Robot seçimi nasıl yapılır sorusuna verilecek en kısa cevap şu: katalogdaki taşıma kapasitesinden değil, robotun bileğine gelecek gerçek yükten, ulaşması gereken en uzak noktadan ve hedef çevrim süresinden başlayarak. Endüstriyel robot veya cobot seçerken yapılan hataların çoğu, yalnızca “kaç kilo taşıyor” sorusuna bakılmasından çıkar. Bu yazıda bir entegratörün robot seçerken sırayla baktığı kriterleri ve sonunda bir örnek boyutlandırmayı paylaşıyoruz.
Robotun temel yapısı ve tipleri için önce şuraya göz atabilirsiniz: endüstriyel robot nedir.
Bu yazıda (5 başlık)
Robot nasıl seçilir: 10 temel kriter
1. Taşıma kapasitesi: parça + tutucu + ataletsel etki
Katalogdaki payload değeri, yükün ağırlık merkezi bileğe belirli bir mesafedeyken geçerlidir. Gerçek yük şunların toplamıdır:
- Parçanın ağırlığı
- Tutucunun (EOAT) ağırlığı, takım değiştirici ve bağlantı flanşı dahil
- Hortum, kablo ve kamera gibi bileğe takılan ekipman
Ağırlık tek başına yetmez. Yükün ağırlık merkezi flanştan uzaklaştıkça bilekteki moment ve atalet momenti artar. Her üretici, bilek yük diyagramı (wrist load diagram) yayımlar: yatay ve dikey eksende ağırlık merkezinin flanşa uzaklığına göre izin verilen yükü gösterir. Ayrıca bilek eksenleri için izin verilen moment (N·m) ve atalet momenti (kg·m²) değerleri verilir. Uzun bir tutucuyla hafif bir parça taşımak, kısa bir tutucuyla ağır bir parça taşımaktan daha zorlayıcı olabilir. Tutucu seçimi için: robot tutucu (gripper) nedir.
2. Erişim ve çalışma alanı
Erişim değeri genellikle bilek merkezine kadar ölçülür; tutucu boyu bunun üzerine eklenir. Önemli olan robotun en uzak noktaya ulaşması değil, o noktaya gereken yönelimle (örneğin tutucu dik aşağı bakarken) ulaşmasıdır. Çalışma alanı diyagramında robotun tabanına yakın bölgede ve en uç sınırda erişimin zayıfladığını unutmayın. Hedef noktaları sınırda bırakmayın; tekil konumlara (singularity) yakın çalışmak hareketi yavaşlatır ve titreşime yol açar.
3. Tekrarlanabilirlik ve hassasiyet
Veri sayfasındaki tekrarlanabilirlik, robotun aynı noktaya tekrar tekrar ne kadar yakın döndüğünü gösterir ve ISO 9283‘teki test yöntemine göre ölçülür. Bu değer mutlak hassasiyet değildir. Robot bir kez öğretilmiş noktaya dönüyorsa tekrarlanabilirlik önemlidir; noktalar CAD’den veya kamera koordinatlarından hesaplanıyorsa mutlak hassasiyet ve kalibrasyon devreye girer.
4. Hız ve çevrim süresi
Katalogdaki eksen hızları maksimum değerlerdir. Gerçek çevrim süresi; hızlanma, yük, hareket mesafesi, tutucunun açma-kapama süresi ve güvenlik sınırlarına bağlıdır. Cobotlar insanla aynı alanda çalışırken hızları düşürülür; hedef çevrim buna sığmıyorsa klasik robot daha doğru olabilir. Karşılaştırma için: cobot vs endüstriyel robot. Çevrim süresini sipariş öncesinde doğrulamanın en iyi yolu simülasyondur: robot simülasyonu ve offline programlama.
5. Eksen sayısı ve kinematik
Altı eksenli robot çoğu uygulamada standarttır. Yalnızca düz yükleme ve yerleştirme yapılıyorsa SCARA veya dört eksenli paletleme robotu daha hızlı ve ekonomik olabilir. Engellerin arasından dolaşmak gerekiyorsa yedi eksenli robot esneklik sağlar. Lineer ray veya döner pozisyoner gibi ek eksenler erişimi büyütür ama kontrolcünün bunları desteklemesi gerekir.
6. Ortam: IP sınıfı, temiz oda, gıda
- IP sınıfı: Su, soğutma sıvısı veya toz varsa robot gövdesinin ve bileğinin IP değerine bakın; bilek ile gövdenin IP değeri farklı olabilir.
- Temiz oda: Yarı iletken, elektronik veya ilaç gibi alanlarda ISO 14644-1 sınıfına uygun temiz oda modeli gerekir. Robot ile kontrolcünün sınıfı ayrı belirtilebilir.
- Gıda: Gıdayla temas riski olan alanlarda NSF H1 sınıfı (tesadüfi gıda temasına uygun) yağlama, yıkamaya dayanıklı yüzey ve uygun IP sınıfı aranır.
Kaynak sıçrantısı, dökümhane, boyahane veya patlayıcı ortam için üreticilerin özel koruma paketleri vardır.
7. Montaj şekli: zemin, duvar, tavan
Her robot her pozisyonda montaja uygun değildir. Tavana veya duvara montaj, veri sayfasında izin verilen montaj açılarıyla kontrol edilmelidir. Montaj şekli çalışma alanının şeklini değiştirir; tavana asılı bir robot, zemindekinin ulaşamadığı alanlara uzanabilir ve zeminde yer açar.
8. Kontrolcü ve haberleşme
Robotun hattaki PLC ile hangi protokolle konuşacağını baştan belirleyin: PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT veya başka bir ağ. Bu çoğu zaman robota eklenen bir yazılım ya da kart seçeneğidir ve teklifte yazmalıdır. Siemens ağırlıklı tesislerde genellikle PROFINET tercih edilir: PROFINET nedir.
9. Güvenlik
Robotun emniyetli hız ve konum izleme fonksiyonlarını destekleyip desteklemediği, emniyet girişlerinin sayısı ve emniyet haberleşme protokolü (örneğin PROFIsafe) önemlidir. Bu fonksiyonlar çit alanını küçültebilir ve tarayıcıyla esnek hücre kurmayı kolaylaştırır. Hücre güvenliği için: robot hücresi güvenliği ve ISO 10218.
10. Yazılım, yerel servis ve yedek parça
Fabrikanızda zaten bir robot markası varsa, bakım ekibinin bildiği markada kalmak çoğu zaman en ekonomik seçimdir. Yedek parçanın Türkiye’de stokta olup olmadığı, servis yanıt süresi ve eğitim imkânı, robotun teknik özellikleri kadar önemlidir. Bir redüktör arızasında parçanın yurt dışından gelmesini beklemek, hattı haftalarca durdurabilir.
Adım adım robot seçimi kontrol listesi
- Parçaları listeleyin: en ağır, en büyük ve en hafif parçanın ağırlığı ve boyutları.
- Tutucuyu taslak olarak tasarlayın ve toplam ağırlığı ile ağırlık merkezini çıkarın.
- Hücre yerleşimini çizin: alma ve bırakma noktaları, makine kapıları, engeller.
- Hedef çevrim süresini ve vardiya başına adedi yazın.
- Ortam koşullarını belirleyin: toz, sıvı, sıcaklık, temiz oda, gıda.
- Montaj şeklini ve zemin durumunu kontrol edin.
- PLC ve haberleşme protokolünü netleştirin.
- Aday robotların bilek yük diyagramına ve çalışma alanına yerleştirme yapın.
- Simülasyonla erişim, çarpışma ve çevrim süresini doğrulayın.
- Servis, yedek parça ve eğitim koşullarını teklifte yazılı isteyin.
Örnek boyutlandırma (varsayımsal değerler)
Bir CNC tezgâhına parça yükleyen hücre düşünelim. Değerler örnek amaçlıdır:
- Parça ağırlığı: 6 kg
- Tutucu (çift tutucu, flanş dahil): 3 kg
- Toplam yük: 9 kg
- Toplam yükün ağırlık merkezi flanştan 120 mm uzakta
Bilek momenti yaklaşık olarak: 9 kg × 9,81 m/s² × 0,12 m ≈ 10,6 N·m. Ağırlık merkezinde toplanmış nokta kütle kabulüyle atalet momenti kabaca 9 × 0,12² ≈ 0,13 kg·m² çıkar; gerçek değer tutucunun şekline göre bunun üzerinde olabilir ve CAD’den hesaplanmalıdır.
Bu durumda 10 kg sınıfı bir robot kâğıt üzerinde yeterli görünür, ama sınırdadır. Bilek yük diyagramında 120 mm’deki izin verilen yük ve bilek eksenlerinin moment değerleri kontrol edilir. İleride daha ağır bir parça veya kamera eklenme ihtimali varsa bir üst sınıf seçmek daha güvenlidir.
Erişim tarafında, robot tabanından tezgâh aynasındaki bırakma noktasına yatayda 1.150 mm mesafe olsun. Tutucunun parçayı dik açıyla yaklaştırması gerektiği için bilek bu noktanın gerisinde ve üstünde kalır; erişimi yalnızca 1.150 mm’ye göre değil, yaklaşma yönelimi ve kapı açıklığıyla birlikte değerlendirmek gerekir. Bu yüzden katalog erişimi 1.150 mm’nin hemen üzerinde olan bir model sınırda kalabilir; tutucu boyu ve yükseklik farkı için pay bırakılmalıdır. Son karar simülasyonda verilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Robot seçerken nelere dikkat edilmeli?
Toplam yük ve ağırlık merkezi, erişim ve yönelim, tekrarlanabilirlik, çevrim süresi, ortam koşulları, montaj şekli, haberleşme, güvenlik fonksiyonları ve yerel servis. Yalnızca katalogdaki taşıma kapasitesine bakmak en yaygın hatadır.
Robot taşıma kapasitesi nasıl hesaplanır?
Parça, tutucu ve bileğe takılan tüm ekipmanın ağırlığı toplanır; ardından ağırlık merkezinin flanşa uzaklığı bulunur ve üreticinin bilek yük diyagramıyla karşılaştırılır. Bilek momenti ve atalet momenti de izin verilen değerlerin altında kalmalıdır.
Tekrarlanabilirlik ile hassasiyet arasındaki fark nedir?
Tekrarlanabilirlik, robotun aynı noktaya tekrar dönme tutarlılığıdır. Hassasiyet ise hesaplanan bir noktaya ne kadar doğru gidebildiğidir. Öğretilmiş noktalarda tekrarlanabilirlik, CAD veya kameradan gelen noktalarda hassasiyet ve kalibrasyon belirleyicidir.
Cobot mu endüstriyel robot mu seçmeliyim?
Operatörle aynı alanda çalışma, sık ürün değişimi ve sınırlı alan cobotu öne çıkarır. Yüksek hız, ağır yük ve kısa çevrim süresi ise genellikle klasik endüstriyel robotu gerektirir. Karar risk değerlendirmesi ve çevrim süresi hesabıyla verilmelidir.
Hangi robot markası daha iyi?
Tek bir doğru marka yoktur. Uygulamaya uygun model, tesisteki mevcut markalar, bakım ekibinin bilgisi, yedek parça ve servis erişimi belirleyicidir. Aynı fabrikada markaları azaltmak bakım yükünü hafifletir.
Eskişehir’de robotik otomasyon desteği
AveA Otomasyon olarak Eskişehir ve çevre illerdeki tesislerde robot seçimi, hücre yerleşimi, simülasyon, programlama ve devreye alma desteği veriyoruz. Ayrıntılar: robotik otomasyon projeleri, endüstriyel robot programlama ve cobot uygulamaları. Bize 0533 454 52 32 numarasından ulaşabilirsiniz; mesai dışında da arayabilirsiniz.