Otomotiv endüstrisinde nokta direnç kaynağının endüstriyel robot ile tahribatsız muayenesi
Non-destructive test of spot welding with industrial robot in automoti̇ve industry
Yazar: CENGİZ DENİZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ÇAKIR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Direkt kinematik = Direct kinematics ; Endüstriyel robotlar = Industrial robots ; Ters kinematik = Inverse kinematics

Özet:
Bu tez çalışmasında, otomotiv endüstrisinde nokta direnç kaynak işleminin kalite kontrolünde kullanılan ve tahribatsız yöntemlerden en yaygın olan ultrasonik kontrol prosesinin robot yardımı ile gerçekleştirilmesi için gerekli olan platform tasarlanmış ve sunulmuştur. Tasarlanan platformda başta robot, kamera ve PLC (Programlanabilir Mantıksal Denetleyici) gibi sistem bileşenleri için ilişkisel koordinat dönüşümleri, kinematik bağıntıları ve kontrol algoritmaları ortaya konulmuştur. Özellikle robotun uç işlevcisi (end effector) üzerindeki kamera (Hand-Eye) sistemi için robotun çalışma uzayında yönlendirilmesi gereken ilgili hedef noktanın konum ve oryantasyonu en doğru şekilde bulmak adına yapılması gereken kamera kalibrasyonu için yeni bir öneri ortaya konulmuştur. Geliştirilen bu yöntem sayesinde otomotiv endüstrisinin tamamında manuel olarak operatörler tarafından gerçekleştirilen ultrasonik kontrol tahribatsız muayenesinin tamamen otomatik olarak endüstriyel robot ile yapılması hedeflenmiştir. Diğer bir tahribatsız kontrol yöntemi olan görsel muayene işleminde yine robot üzerinde yer alan kamera yardımı ile nasıl gerçekleştirilebileceği sistematik olarak sunulmuştur.
Ayrıca bu tez çalışması sayesinde robot eğitimi ve uygulamaları alanında temel ihtiyaç haline gelen offline (çevrimdışı) robot platformu için C++ programlama dilinde ve Fox ToolKit kütüphanesi kullanılarak bir yazılımda geliştirilmiştir. Bu yazılım sayesinde, endüstride ve mühendislik eğitiminde endüstriyel robotlar ile ilgili konuların robot marka ve modelinden bağımsız bir şekilde ve her marka ve modelinin ölçülerini sağlayacak başta programlama, kinematik, çalışma uzayı, robot-kamera uygulamaları ve PLC sistemleri ile olan bağlantıların nasıl yapılabileceği sunulmuştur.

Abstract:
In this thesis study, the platform required for the ultrasonic control process, which is the most common non-destructive method used in quality control of point resistance welding process in the automotive industry, is realized with industrial robot is designed and presented. In the designed platform, relational coordinate transformations, kinematic relations and control algorithms for system components such as robot, camera and PLC (Programmable Logic Controller) are presented. In particular, a new proposal has been put forward for camera calibration for the camera (Hand-Eye) system on the end effector of the robot, which needs to be guided in the working space, in order to find the most accurate position and orientation of the target point. Thanks to the developed method, it is aimed to make the ultrasonic control nondestructive inspection, which is carried out manually by the operators in the automotive industry, completely automatically with the industrial robot. It is also presented that the visual inspection process, which is another non-destructive control method, is realized by the camera on the robot.
Thanks to this thesis work, it has also been developed in a software using the C ++ programming language and the Fox ToolKit library for the offline robot platform which has become a basic necessity in robot education and applications. Programming, kinematics, workspace, robot-camera applications and PLC systems are presented in detail, which will provide all brands and models independently of robot brand and model of industrial robots in industrial and engineering education with developed software platform.