kumanda sisteminin bileşimi kullanır. Bir kullanıcı robota aralıklarla kumanda gönderirken kalan zamanda robot otonom olarak çalışır. 

2.     Endüstriyel robotlar

Endüstride özel bir işlemin yapılması amacıyla bir iş istasyonu olarak çalışan sistemlerdir.  Çoğunlukla bir kol ile yapılabilecek işleri yerine getirmek amacıyla tasarlanmış olmakla birlikte birçok çeşitleri bulunmaktadır.    

Endüstriyel robotları sınıflandırmak amacıyla çeşitli ayırt edici özellikleri değerlendirilir. Bunlar aşağıda sıralanmıştır.

2.1. Robotların Mekanik Özelliklerine Göre Sınıflandırılması

Bir robot temelde bir makine olduğuna göre dönel ve ötelemeli çeşitli mekanizmalardan meydana gelir. Mekanizmaları şematik olarak izah edebilmek amacıyla Huang ve Milenkovic'in tanımladığı aşağıdaki semboller kullanılmaktadır.

Robotlar çok sayıda eklemden meydana gelir. Bazı hallerde bir eklemde ötelemeli ve/veya dönmeli birden fazla biçimde hareket imkânı bulunduğundan aynı eklemde birden fazla eklem varmış gibi dikkate alınır. Bu tür karmaşık eklemler daha ziyade işgören mekanizma yani boyama, kesme, taşıma gibi robottan beklenen işi yapan mekanizmaya yakın kısımlarda bulunur.

Bu nedenle robotlar mekanik sınıflandırılmaları yapılırken bağlı bulunduğu sabit zeminden başlayarak ilk üç ekleminin verdiği karakteristik dikkate alınır.

Bir robotun temel görevi işgören mekanizmanın uzayda bir konuma (position) ve bir yönelime (direction, heading) getirilmesidir.

Konum; işgören mekanizmanın ucunun uzayda nerede olduğu bilgisidir.

Yönelim ise; işgören mekanizmanın ucu bu konumdayken kendisinin bu konuma hangi açıdan yaklaşmakta olduğudur.

Bilindiği gibi uzayda bir konumdan bahsederken bir koordinat sistemi esas alınır. Dolayısıyla robotun ilk üç eklemi robotun sınıfını belirleyecek olan koordinat sistemine göre ayarlanmıştır.

Kartezyen robotlar (Cartesian robots)

Kartezyen koordinat sisteminde noktanın yeri P(x, y, z) olarak verilir. Bu noktanın yer değiştirmesi ötelemeli hareket biçiminde gerçekleşir.  O halde, Kartezyen robotlar birbirine dik üç eksende öteleme hareketi yapabilen bir temel mekanizmaya sahiptir. Kartezyen robotların sembolik gösterimi aşağıdaki gibidir.

 

Silindirik robotlar (cylindrical robots)

Hareketler P(q, r, h) verileriyle gösterildiği silindirik koordinat sisteminde q bir açı olduğundan dönmeye, r ve h ise ötelemeye karşılık gelir. Buna göre yapılan robotların da aynı işlemleri yapmaları gerekmektedir. Sembolik gösterilimi ve endüstriyel uygulamaları aşağıdaki gibidir.

 

 

 

 

Küresel Robotlar (spherical robots)

 

Küresel koordinatlarda konum P(q, j, r) ile verildiğine göre, iki dönme ve bir öteleme gerekmektedir.  Bu durumda sembolik gösterilimi aşağıdaki gibi olacaktır.

Scara Robotlar (Scara robots)

Silindirik robotların değişik bir uygulamasıdır.  Yarıçapın değiştirilmesi için yarıçap kolunun ötelenerek uzatılması yerine düşey eksende döndürülen bir dönel eklem eklenmiştir. Bu eklemin döndürülmesi ile düşey hareketi yapan eklem silindir eksenine uzaklığı değiştirilmiş olur.

Scara robotlar daha ziyade hızlı çalışacak ve az yük taşıyacak dozajlama, yerleştirme ve yüzey işleme amacıyla kullanılır.

 

Articulated Robotlar (Articulated Arm)

Küresel robotların öteleme hareketi ile değiştirilen yarıçap kolu yerine Scara robotta olduğu gibi, ancak yatay eksende dönen bir dönel eklem yardımıyla omuzdan uzaklığı belirlenen bir düzen kullanılır.  Sanayide boyama montaj gibi ağır işlerde çoğunlukla kullanılan modeldir.

 

 

Delta Robotlar (Delta robots)

Son yıllarda ortaya çıkan ve yapısındaki basitlik nedeniyle hızlı paketleme işlerinde kullanılan bir robot türüdür. Çalışma alanının üstünde yatay olarak yer alan bir eşkenar üçgenin uçlarına yatay eksende dönecek şekilde yerleştirilmiş dönel eklemlerin aşağı yukarı hareketlendirdiği üç çubuk alt uçlarında yine bir eşkenar üçgenin köşelerinde serbest eklemlerle bir araya toplanmıştır.