Endüstriyel uygulamalar için döner tablalı boyama robot kol tasarımı ve imalatı
Design and manufacturing of turnable painting robot arm for industrial applications
Yazar: MEHMET ARİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF BAŞOĞUL
Adıyaman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Döner tabla = Turntable ; Endüstriyel uygulamalar = Industrial applications ; Robotik = Robotics ; Sprey boyama = Spray painting

Özet:
Bu çalışmada, endüstriyel olarak seri üretimi yapılan ürünlerin dekoratif veya korozyona karşı koruma amaçlı boyama işleminde işçi hatalarını ortadan kaldırmak ve ürün çıktılarını belli standartlara sahip olmasını sağlamak amacıyla döner tablalı, toplamda altı serbestlik dereceli (6DoF) robot kol tasarım ve imalatı yapılmıştır. Robot kolun ileri ve ters kinematik analizlerinde Denavit-Hartenberg yönteminden faydalanılmıştır. Robot kolun tasarım ve imalatında iç yapısında kendine ait sürücü devresine sahip servo motorlar kullanılmıştır. Böylelikle robot kolun istenilen konuma gitmesini sağlayan geri bildirimi servo motor sürücüsü aracılığıyla sağlanmıştır. Motorların hareketleri Arduino Uno mikroişlemcisi kullanılarak sağlanmıştır. Servo motorların kontrolü PWM (sinyal genişlik modülasyonu) sinyalleri kullanılarak elde edildiği için servo motorlar Arduino Uno'nun PWM pinlerine bağlanarak eksen hareketleri sağlanmıştır. Endüstriyel olarak üretilen ürünlerde çeşitlilik çok fazla olduğudan ürünlerin boyanmasında robot kolun boyama işlemine uyum sağlayabilmesi için Arduino IDE'de robot kolun hareket yörüngesini, öğren ve uygula şeklindeki alt iki program aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Öğrenme işlemi boyanacak ilk ürünün uygulama operatörünün kumanda kolu yardımıyla yapılan hareketlerinin kayıt edilmesiyle gerçekleştirilir. Kayıt edilen hareket yörüngesi sonraki ürünlere uygulanarak boyama işlemi gerçekleştirilir. Bu robot kolla boyama özelinde iki işlemin kolaylaştırılması sağlanmıştır. Birincisi döner tabla kullanılarak boyanacak ürünün döndürülme işlemi tabla aracılığıyla gerçekleştirilerek, böylelikle ürünün arka yüzüne erişimin kolaylaşması sağlanmıştır. İkincisi ise ürün değiştiğinde, yeni ürün için operatörün sadece bir ürünü boyayarak hareket yörüngesinin elde edebilmesidir. Böylelikle operatörün kod yazma gibi karmaşık bir işlemi yapmasına ihtiyaç duymaması sağlanmıştır.

Abstract:
In this study, a total of six degrees of freedom (6DoF) robot arm with a rotary table was designed and manufactured in order to eliminate worker errors in the decorative or corrosion protection paint process of industrial mass-produced products and to ensure that the product outputs have certain standards. Denavit-Hartenberg method was used in the forward and inverse kinematic analysis of the robot arm. In the design and manufacture of the robot arm, servo motors with its own driver circuit are used in its internal structure. Thus, the feedback that enables the robot arm to go to the desired position is provided by the servo motor driver. The movements of the motors are provided by using Arduino Uno microprocessor. Since the control of servo motors is achieved by using PWM (signal width modulation) signals, axis movements are provided by connecting servo motors to PWM pins of Arduino Uno. Since there is a lot of variety in industrially produced products, the robot arm's trajectory of motion in the Arduino IDE has been realized through two sub-programs as learn and apply, so that the robot arm can adapt to the painting process in painting the products. The learning process was carried out by recording the movements of the application operator of the first product to be painted with the help of joysticks. The dyeing process was carried out by applying the recorded motion trajectory to the next products. Two processes are facilitated for painting with this robot arm. First, the product to be dyed is rotated using a rotary table, thus facilitating access to the back of the product. The second is that when the product changes, the operator can obtain the trajectory of movement for the new product by painting only one product. Thus, it is ensured that the operator does not need to perform a complex operation such as writing code.