Beş eklemli çapak alma robotu tasarımı
Five-joint robot arm design
Yazar: HÜSEYİN KARAÇALI
Danışman: PROF. DR. OSMAN PARLAKTUNA
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kontrol ve Kumanda Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Son yıllarda metal malzemelerin üretimi sırasında kullanılan çapak alma işlemleri genellikle el ile yapılmaktadır ve yaklaşık olarak toplam maliyetin %25'ni oluşturmaktadır (Chang, 2005). Bu maliyeti düşürmek ve yapılan çapak alma işlemini belirli bir standartta yapabilmek için çapak temizleme işlemlerinde robot kolu kullanımı artmaktadır. Bu çalışmanın amacı da, set üstü ocaklarda kullanılan döküm demir parçalarının üretiminde, üzerlerinde oluşan çapakları temizleyebilecek bir robot kolu tasarımı yapmaktır. Çapak almayla ilgili literatürdeki önceki çalışmalar incelenmiş, duruma uygun olan yöntemlerden yararlanılmış, çalışmanın özgün kısımları çalışmaya özel olarak uygulanmıştır. Tasarımı yapabilmek için robotların ileri ve ters kinematiği, Jakobiyen matrisi ve robotların dinamiği üzerinde durulmuştur. İleri kinematik ile robotun eklem değişkenleri kullanarak robotun uç noktasının pozisyon ve yönelmesi bulunurken, ters kinematik ile de uç noktasının pozisyon ve yönelmesi bilinirken eklem değişkenlerine ulaşılmaktadır. Jakobiyen matrisi ile eklemlerin hız ve ivmelerinin uç noktasının hız ve ivmesine katkıları incelenmektedir. Robotun dinamik hesaplarıyla da tasarlanan robot kolunun motor seçimi sağlanmıştır. Dinamik hesaplarda gerekli olan parametrelere, robotun Solidworks üzerinde çizimi yapılarak erişilmiştir. Solidworks dinamik hesaplarda gerekli olan, parçaların kütlelerini, kütle merkezlerini ve atalet momentlerini hesaplamada kullanılmıştır. Literatürdeki çalışmalar genellikle robot kolu kontrolü, yörünge planlaması ve ölçüm teknikleriyle ilgiliyken bu çalışmada özgün bir tasarım yapılması ve robotun hareketlerinin yumuşak gerçekleştirmesi amaçlanmıştır.

Abstract:
In recent years, deburring of metal materials used during production is usually carried out by hand and constitutes approximately 25% of the total cost (Chang, 2005). To reduce costs and to make a certain standard deburring, using of the robot arm is increasing in the deburring and cleaning processes. The purpose of this study is to design a new robot arm for deburring and cleaning the burrs on cast iron materials. Previous studies in the literature related to deburring examined. To accomplish the design, forward and inverse kinematics of robots, Jacobian Matrix and dynamics of robots are emphasized. Using the joint variables of the robot, position and orientation of the robot end effector is calculated by forward kinematics. Using known position and orientation of the robot end effector, joint variables are calculated through inverse kinematics. Contributions of speed and acceleration of the joints to the velocity and acceleration of the end effector of are examined by Jacobian Matrix. Selection of the motor for designed robot arm is achieved by dynamic model of robot. The parameters needed for the dynamic calculations were reached by drawing robot on the Solidworks. Solidworks was used to calculate of mass, the centers of mass and the moment of inertia of the parts. Studies in the literature are usually related to robotic arm control, trajectory planning and measurement techniques. This study aimed to perform making an original design and smooth movements of the robot.