Taşınabilir ölçüm cihazlarında kontrol sistemi tasarımı ve bu cihazların ölçüm karakteristiklerinin alışılmış sistemler ile karşılaştırılması
Designing of control system of portable measurement machines and comparing of their measurement properties with conventional methods
Yazar: CEM YURCİ
Danışman: PROF. DR. NUMAN DURAKBAŞA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Alışılmış temel ölçüm enstrümanlarından kumpas ve mikrometreler genellikle çap, uzunluk ve genişlik vb. basit geometrik ölçümlerin gerçekleştirilmesinde kullanılmaktadır. Bu aletlerin karmaşık geometrili parçaların ölçümlerinde kullanılması oldukça sınırlı kalmaktadır. Söz konusu aletler yapılan ölçümlerin parçanın CAD datası ile karşılaştırmasına da izin vermemektedir. Aynı zamanda, insan hatalarına karşı oldukça açık olup farklı veriler sağlayan sonuçlar üretmesi mümkün değildir.Koordinat Ölçüm Makinalarının kullanımı ile yukarıda belirtilmiş olan güçlükler aşılabilmektedir. Fakat bu kez de birtakım sınırlayıcı koşullar ile karşılaşılmaktadır. Söz konusu koşullar, klimatize ortamın ve ölçülecek objenin mutlaka taşınıp tabla üzerine yüklenmesinin sağlanması vb. çoğu kez yerine getirilmesi çok zor veya imkansız olabilen durumlar yaratmaktadır. İşte, bu tezin konusunu oluşturan Mafsal Kollu Ölçüm Cihazları (Articulated Arms) bu gibi sebeplerle ortaya çıkmıştır. Söz konusu cihazların kullanımı ile bu zorluklar aşılmakla birlikte, yapılan uygulamalarda uygun konuşlandırma, çevre koşullarından mümkün olduğunca soyutlama ve referans alma vb. hususlarda dikkat ve özen gösterilmesi çok önemlidir. Operatörün sahip olduğu deneyimin de ayrı bir önemi vardır.Mafsal Kollu Ölçüm Cihazlarının sağlamakta oldukları önemli avantajlar dolayısıyla özellikle makina imalat sektöründe yaygınlaşmağa başladığı görülmektedir. Bunları tasarlayıp imal eden firmalar, her geçen gün yeni geliştirmelere yer vermek suretiyle bu pratik ölçüm enstrümanlarının kullanımını daha cazip kılmağa çalışmaktadır. Alınan sonuçlar da bunu doğruladığından ve Ülkemizin Makina ve Tezgah İmalat Sanayii sürekli gelişim gösterdiğinden, bunların kontrollarını yapacak olan söz konusu cihazların üzerinde çalışma yapılmasının gerektiği düşünülmüştür.Tez çalışmasının öngörülme gerekçesi yukarıda açıklanmış bulunmaktadır. Bu çalışmayı yaparken aşağıdaki aşamaların gerçekleştirilmesi planlanmış bulunmaktadır.1)Mafsal Kollu Ölçüm Cihazlarının çalışma prensiplerinin incelenmesi2)Anılan cihazların kullanımına yönelik araştırma ve ölçüm uygulamaları yapılması3)Bu cihazlara alternatif konumunda olan CMM ölçüm ve Lazer Ölçüm ile benzer ölçümler yapılarak, aralarındaki farkların uygulamanın içinde saptanması4)Bir Mafsal Kollu Ölçüm Cihazı seçilerek bunun tasarımı için gerekli verilerin toplanması; mekanik aksamın tasarlanması5)Anılan cihazın hareketlerinin ve sınırlarının belirlenmesi6)Hareket matrislerinin ve fonksiyonlarının çıkarılması7)Oluşturulan arayüz vasıtasıyla, tasarlanan sanal cihaz üzerinde varsayılan hareket inputları girilmesi suretiyle ölçüm sonuçlarının alınması8)Sonuçların topluca değerlendirilmesiYukarıdaki plan dahilinde yapılmış olan çalışmaların sonunda, Ülke Sanayiinin ihracatının artmasi açısından anılan cihazların kullanımının teşvik edilmesinde yararlar olduğu görülmüştür. Aynı zamanda, üzerinde daha ileri çalışmalar yapıldığı takdirde, bunların yazılımlarının geliştirilebileceği ve imalatlarında mesafe alınabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Conventional basic measurement devices such as a callipersor a micrometer are used for simple geometrical measurements; for example a diameter, a length or a width. But, these tools can?t be employed for the measurement of complex parts. They also can?t compare the measurement result with CAD data. In addition, they can be affected easily by operator errors.The problems, mentioned above, can be solved with using of Coordinate Measuring Machine(CMM). But this method has some obstacles, too. Especially providing of a well conditioned testing environment, carrying of big parts to table and mounting of them are the difficulties of CMMs. The subject of this thesis, that is the Articulated Arms, is generated because of these problems. Besides, by the applications of these arms, well positioning, abstracting from environmental conditions and referencing are important. The experience and skill of the operator have an additional importance, too.Due to the important advantages of articulated arms, their usage has become widespread in the machine manufacturing field. In the recent years, the designer firms of these arms are developing new features which make them more popular. Because of the important conclusions and the continuous development of our country?s machine manufacturing sector, the researching of articulated arms has been selected as the subject.The aim of this thesis has been explained, above. The phases of this work are planned and shown, below.1)Investigation of working principles of articulated arm CMMs2)The researching of the usage of these machines and making of measurement applications3)Determining of the differences between these devices and conventional CMMs and Laser Trackers4)Selecting of an articulated arm and collecting the data which are necessary for the designing of their mechanical elements5)Determining of their movements and their limits6)Generating of kinematical matrices and equations7)Designing of an interface and so, getting of measurement results after giving data values as an input8)Evaluating of all resultsAfter working which has been made according to the plan, above, for the rising of our country?s industrial exportation, these articulated arms have to be employed widely. Besides, in the future, new software and manufacturing features can be added to their designs.