Endüstriyel Robot Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Peki Nasıl Doğdu Bu Endüstriyel Robotlar?

Robotiklerin babası olarak anılan George Charles Devol, 1954' te ilk endüstriyel robot olan Unimate'i icat etti. Birkaç yıl sonra, Devol ve girişimci Joseph F. Engelberger ile şirketleri Unimation doğdu. 

Unimation , dünyanın ilk robotik şirketidir. George Devol, 1954'te bir endüstriyel robot kolu için patent başvurusunda bulundu. Devol 1961 yılında General Motors' a  gönderilen Unimate' i Şahsen tanıttı. General Motors, bu robotu ilk olarak araba gövdelerinin basınçlı döküm işlemi ve punta kaynağı için kullandı. General Motors satın aldığı ilk robottan sonra 66 tane daha Unimate satın alıp fabrikasına kurdu. Bu gelişmelerden etkilenen Ford ve Chreysler şirketleri de endüstriyel robotlar ile ilgilenmeye başladı. Tüm otomotiv sektörünün giderek artan ilgisi ve yatırımıyla endüstriyel robotun geleceği parlamaya başladı.

Günümüzde endüstriyel robot pazarı 41.23 milyar dolar değerinde.

Uluslararası Robotik Federasyonu 2020 raporuna göre, dünya genelinde fabrikalarda kullanılan robot sayısı yüzde 12 artarak 2.7 milyon oldu.

Endüstriyel Robotların Sağladığı Faydalar

Verimliliği Arttırmak

Endüstriyel robotlar, yaptıkları işi daha yüksek doğrulukla gerçekleştirmek için tasarlandıkları ve üretildikleri için, belirli görevleri insanlardan daha hızlı ve daha verimli bir şekilde tamamlayabilir. Önemli ölçüde daha fazla zaman ve kaynak gerektiren süreçleri otomatikleştirmek için kullanıldıklarından, üretim hatlarının verimliliğini artırırlar.

Geliştirilmiş Kalite 

Doğruluk seviyeleri göz önüne alındığında, endüstriyel robotlar daha yüksek kaliteli ürünler üretmek için kullanılabilir, bu da kalite kontrol için gereken sürenin azalmasına neden olur ve kalite standartlarına uyulmasını sağlar.

Geliştirilmiş Çalışma Ortamı 

Bazı görevler, insanların gerçekleştiremeyeceği kadar tehlikeli, zahmetli veya tekrarlayıcı olarak kabul edilir . Bu nedenle insanların yerine robotlar bu görevleri yerine getirebilir. Endüstriyel robotlar sayesinde, fabrikalarda ve üretim tesislerinde güvenlik kadar çalışma koşulları da büyük ölçüde iyileştirilebilir.

Artan Karlılık 

İşletmelerde kullanılan endüstriyel robotlar, üretim prosesinin verimliliğini artırarak, onu tamamlamak için gereken kaynak ve zamanı azaltır. Aynı zamanda daha yüksek kaliteli ürünler elde ederek,  ürün başına daha düşük maliyetle daha yüksek karlılık seviyeleri sağlayabilir.

Daha Uzun Çalışma Saatleri

İş gününde insanlar için molalar gerekir ve dikkat yavaş yavaş dağılır. Oysa robotlar 7/24 çalışabilir ve % 100 verimlilikle çalışmaya devam edebilir. Ortalama olarak, bir üretim hattının çıktısında % 40'lık bir artış sağlarlar.  Ayrıca robotlar tatil yapmaz veya beklenmedik devamsızlıklar yaşamaz.

Prestij

Sektörünüzün en ileri noktasında faaliyet göstererek müşterilerinizi şaşırtan robotlar, bir pazarlama aracı olarak bile harikadır, marka imajınızı güçlendirir.

Endüstriyel Robotların Kullanıldığı Uygulamalar

Taşıma: Yumurtalardan araba kapılarına kadar çeşitli ürünleri taşıyabilen endüstriyel robotlar, hızlı ve güçlü olduğu kadar hünerli ve hassastır. Uygulamalar arasında, konveyör hattından paketlemeye kadar toplama ve yerleştirme ile hammaddelerin robot tarafından enjeksiyon kalıplama makinelerine taşınması bulunur.

Paletleme: Endüstriyel robotlar, oluklu kartonları veya diğer paketlenmiş ürünleri tanımlanmış bir desende bir palete yükler. Robotik paletleme makineleri , taşıma sırasında yükün dengesini en üst düzeye çıkaran basit ve karmaşık katman desenleri oluşturabilir.

Kesme: Tehlikeli yapıları nedeniyle lazer, plazma ve su jeti kesicilerde robotlar sıklıkla kullanılmaktadır. Robotta yüzlerce farklı kesme türü programlanabilir, bu da çoğu özel kesme makinesinden daha fazla esneklikle hassas doğruluk ve yol izleme sağlar.

Son işlem: Çok eksenli robotlar, tutarlı ve kaliteli bir yüzey için herhangi bir malzemeden yapılmış hemen hemen her parçayı taşlayabilir, kesebilir, kavrayabilir, cilalayabilir ve temizleyebilir.

Sızdırmazlık ve yapıştırma: Dolgu macunu veya tutkal uygulamak için, bir robot, hızı iyi kontrol ederek doğru bir yol izler. Robotlar, otomobil endüstrisinde pencerelerde sızdırmazlık sağlamak için sızdırmazlık uygulamalarının yanı sıra oluklu ürün kutularının otomatik olarak kapatılması için paketleme işlemlerinde sıklıkla kullanılır.

Püskürtme: Solvent bazlı boya ve kaplamaların uçucu ve tehlikeli doğası nedeniyle, insan temasını en aza indirmek için püskürtme uygulamalarında robotlar kullanılır. Boya robotlar genellikle ince kollara sahiptir çünkü fazla ağırlık taşımazlar, ancak bir insanın uygulama tekniğini taklit etmek için maksimum erişim ve hareket akışkanlığına ihtiyaç duyarlar.

Kaynak: Hem dikiş (MIG, TIG, ark ve lazer) hem de punta kaynağı için kullanılan robotlar, güç, tel besleme ve gaz akışı gibi kontrol parametrelerinin yanı sıra hassas kaynaklar üretir.

Endüstriyel Robot Türleri Nelerdir?

Eklemli Robotlar

Eklemli robotların hareketi ve tasarımı bir insan kolunu andırır. Tipik bir mafsallı kolun altı ekseni vardır ( iki ila 10 eksen / eklem arasında değişen ). Her eklem bir eksen olarak kabul edilir. Bir robotun eklem sayısı ne kadar fazlaysa, hareket aralığı o kadar genişler (serbestlik derecesi de denir ).

Eklemli robotlar, tüm eklemleri döndüğünden oldukça esnektir, yani doğrusal olarak hareket eden prizmatik eklemlerin aksine dönebilirler . Yine de engellerden kaçma konusunda sınırlı bir yetenekleri var .

Kullanımı: Eklemli robotlar, alma ve yerleştirme, ark kaynağı, punta kaynağı, paketleme, makine bakımı, malzeme taşıma gibi uygulamalarda kullanılır. Ulaşılması zor yerlerde yay (veya benzer desenler) üretme yeteneği, eklemli robotları otomotiv endüstrisi için iyi bir aday haline getirir , ancak güvenlik nedenleriyle, genellikle fabrika zemininde ek alan kaplayan özel çalışma hücrelerine ihtiyaç duyarlar.

Kartezyen Robotlar

Bu robotlar ayrıca portal robotlar olarak da adlandırılır , üç eksende (ileri ve geri, yukarı ve aşağı ve yandan yana) doğrusal hareketler için Kartezyen Koordinat sistemini (X, Y ve Z) kullanır . Her üç eklem de prizmatiktir, bu nedenle hareket doğrusal olmakla sınırlıdır.

Kullanımı: Kartezyen robotlar esas olarak CNC işleme ve 3B baskı için kullanılır , ancak aynı zamanda parçaların boyutunda bir sınırlama olmaksızın montaj veya alma ve yerleştirme uygulamalarında da kullanılabilirler.

SCARA Robotları

SCARA robotları (Seçici Uyumluluk Montaj Robot Kolu) 3 eksende hareket ettikleri için Kartezyen robotlara benzer, ancak aynı zamanda dönebilirler. Genellikle daha hızlı ve esnektirler ancak Kartezyen robotlardan daha az hassastırlar.

Kullanımı: Uygulamada vidalar gibi küçük parçaların montajı, paletlenmesi ve yerleştirilmesini içerir.

Polar Robotlar

Kutupsal robotlar  (küresel robotlar olarak da adlandırılır) iki rotasyonel eklem (döner) ve bir doğrusal eklemin (prizmatik) birleşimidir. Tasarımları küresel şekilli bir çalışma alanı yaratır. Polar robotların ana dezavantajları, diğer robotlarla uyumsuzluklarıdır

Kullanımı:  Polar robotlar  kaynak arkı, montaj uygulamaları, punto kaynağı, boyama, enjeksiyon ve kalıplama için kullanılır.

Delta Robotlar

Delta  robotlar (paralel robotlar )üç koldan oluşur. Bu, kollar eş zamanlı prizmatik veya döner bağlantılara sahip makinelerdir. Her bir kolun eklemi paralel olarak yerleştirilerek, kubbe şeklinde oluşturulmuş bir robottur. Bu tasarımın yararı, kollar içindeki ağırlığı azaltması ve bu nedenle çok yüksek hızlanma ve hız kabiliyeti sağlamasıdır. Bununla birlikte, tipik olarak 8  kg'ın altında düşük bir taşıma kapasitesine sahiptirler.

Kullanım: Bu tasarım, yüksek hızda ve hassas çalışma sağlar ve bu nedenle Delta robotları öncelikle alma ve yerleştirme uygulamalarında kullanılır. Ek işlemler arasında yapışkan dağıtımı, lehimleme, montaj yer alır.

Silindirik Robotlar

Silindirik robotlar,  tabana sabitlenen en azından bir döner mafsala ve en az bir prizmatik ekleme sahip robotlardır. Bu tasarım, silindirik şekilli bir çalışma alanına ihtiyaç duyar ve bu nedenle onları sadece iki derecelik serbestlikle sınırlar. Bu nedenle faaliyet gösterebilecekleri alan sınırlıdır.

Kullanım: Silindirik robotlar tipik olarak dar çalışma alanlarında kullanılır ve yuvarlak simetriye sahip olması gereken nesneler (örneğin teller, borular) için mükemmel bir seçimdir . Taşlama, montaj, punta kaynağı uygulamaları silindirik robotlardan yararlanır. 

İşbirlikçi Robotlar

İşbirlikçi robotlar  (cobotlar), geleneksel endüstriyel robot uygulamalarında çitlere veya diğer güvenlik önlemlerine ihtiyaç duymadan, güvenli bir çalışma ortamında insan-robot etkileşimini sağlar. Cobot'lar çalışanların yerini almaz. Çalışanlar tarafından bir alet gibi kullanılırlar. Çalışanlar elle rehberlik eder ve ardından cobot gösterilen hareketi kopyalar . Standart bir cobot 15 kg'a kadar yük taşıyabilir ve bu yönetebileceği ürün yelpazesinde bir sınırlama oluşturur.

Kullanım: İşbirlikçi robotlar , makine besleme, alma ve yerleştirme, montaj, ark kaynağı gibi çok çeşitli uygulamalara sahiptir , ancak genellikle ağır hizmet uygulamaları veya çok yüksek hızlı görevler için uygun değildir.

Endüstriyel Robotların Dezavantajları 

Sermaye Maliyeti 

Endüstriyel robot uygulamaları yüksek bir sermaye maliyetine neden olabilir. Ancak oldukça etkilidirler ve pozitif bir yatırım getirisi sağlarlar. Bu nedenle, endüstriyel robot uygulamasına karar vermeden önce yatırım getirisi beklentileri iyi ölçülmelidir. 

Uzmanlık

Endüstriyel robotların ilk kurulumu, diğer tüm teknoloji türlerinde olduğu gibi çok fazla eğitim ve uzmanlık gerektirir çünkü birçok görevi yerine getirmek için mükemmel varlıklardır. İyi otomasyon şirketleri, son derece önemli bir faktör olan uzmanlık  destek paketleri sağlar. Bununla birlikte, otomasyon şirketlerine bağımlılığı en aza indirmek için, mühendislere robotları programlamalarına izin verecek eğitimler verilebilir. Ancak robotun orijinal entegrasyonu için deneyimli otomasyon şirketlerinin yardımı gerekir.

Sınırlamalar

Yıllar içinde endüstriyel robotların sayısı çarpıcı bir artış gösterdi, ancak gerçekleştirebilecekleri görev türlerinde hala bazı sınırlamalar var. Bu nedenle, şirketlerin ilk olarak mevcut çeşitli seçenekleri değerlendirmek için uygulamadan önce otomasyon şirketleriyle bağlantı kurmasını tavsiye ediyoruz. Bazen  ısmarlama otomatikleştirilmiş bir sistem, bir robottan daha iyi veya daha hızlı sonuç verebilir. Bir robotun içinde her şey yerleşik olarak bulunmaz, çoğu zaman bir endüstriyel robotik sistemin başarısı veya başarısızlığı çevredeki sistemlerin ne kadar iyi entegre edildiğine bağlıdır. Örneğin kavrayıcılar, görüntü sistemleri, konveyör sistemleri gibi. Optimum sonuçları garantilemek için yalnızca iyi ve güvenilir robot entegratörleri kullanılmalıdır.

Sonuç olarak, sektörler endüstriyel robotları daha fazla kullanmaya başladıkça , robotların gelişimi ve sağladığı faydalarda da artış  görülüyor. Yıldan yıla katlanan büyük miktardaki robot kullanım sayıları da bunu kanıtlar nitelikte. Endüstriyel robotları kullanmayı ve entegre etmeyi bilen uzmanlara duyulan ihtiyaç nedeniyle, robotik sektörü nitelikli iş gücü istihdamında da önemli rol oynuyor. Yapay zekanın gücü ile birleştirilen endüstriyel robotlar, önümüzdeki yıllarda daha önemli görevlerde rol alacağa benziyor.

Dijital İkiz (Digital Twin) Nedir? Endüstri 4.0 ve Dijital İkizlerin Önemi isimli blog yazımızı okumak için tıklayın.

Nano Diamond Pil Teknolojisi ve Özellikleri isimli blog yazımızı okumak için tıklayın.