Mecanum tekerlekli robot ile otomatik depolama ve boşaltma sistemi prototipinin tasarımı ve üretimi
Desi̇gn and manufacture of automated storage and retri̇eval system prototype wi̇th mecanum wheeled robot
Yazar: RECEP ÖZYURT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMİL KÖZKURT
Bandırma Onyedi Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Akıllı Ulaşım Sistemleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Akıllı Ulaşım Sistemleri ve Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Arduino etkinlikleri = Arduino activities ; Denetim = Control ; Otomatik depolama ve geri alma sistemleri = Automated storage and retrieval system ; Tekerlekler = Wheels ; Yazılım = Software

Özet:
Depolama ve boşaltma işlemlerinde iki çözüm yolu bulunmaktadır. Bunlardan biri insan müdahalesinin çok olduğu geleneksel depolar diğeri ise insan müdahalesinin az olduğu otomatik çözümler sunan Otomatik Depolama ve Boşaltma Sistemleri (ODBS)'dir.
ODBS, bünyesinde teknolojik olarak gelişmiş robotlar ve bu robotların hareket edebileceği zemin ve uyum sağlayabileceği depo tasarımına ihtiyacı vardır. Bu sistemlere sahip olabilmek için genellikle geleneksel depoları tamamen değiştirmek gereklidir. Günümüzde bu ihtiyaçları karşılayan sistemlerin ilk kurulum maliyetleri yüksektir. Geleneksel depo çözümleri ise oldukça yavaş ve güvenlik açısından risklidir. Manuel forkliftin ürünü depolayıp boşaltabilmesi için forklift ve çatal uzunluğunun toplam uzunluğu kadar raf genişliği olması gereklidir.
Bu tez çalışması kapsamında ilk kurulum maliyeti düşük olan ve depolardaki gereksiz boşlukları minimuma indiren, piyasada en sık kullanılan tek derinlikli depo sistemine uygun ODBS robotu tasarlanmış ve bir prototipi üretilmiştir. Robotun sahip olduğu mecanum tekerlekler ile yatayda 8 lineer hareket ve kendi ekseni etrafında dönebilme kabiliyetlerine sahiptir. Kendi ekseni etrafında dönebilme kabiliyetinden dolayı konumunu değiştirmeden sola ve sağa dönebilmektedir. Manuel forkliftler gibi ürünü önden değil, sahip olduğu özgün tasarımı ile sağ ve sol tarafından ürünü rafa koyup alma işlemini yapabilmektedir. Bundan dolayı koridorda ilerleyen robotun sadece rafa yanaşma işlemiyle dönmeye ihtiyaç duymadan ürünü depolayıp boşaltabilmektedir. Dikey hareketini robotun tasarımında sahip olduğu üst rafalar erişim sağlayan asansör sistemi ile gerçekleştirmektedir. Prototipi üretilen ODBS robotunun kontrolü, yazılım temelli geliştirilen sistem ATmega2560 tabanlı bir mikro denetleyici olan Arduino Mega kartı ile yapılmaktadır. Kullanılan diğer ODBS'lere göre daha az enerji kullanmaktadır. Enerji tüketiminin düşük olması ile Enerji Verimliliği Kanunu'na uygundur.
Bu robotun, tek derinlikli geleneksel depolara uygun yapısı ile piyasada ODBS ihtiyacı olup ilk kurulum maliyeti nedeniyle ODBS kuramayan firmaların ihtiyacına tam uygun bir çözümdür. Geliştirilen bu sistem ile birlikte geleneksel depolar az maliyet ile ODBS'ye dönüşmektedir. 
Bu tez çalışmasının 1. aşaması olan giriş kısmında tez kapsamında yapılan araştırmanın amacı, önemi, kısımları ve kapsamı değerlendirilmiştir. 2. kısımda ODBS tanımı yapılıp, ODBS'leri oluşturan temel bileşenler tanıtılmıştır. 3. kısımda ODBS türleri hakkında geniş literatür taraması yapılıp sınıflara ayrılarak tanıtılmıştır. 4. kısımda geliştirilen sistem hakkında detaylı bilgi verilip özgün yönü vurgulanmıştır. Geliştirilen robotta kullanılan malzemeler tanıtılıp neden kullanıldığı hakkında bilgiler detaylı olarak incelenmiştir. 5. kısımda ise günümüz ODBS'leri hakkında avantaj ve dezavantajları ile birlikte genel bir değerlendirme yapılmıştır. Geliştirilen sistemin günümüz ODBS çözümlerine katkıları vurgulanıp, bundan sonraki çalışmalarda neler yapılabilir sorusuna öneriler sunulmuştur.

Abstract:
There are two solutions for storage and unloading processes. One of them is traditional warehouses where human intervention is high and the other is Automatic Storage and Unloading Systems (ODBS), which provides automated solutions with less human intervention.
ODBS needs technologically advanced robots and a warehouse design where these robots can move and adapt. In order to have these systems, it is often necessary to completely replace traditional warehouses. Today, the initial installation costs of systems that meet these needs are high. Traditional warehouse solutions are slow and risky in terms of security. In order for the manual forklift to store and unload the product, the rack width must be equal to the total length of the forklift and fork length.
Within the scope of this thesis, an ODBS robot suitable for the most frequently used single-deep warehouse system in the market, which has low initial setup cost and minimizes unnecessary spaces in warehouses, has been designed and a prototype has been produced. With its mecanum wheels, the robot has the ability to move 8 linearly horizontally and rotate around its own axis. Due to its ability to rotate around its own axis, it can rotate left and right without changing its position. It can put the product on the shelf and take it from the right and left sides with its original design, not from the front like manual forklifts. For this reason, the robot moving in the corridor can store and unload the product without the need to turn only by approaching the shelf. It performs its vertical movement with the elevator system that provides access to the upper shelves of the robot in its design. The control of the prototype of the ODBS robot is made with the Arduino Mega board, which is a microcontroller based on the software-based system ATmega2560. It uses less energy than other ODBS used. With its low energy consumption, it complies with the Energy Efficiency Law.
With its structure suitable for single-deep conventional warehouses, this robot is a perfect solution for the needs of companies that need ODBS in the market but cannot install ODBS due to the initial installation cost. With this developed system, traditional warehouses are transformed into ODBS with low cost.
In the introduction, which is the first stage of this thesis, the purpose, importance, parts and scope of the research carried out within the scope of the thesis were evaluated. In the second part, the definition of ODBS is made and the basic components that make up the ODBS are introduced. In the third part, extensive literature review about ODBS types is made and introduced by classifying. In section 4, detailed information about the developed system is given and its original aspect is emphasized. The materials used in the developed robot were introduced and the information about why they were used was examined in detail. In the 5th part, a general evaluation has been made about today's ODBS with its advantages and disadvantages. The contributions of the developed system to today's ODBS solutions are emphasized, and suggestions are presented to the question of what can be done in future studies