Rulmanlı vidalı mil tahrikli robot tasarım ve imalatı
Bearing ball screw driven robot design and manufacturing
Yazar: SAVAŞ KOÇ
Danışman: PROF. DR. CENGİZ DOĞAN
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Rekabet ortamı, üretilen parçanın kalitesine ve uygulanan imalat yöntemine olan ilgiyi artırmaktadır. Ürün artışı; otomasyon, anında ve esnek üretimle gerçekleşebilmektedir. İmalatta robot kullanımı; işçilik ve malzeme giderlerini azaltarak ve üretimde standardı sağlayarak kaliteyi artırmaktadır. Endüstride kullanılan robotların yurtdışından yüksek dövizlerle ithal edilmesi, robotun arızalanması durumunda tamir edilememesi ve yazılımların üretici firmalar tarafından verilmemesi gibi nedenlerden dolayı ülkemizde robot tasarımı ve imalatı yaygınlaşmamıştır. Robot imalatında kullanılan malzemelerin ülkemizde bulunmasına rağmen robotun imal edilmemesi gibi dezavantajları ortadan kaldırmak amacıyla robot tasarım ve imalatına uygun şartlar yaratılmış ve bu alanda çalışmaların yürütülmesi için öncülük edilmiştir. Günümüzde mevcut olan robot uygulamalarında manipülatörlerin hareket ettirilmesinde redüktörlü servo motorlar kullanılmaktadır. Uygulamalarda kullanılan servo motorların atalet momentlerinden kaynaklı geriye çekme, aşağıya doğru düşme ve titreme gibi istenmeyen bazı hareketlerin oluşmasına sebep olmaktadır.   Bu çalışmada, redüktörlerin yerine itme-çekme kuvvetiyle hareketi sağlayan rulmanlı vidalı miller kullanılmıştır. Rulmanlı vidalı mil sisteminin mevcut yöntemlerden maddi olarak daha avantajlı olması ve kullanılan robot parçalarının hareketlerinden kaynaklı olan atalet momentlerinin etkisini azaltarak kontrolde kolaylıklar sağlamaktadır. Ayrıca robot kolunda kullanılan vidalı miller kolların hareketlerini kontrol ederek aşağıya doğru düşmesini engellemektedir. Robot kolların hareketlerini tahrik ettirmek için vidalı millerin kullanımı, robot tasarımında yeni bir kullanım alanı oluşturmaktadır.  Mach3 kontrol kartı,  CNC makinalarında kullanılan kontrol yöntemiyle çalışarak motorlara yol vermektedir. Robotun hareket yörüngesinde çalıştırmak için G kodları oluşturulmaktadır. Kontrol kartından alınan eksen değerler kullanılarak robot kolun hareket edeceği noktalar belirlenerek Mach3 programında oluşturulan makrolar yardımıyla noktaların G kodları yazdırılmaktadır. Kolun bir noktadan bir noktaya hareket etmesini sağlayan yörünge belirlenir. Yörüngede hareket etmesi için G kodları yazdırılarak mach3 programında çalıştırılmaktadır. Böylece ithal edilen robotlara ödenen dövizin %5-10'u kadar cüzi bir fiyatla robot imalatı sağlanarak yurt dışına milli servetin gitmesi engellenmektedir.

Abstract:
Rekabet ortamı, üretilen parçanın kalitesine ve uygulanan imalat yöntemine olan ilgiyi artırmaktadır. Ürün artışı; otomasyon, anında ve esnek üretimle gerçekleşebilmektedir. İmalatta robot kullanımı; işçilik ve malzeme giderlerini azaltarak ve üretimde standardı sağlayarak kaliteyi artırmaktadır. Endüstride kullanılan robotların yurtdışından yüksek dövizlerle ithal edilmesi, robotun arızalanması durumunda tamir edilememesi ve yazılımların üretici firmalar tarafından verilmemesi gibi nedenlerden dolayı ülkemizde robot tasarımı ve imalatı yaygınlaşmamıştır. Robot imalatında kullanılan malzemelerin ülkemizde bulunmasına rağmen robotun imal edilmemesi gibi dezavantajları ortadan kaldırmak amacıyla robot tasarım ve imalatına uygun şartlar yaratılmış ve bu alanda çalışmaların yürütülmesi için öncülük edilmiştir. Günümüzde mevcut olan robot uygulamalarında manipülatörlerin hareket ettirilmesinde redüktörlü servo motorlar kullanılmaktadır. Uygulamalarda kullanılan servo motorların atalet momentlerinden kaynaklı geriye çekme, aşağıya doğru düşme ve titreme gibi istenmeyen bazı hareketlerin oluşmasına sebep olmaktadır.   Bu çalışmada, redüktörlerin yerine itme-çekme kuvvetiyle hareketi sağlayan rulmanlı vidalı miller kullanılmıştır. Rulmanlı vidalı mil sisteminin mevcut yöntemlerden maddi olarak daha avantajlı olması ve kullanılan robot parçalarının hareketlerinden kaynaklı olan atalet momentlerinin etkisini azaltarak kontrolde kolaylıklar sağlamaktadır. Ayrıca robot kolunda kullanılan vidalı miller kolların hareketlerini kontrol ederek aşağıya doğru düşmesini engellemektedir. Robot kolların hareketlerini tahrik ettirmek için vidalı millerin kullanımı, robot tasarımında yeni bir kullanım alanı oluşturmaktadır.  Mach3 kontrol kartı,  CNC makinalarında kullanılan kontrol yöntemiyle çalışarak motorlara yol vermektedir. Robotun hareket yörüngesinde çalıştırmak için G kodları oluşturulmaktadır. Kontrol kartından alınan eksen değerler kullanılarak robot kolun hareket edeceği noktalar belirlenerek Mach3 programında oluşturulan makrolar yardımıyla noktaların G kodları yazdırılmaktadır. Kolun bir noktadan bir noktaya hareket etmesini sağlayan yörünge belirlenir. Yörüngede hareket etmesi için G kodları yazdırılarak mach3 programında çalıştırılmaktadır. Böylece ithal edilen robotlara ödenen dövizin %5-10'u kadar cüzi bir fiyatla robot imalatı sağlanarak yurt dışına milli servetin gitmesi engellenmektedir.