ENDÜSTRİYEL ROBOTLAR

ENDÜSTRİYEL ROBOTLAR

Ekonomik olarak gelişmiş olan ülkelerin üretim sistemleri incelendiğinde otomasyon teknolojilerinin etkin bir şekilde kullanıldığı görülmektedir. Otomasyon sisteminin önemli bir parçası olan endüstriyel robot kolların önemi her geçen gün artmaktadır. Üretim sistemlerini robot teknolojisi ile donatan ülkeler diğer ülkelere rekabet şansı tanımamaktadırlar[1]. Ekonomik rekabet gücümüzü artırabilmek için, üretim sistemlerimizi dünyada gelişmekte olan teknoloji ile donatmamız gerekmektedir. Üretim sistemlerinde son zamanlarda yaygınlaşmaya başlayan robotların tanıtılıp ülkemizdeki üretim sistemlerine adapte edilmesi gerekir.

Teknolojinin çok hızlı bir şekilde gelişme kaydettiği günümüzde, teknolojinin getirmiş olduğu bu yenilikler insan hayatının bir parçası olmuştur. Bu yeniliklerden insanları haberdar etme ve yenilikleri insanlara sunma bir zorunluluk haline gelmiştir. Globalleşen dünya da iletişimin çok artması insanları değişik dünya pazarlarına yöneltmiştir. Artık kaliteli ürünü daha ucuza imal etmek rekabet piyasasında bir zorunluluk olmuştur. Bu da ancak otomasyon teknolojisini kullanarak üretim yapmakla mümkün olmaktadır [6].

Bu açıklamalardan sonra endüstriyel robotun tanımını öğrenmek yerinde olacaktır. ISO TR 8373 tanımına göre endüstriyel robot, üç veya daha fazla programlanabilir ekseni olan otomatik kontrollü, programlanabilir, çok amaçlı, bir yerde sabit duran veya tekerlekleri olan endüstriyel uygulamalarda kullanılan makinedir. Amerikan Robot Enstitüsü ise robot tanımını, "programlanabilir, çok fonksiyonlu, malzemeleri, parçaları, aletleri ve özel aygıtları taşıyabilir ve çeşitli programlanmış fonksiyonları yaparak çeşitli görevleri yerine getirir" şeklinde yapmaktadır.

Japonya'da ise robot, hafıza aygıtı takılmış, rutin işleri yaparak insanın yerini alabilen, belirlenmiş hareketleri otomatik olarak yerine getirebilen, gerekli ekipmanı tamamen sağlanmış makine olarak tanımlanmaktadır.

Robotlar, bugün mevcut olan otomasyon sistemlerinden sadece birini oluşturmalarına rağmen en esnek otomasyon sistemi olma özelliğine sahiptirler. Robotun en büyük iki temel özelliği; değişken olması, başka deyişle birçok değişik işi yapabilme ya da aynı işi değişik yollarla yapabilmesi ve oto adaptasyon, başka deyişle çevresiyle interaktif ilişkiler kurarak amacını kendi kendine gerçekleştirebilmesidir. Bir operasyon dizisinde işlem sırası değiştirildiği takdirde veya gerçekleştirilenlerden çok farklı yeni operasyonların yerine getirilmesi istendiği zaman, robotlar yapılması gereken değişikliklere kolayca ayak uydurulabilirler.

Yeniden programlanabilme yeteneği bir robotun en önemli özelliklerinden biridir. Böylelikle belirli bir prosesin gerçekleştirilmesinin ardından bu prosesten çok farklı yeni bir prosesin gerçekleştirilmesi için geçecek hazırlık zamanı ve maliyetler minimuma indirilmiş olur. Bu adaptasyon işlemi, sabit otomasyonda oldukça büyük maliyetler getirebileceği gibi üretimin de önemli ölçüde aksamasına yol açacaktır[1].

Robot, bir yere sabitlenmiş bir koldan meydana gelir. Bu koldaki her uzuv birbirine eklemler vasıtasıyla bağlanır. Robot kolunun ucunda robotun bileği vardır. Genelde robot bileği yukarı-aşağı, sağa-sola ve dönme hareketi yapar, dolayısıyla üç serbestlik derecesine sahiptir.

Robot kolundaki uzuvlar koordinat sistemine göre değişiklik gösterir. Robot bileğine tutucu takılır. Tutuculara örnek olarak çok parmaklı tutucular, vakum, manyetik aletler, görünüm ve dokunma kabiliyetli olarak insan eline benzer tutucular gösterilebilir[3]. Bu tutucular robota verilen göreve göre değişkenlik gösterir. Başka deyişle robotlar, tutucu vasıtasıyla işe özelleşmiş olurlar. Bunlardan başka tutucu vasfında olmasa da robot koluna bağlanan çeşitli aletler vardır. Robotun yapacağı işe göre takılan bu aletler genelde sabit olup ayrıca işini yapabilmesi için gerekli malzemeyi dışarıdan ek olarak alırlar. Bunlara örnek olarak su-jetli kesme için alet olarak robotun ucuna takılan meme verilebilir. Gerekli olan basınçlı su bir boru vasıtasıyla ayrı bir motorlu sistemden sağlanır. Ark kaynağı, punta kaynağı v.b. işlemleri yapmak için robotun ucuna takılan aletler de buna örnek olarak gösterilebilir.

1. ENDÜSTRİYEL ROBOTLARIN TARİHÇESİ

18. YY.’da tekstil endüstrisinde otomatik makinelerin kullanılmaya başlaması, robotlar bakımından teknoloji alanında atılan ilk adımdır. Bu anlamda Jacquard’ın dokuma tezgâhını kontrolde kullandığı delikli kart ilk adım olarak bilinmektedir[6].

20.YY. da ise kendi kendini kontrol eden ve ölçebilen programlanabilir makineler icat edilmiştir. 1950’lerde otomasyonun, elektroniğin ve haberleşmenin gelişmesi ile birlikte Robot teknolojisinde büyük gelişmeler yaşanmıştır[6]. Bunlardan ilk üretilen robot “Sammie” dir. Bu robot araştırma amacı ile insanın değişik ortamlara nasıl uyum sağladığını anlayabilmek için tasarlanmıştır.

90 yıllara gelindiğinde robotlar artık çok çeşitli alanlarda ve özellikle insanların rahatlıkla yapamayacağı işleri kusursuz yaparak insanoğlu'nun yaşam sürecinde yerlerini aldılar. İnsanoğlunun inemediği derin sularda araştırma yapabilen, hiçbir mola vermeden yıllarca çalışabilen montaj robotları, cerrahların hata yapmasını engelliyen hatta cerrahlık mesleğini ortadan kaldıracak kadar iddialı olan ameliyat robotları, insan kolunun yerine takılabilen yapay kol bu gelişmelere en iyi örneklerdir[6].

        
Fakat asıl gelişme Sony firması tarafından evlerimize kadar sokulan robot köpek "Aibo" olmalıdır. Yapılan robotta algılama karar verme ve de komut doğrultusunda uygulama yetileri mevcut olmakla beraber geniş açılı bir hafıza ile sahibini tanımlama kadar birçok özellik yer almaktadır.(1998)

Sonuç olarak Robotik teknolojisindeki çalışmalar artık büyük oranda bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere dayanmaktadır. Robotik endüstrisi doğduğunda bilgisayarlar mevcut olmasına rağmen 1970'lerin sonuna kadar boyutları nedeniyle robot kontrolünde kullanmaya elverişli değildi. Bugün pazardaki tüm robotlar bilgisayar kontrolü kullanılmaktadır. Fakat halen Robotik biliminin alanının makine ve de bilgisayar bilimlerini kapsadığı kesindir[5].

Robotları endüstride ilk olarak kullanan ülke Japonya’dır. İlk robot kullanma fikrinin ortaya atılması ile birlikte, işsizlik oluşturacağı endişesi ile büyük tepkiler almıştır. Ama kullanılmaya başlandıktan sonra kaygıların yersiz olduğu anlaşılmıştır. Robot kullanımı ile birlikte birçok iş kolu türemiş ve işsizlik daha çok azalmıştır[4].

Bu gün robot kullanımı hayatımızın birçok alanına girmiş olup, özellikle insan sağlığını aşırı derecede tehdit eden iş kollarında, yüksek ısı, titreşim, kimyasal ve nükleer enerji ile çalışılan yerler vb. kullanımı çok daha yaygındır [2].

2. ROBOT KULLANIMININ AVANTAJLARI VE DEZ AVANTAJLARI

Endüstride robot kullanımının başlıca nedenleri aşağıda görülebilir

1. İşçilik maliyetini azaltmak,
2. Tehlikeli ve riskli yerlerde çalışanların yerini almak,
3. Daha esnek bir üretim sistemi sağlamak,
4. Daha tutarlı bir kalite kontrol sağlamak,
5. Çıktı miktarını artırmak,
6. Vasıflı işçilik sıkıntısını karşılayabilmek,
7. Üç vardiya boyunca aralıksız çalışma kabiliyeti,
8. İnsana göre daha fazla yük kaldırma kabiliyeti,
9. İnsana göre daha çabuk sonuca ulaşma kabiliyeti,
10. Usandırıcı ve tekrarlı işlerde yeterlilik,
11. Tehlikeli ortamlarda çalışabilme kabiliyeti,
12. İnsan hatalarını elimine etme,
13. Kalite kontrol hatalarını minimuma indirme,
14. Kendini hızla amorti etme,
15. Yüksek hareket esnekliği,
16. Yüksek kar eldesi.

Yukarıdaki birçok faydalarının yanında şu sakıncaları robotlar için söyleyebiliriz;

1. Düşünemez,
2. Vision System, ile yalnızca kendisine öğretilen cisimleri görebilir,
3. Programlanmadan çalışamaz,
4. Kendisine öğretilenleri yapabildiğinden hareketleri kısıtlıdır,
5. Yüksek yatırım maliyeti gerektirir,
6. Boşa geçen bakım ve onarım zamanları bulunmaktadır[2].

3. HAREKET KABİLİYETLERİNE GÖRE ROBOTLARIN SINIFLANDIRILMASI

Robotlar çeşitli özelliklerine göre sınıflandırılmaktadır. Koordinat sistemlerine göre, yetenek düzeylerine göre, kontrol tipine göre, teknoloji seviyesine göre,  enerji kaynaklarına göre, yaptıkları işe göre ve Lert tarzı sınıflandırma en sık kullanılanlarıdır.

Ancak endüstride kullanılan robot kollarını hareket kabiliyetlerine göre sınıflandırmak bu çalışma için yeterli olacaktır. Robotlar, hareket kabiliyetlerine göre; kartezyen koordinatlı, silindirik koordinatlı, SCARA, küresel koordinatlı ve eklemli kol olarak sınıflandırılırlar[2].

Kartezyen koordinat sisteminde çalışan bir robot kolunun çeşitli uzuvları birbirine göre dik kalmak üzere yer değiştirirler. Robot, farklı uzuvların boyutlarıyla sıralanmış hacmin herhangi bir bölümüne rahatlıkla ulaşabilir. Basit geometrisinden dolayı tutucunun hareketi kolaydır. Uzuvlarının sadece birinin hareket etmesi gerektiğinden diğer çeşitlere göre dikey hareketi çok kolaydır. Bir yere ulaşması için hesaplanacak yol çok basit olarak bulunabilir. Bu tip robotlar, genellikle yüksek yükleme kapasitesinin ihtiyaç olduğu ağır işlerde kullanılırlar. Ulaşabildiği alan içerisinde çok iş bilen yetenekli robotlardır.

Silindirik koordinatlı robotlar, bir temel yatağı etrafında dönebilen ve diğer iki uzvu taşıyan ana bir desteğe sahip robotlardır. Bu uzuvlardan biri düşeyde, diğeri radyal doğrultuda hareket etmektedir. Silindirik koordinatlı robotlar, kaynağın ve hedefin aynı doğrultuda olmadığı montaj işlerinde çoğunlukla kullanılırlar. Robotun dönüş kabiliyeti çok yüksek olduğundan belirli bir doğrultuda olmayan işlerde kartezyen koordinatlı robotlara göre çok hızlıdırlar.

Küresel koordinatlı robotlarda, kola ait uzuvlardan biri doğrusal hareket yapabilecek, bunu destekleyen diğer uzuvlardan biri temele dik olan eksen etrafında, diğeri de bu eksene dik ve temele paralel bir eksen etrafında dönmektedir. Dikey hareket kolun açısal hareketiyle tutucunun aşağı ve yukarıya çıkabileceği kadardır. Bu tip robotlar, cilalama, transfer işlemlerinde, test ve kontrolde ağırlıklı olarak kullanılmaktadır.

SCARA robotlar, silindirik koordinatlı robotların özel bir tipi olarak kabul edilebilir. Bu tip robotta, temel yatağı etrafında dönen temele paralel kolunun ucunda aynı şekilde temele paralel dönen ikinci bir uzuv vardır. SCARA robotlar, genelde hafif ve orta elektronik mekanik montajında, parça test etmekte, malzeme taşımada, makine yüklenmesi ve boşaltılmasında kullanılmaktadır. Maksimum 20 kg. taşıma kapasitesine sahip olmasına karşın dikey, çok hızlı hareketi, çalışma hacmi içerisinde istediği yere çok çabuk ulaşılabilmesini sağladığından özellikle montaj işlerinde çok popülerdir.

Mafsallı robot kollar, İnsan kolunun hareketlerini taklit etmeye en yakın robot koldur. Üretim sistemlerinde diğer kolların hareket kabiliyetlerinin sınırlı olmasından dolayı mafsal sayısı genellikle 5 veya 6 adet olan robot kollara ihtiyaç duyulmuştur. Bu tip robot kollarda her mafsal ayrı ayrı kontrol edilebilen servo motorlardan oluşmaktadır. Mafsallarda bulunan motorlar 12–24 V. gerilim ile beslenmektedir. Hareket esneklikleri en yüksek olan robot kollardır. Kol üzerinde bulunan her eklem yeri şekil 5’de görüldüğü gibi X,Y,Z eksenlerinde üç boyutlu hareket yapabilmektedir. Çalışma alanı içerisinde tanımlanan bir noktaya en kısa yoldan ve kısa zamanda ulaşım imkânı tanımaktadır. Robotun hedef pozisyonlara yaklaşımı mafsal hareketi veya doğrusal X,Y,Z, koordinatları doğrultusunda hareket ederek gerçekleşmektedir. Diğer robot türlerine göre karmaşık bir yapıya sahip olup, programlanması da diğerlerine göre zordur.

Her mafsal şekil 6’da görüldüğü gibi program içersinden sınırlandırılan belirlenmiş bir alan içersinde hareket edebilmektedir. Bu da robotun güvenli bir çalışma ortamı ve alan içerisinde bulunan diğer parçalara çarparak zarar vermesini önlemekte ve hedef noktaya, robotun daha kısa zamanda ulaşmasını sağlamaktadır.

Yapılacak uygulamanın niteliğine göre robot kolun eksen sayısı tercihi yapılmalıdır. Daha basit işlemlerin uygulanmasında 3 eksenli robot kol yeterli gelmekte iken daha karmaşık ve çok fonksiyonlu bir uygulama işleminde 3 eksenli robot kol yeterli olmamaktadır. Uygulanan işlemler karmaşıklaştıkça mafsal sayısının artması gerekmektedir. Mafsal sayısının artması robotun hareket serbestliğini artırmaktadır.

4. ROBOT TAHRİK SİSTEMLERİ

Günümüzdeki modern yapıya ulaşmış robotlarda tahrik sistemi olarak genellikle AC servo motorlar kullanılırken, sanayide kullanılan birçok robot kolda, farklı tahrik sistemleri kullanılmaktadır[5].

4.1 Pnömatik

Birçok endüstriyel robotta tahrik sistemi olarak kullanılmakta olup, maliyetleri oldukça düşüktür. Ancak kontrolleri oldukça karmaşıktır. Basit yapılı robotlarda eksen hareketlerinin tahrikinde kullanılırken, gelişmiş robotların tutucu kısımlarının tahrik edilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Hemen hemen bütün fabrikalarda basınçlı havanın bulunması kullanımını yaygınlaştırmaktadır.

4.2 Hidrolik

İlk zamanlarda çok kullanılan bir tahrik sistemi olmasına rağmen bazı vazgeçilemeyen alanlar dışında yerini diğer tahrik yöntemlerine bırakmaktadır. Büyük güçlü robotlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Çünkü hidrolik olarak elde edilen tahrik gücünü diğerlerinde elde etmemiz mümkün değildir. Dezavantajları yavaş çalışmaları ve bulundukları ortamı yağ sızdırmalarından dolayı kirletmeleridir.

4.3 Elektrik

DC Servo Motorlar: Pozisyon ve hız kontrolünün geniş ölçülerde ve kolay yapılabildiği motorlar olduğu için kullanılmaktadırlar. Bakım masrafları ve kurulum masrafı diğerlerine göre çok daha fazladır. Bu sakıncalardan dolayı yerini giderek diğer elektrik motorlarına bırakmaktadır.
AC Servo Motor: Elektronik kontrolün gelişmesi ile birlikte bu motorlarda hız ve konum kontrolünde büyük ilerlemeler kaydedilmesi sonucu dc servo motorların yerini almaktadırlar. Dc Servo motorlara göre daha ucuzdurlar, bakıma az ihtiyaç duyarlar ve sessiz çalışma özellikleri vardır.

Step Motor: Diğer motorlara göre sürücü ünitelerinin ucuz olmasından dolayı tercih edilirler. Diğer motorlara göre konum kontrolünde daha hassas kontrol sağlama olanağı vardır. Daha çok robot tutucularında kullanımı yaygındır.

5. ROBOT PROGRAMLAMA

Robotların programlanmasında iki yöntem kullanılmaktadır. Bunlar öğretim yöntemi ve bir ara yüz programı ile programlamaktır. Basit yapılı robotların programlanması ara yüz programı ile yapılırken gelişmiş robotlar da uygulanabilen öğretim yöntemi programcıya büyük kolaylık sağlamaktadır[4].

5.1 Öğretim Yöntemi

Öğretim kutusu sayesinde robot istenilen noktaya hareket ettirilip bu pozisyonlar hafızaya alınabilir. Ayrıca öğretim kutusu üzerindeki menüler kullanılarak robot programlanabilir bilgisayarın bulunmadığı yerlerde robotun programlanması ve bütün işlevleri öğretim kutusu kontrolü ile sağlanır. Özellikle pozisyonların belirlenmesi işleminde büyük kolaylık sağlamaktadır. Parça hangi pozisyondan alınacak veya bırakılacak ise bu pozisyonlara gelip pozisyonun koordinatları direk olarak hafızaya alınır ve program içerisinde kullanılabilir. Ayrıca robot kola ait bütün set değerleri öğretim kutusu üzerinden yapılmaktadır. Robot ile kullanıcı arasındaki iletişimi sağlayarak kontrolü kolaylaştırmaktadır.

5.2 Ara Yüz Programı İle Programlama

Robotun kendine ait olan bir ara yüz programı ile robotun gerçekleştireceği işlem bilgisayar vasıtası ile programlanır ve robota yüklenir. Her firmanın geliştirmiş olduğu bir ara yüz programı bulunmaktadır. Bu programlarda kullanılan komutlar her marka robot için farklı olmaktadır. Robotun çalışma alanı içindeki hareket şekli, hızı, pozisyon belirleme işlemleri ara yüz programından gerçekleştirilebilir. Genel olarak bir robotun programlanması için izlenecek akış diyagramı bir sonraki sayfada verilmektedir.

6. ROBOT KULLANIM NEDENLERİ

Günümüzde robot, değişen iş şartlarına göre insanlar tarafından tekrardan programlanabilen hareketler yardımıyla az bir maliyetle kendisini yeni şartlara uydurabilen çok fonksiyonlu bir cihaz anlamına gelmektedir. Endüstriyel, askeri, sağlık, eğitim, araştırma alanlarında, ayrıca şov veya promosyon, kişisel ve hobi amaçlı olarak robotların kullanımı mümkün olmaktadır.

Robot, genelde bir insanın yapacağı işleri yapmak için programlanır. Isaac Asimov'a göre bir robot;

• İnsana zarar veremez ya da sonuçta insanın zarar görmesine sebebiyet verecek bir hareket içerisine giremez.
• Birinci koşula uymak şartıyla mutlaka insan emrini yerine getirir.
• Bu iki koşula uymak kaydıyla kendisini, meydana gelebilecek bir zarara karşı korur.

Günümüzde endüstriyel alandaki robotlar, insan işçilerin sıkıcı,  kötü,  tehlikeli veya çok ince görülmesi gereken işlerde yerini almak üzere tasarımlanmaktadırlar. Yaptıkları hareketlerde insan hareketlerini taklit etmektedirler, fakat insanın düşünce ve hareket tarzını kopyalayamazlar. Bazen insanların sahip olmadıkları metotlar ve özellikler yardımıyla bir insanın gösterebileceği performansın üzerine çıkarlar. Örneğin bir robot kızılötesi ve ultrasonik sensörler kullanabilir ve görüşü insandan daha iyi düzeyde olabilir. Göz olarak kullandığı sensörleri insandakinden farklı yerlerde, örneğin parmağında olabilir, böylelikle insanın göremediği şeyleri görebilir ve daha titiz bir çalışma yapabilir. İnsanların çalışamadıkları koşullar altında elektromanyetik özelliklere, özel tutma-kavrama cihazlarına ve değinilen tüm diğer özelliklere sahip bir robot rahatlıkla çalışabilir, çoğu zaman da daha ucuza daha iyi performans gösterebilir[3].

O halde üretim alanlarında birbiriyle bütünleşik üç olgu vardır: insan, robot ve otomasyon. Ne zaman bir işi yapmak üzere bir insanı veya bir robotu görevlendirmeli ya da otomasyon kullanılmalıdır? Bu sorunun cevabı bir kaç noktada gizlidir: Yapılacak iş pis, tehlikeli, zor veya ağır, kasvetli bir iş midir? Eğer öyleyse insan işçi bu işi uzunca bir süre aynı performansta yapamayacaktır. Bu durumda işi otomasyona veya robot işgücüne devretmek daha uygun olacaktır.

Bir diğer önemli soru; bu işi insanların yapmaya gönüllü olup olmadıklarıdır.   Çünkü insan bir çeşit en esnek makinedir.   Çok değişik koşullara uyum sağlama becerisi vardır. Eğer bir iş insan tarafından yapılabilecekse, insan tarafından yapılması daha iyidir,   fakat eğer iş zor ve çok tekrarlı bir işse insanlar bu işi yapmaya gönüllü olmayacaklardır ve işi robot işgücü yardımıyla halletmek daha mantıklı olacaktır[2].

Aşağıda verilenler robotun insan yerine tercih edilme sebeplerinden bazılarına gösterge olmaktadır.

1. Emek maliyetlerinin yüksek olduğu ülkelerde robot sayısının artmasındaki en önemli unsurlardan biri üretim maliyetlerinin robot kullanımıyla düşürülmesidir. Sosyal, sağlık ve emeklilik gibi yardımların da göz önüne alınmasıyla ortaya çıkan maliyet robot için harcanan paranın 3-4 katını bulabilmektedir. Ancak, emeğin ucuz olduğu ülkelerde tam tersi bir durum ortaya çıkmaktadır.
2. İşçilerin görevde olduğu sürecin % 15-20'lik bir bölümü ortaya çıkan yorgunluğun giderilmesi ve diğer ihtiyaçların karşılanması için geçer. Bu süre robotlarda % 2'yi geçmemektedir.
3. Robotlarda yorgunluk ve dikkat kaybı söz konusu olmadığından hatalı imalat sayısı insanın neden olduğu hatalı imalat sayısına göre neredeyse 0'dır. Böylece hatalı imalatın üretim maliyetindeki payı çok düşük kalır.
4. Robotun insanlar gibi haftalık 40 saat çalışma süresi kısıdı yoktur. Tüm hafta gece gündüz çalışabilir. Dolayısıyla insanlar bir işte vardiyalar halinde çalışıp sürekli değişim olurken o işte aynı robot devamlı çalışmaktadır. Bu yönüyle de birim üretim maliyeti çok düşmektedir.
5. Robotlar bazı işlerde insanlara kıyasla çok daha hızlı çalışırlar. Örneğin bir ark kaynağı robotu dakikada 75 cm. kaynak yapabilirken ortalama bir kaynak ustası dakikada ancak 25 cm. kaynak yapabilir. Hacimlerin ve ekipmanların daha etkin kullanımı ile belirli bir program dâhilinde üretkenlik artmaktadır.
6. Robotların pozisyonlama yeteneği insana göre daha yüksektir. Robot ile gerçekleştirilen bir kaynak dikişi genellikle taşlanmaya ihtiyaç duymaz ve robot ile üretilen parçalar insanın ürettiklerinden daha iyi toleranslara sahiptirler. Bazen operasyon hızının yüksek olması kaliteyi artırabilir. Örneğin ince parçaların kaynağının hızlı yapılması ısı yayılımını önleyerek parçalardaki çarpılmaların azalmasını sağlayacaktır. Ayrıca hızın kontrol edilmesiyle homojen bir kaynak dikişi elde edilecektir.
7. Sıcak dövme preslerinde tezgâh yüklenmesi ve boşaltılması robotların ilk uygulama alanlarından biri olmuştur. Yüksek sıcaklıktaki dövme esnasında parça belirli bir konumda tutulmalıdır. Önceleri bu işi, iki kişi uzun maşalar vasıtasıyla yaparken robot uygulanmasıyla tutma işi tutucu yardımıyla robot tarafından yapılmaya başlanmıştır. Böylece daha büyük hızlara ulaşılırken çalışanlar da sıcak parça ve kıvılcım sıçrama tehlikesinden uzaklaştırılmış olurlar. Daha iyi bir konumlamayla da ürün kalitesi artırılmış olur.
8. Bazı boyama işlerinde asit boyalar kullanılır ve bu boyalar da boyama görevlisinin sağlığı açısından çok tehlikelidir. Personelin sızdırmaz giysileri ve başlıklarla çalışmaları gerekir. Takılan başlıklara sürekli hava beslemesi gerekir. Bu koşullar altında çalışmak verimsiz ve yorucudur. Oysa aynı iş ortamında bulunan ve daha önceden programlanmış hareketleri yapan bir robot vasıtasıyla daha hızlı olarak daha yüksek kalitede gerçekleştirilebilir.
9. Her idarecinin birbirleriyle sürekli rekabet eden ve her söyleneni yapan çalışanları tercih edeceği aşikârdır. Aslında böyle bir durum her idarecinin hayalidir. Bazıları bir robot sistemi oluşturarak ve diğer ekipmanları da bu sisteme uydurarak bu hayali gerçekleştirmeye başlamışlardır. Yapılacak işlemler çok hassas biçimde programlanabilir ve malzemeler robot iş hücrelerine bilgisayar kontrolü altında ulaştırılabilir.
10. Robotlar, önceden programlanmış hareketleri büyük bir doğrulukla gerçekleştirdikleri gibi ne yapıldığını da büyük bir doğrulukla kaydedebilirler. Bu kayıtlar programlama, planlama ve kontrol işlemlerinin iyileştirilmesinde önemli bilgileri teşkil eder.
11. Robotlar, yeniden programlanma hatalarının düzeltilmesi işleminin basitliği dolayısıyla değişik işlere adaptasyonda önemli güçlük doğurmazlar ve işlemler uzun süreli üretim durmasına neden olmaz. Oysa sabit otomasyonda değişiklik yapmak, uzun süreli üretim aksamalarına neden olmaktadır.
12. Çeşitli uygulama durumlarında yeniden programlanabilme yeteneği, tutucunun değiştirilebilme özelliği, sistem ömrünü uzatır. Sabit otomasyon sistemlerinde değişiklik yapmak önemli bir harcamayı gerektirir ki bu harcama zaman zaman sistemin yeniden oluşturulma maliyetine yakın olabilir.

Robot işgücü ve insan arasında tercih yapılırken maliyetler de mutlak olarak göz önünde bulundurulmalıdır. Sonuçta robotlarında makineden bir farkı yoktur. Çalışma alanının maksimum kullanımı, robot parkını kurmak için gerekli yatırım, diğer maliyetler işletme açısından hayati önem taşırlar. Yatırımın geri dönüş süresi de göz ardı edilmemesi gereken bir konudur.

7. SEKTÖRLERE GÖRE DEĞERLENDİRME

Aşağıda verilen şekilden izlenebileceği gibi ülkemizde bulunan robotların %31,7'sini otomotiv sektörü kullanmaktadır. Yurt dışında olduğu gibi ülkemizde de robot kullanımı otomotiv sektöründe daha yoğundur. Otomotiv yan sanayisinde ise bu oran %22,3'tür. İki sektör birlikte dikkate alındığında ise %54 gibi bir oran ortaya çıkmaktadır ki bu da ülkemizdeki robotların yarıdan fazlasını otomotiv ve alt sanayilerin kullandığı anlamına gelmektedir. Otomotiv endüstrisinin yüksek teknoloji ile üretim yapması bu orana sebep olarak gösterilebilir.

Cam ve seramik sektörleri ise %22,8 gibi yüksek bir robot kullanım oranına sahip gözükmektedir. Bu oranın oldukça iyi olması toprak sanayisinde sektörün gelişmiş olması, büyük ve güçlü şirketlerin var olmasından dolayıdır.

Beyaz eşya sektörü ise %12,5'lik bir kullanım oranına sahiptir. Bu oran çok kötü kabul edilemeyecek ümit verici bir orandır. Kalan %10'luk payı ise ayakkabı, tekstil, gıda, lastik sanayileri ve üniversiteler almaktadır. Bu sektörlerin ve burada ismi verilmeyen diğer sektörlerin payının çok küçük olması ise robottan faydalanmayı düşünmedikleri, robot kullanım olanaklarının az olması, otomatize edilmiş makineleri ağırlıklı olarak kullansalar dahi tam otomasyon kurmuş olmamaları, genellikle kesikli üretim yerine sürekli üretim yapmalarının robotsuz olarak otomasyonu büyük ölçüde sağlamasından dolayı robota gerek duymamalarından kaynaklanmaktadır.

 

8. KULLANIM ALANLARINA GÖRE DEĞERLENDİRME

Tespit edilen 224 adet robotun en çok yaptıkları iş %19,6 ile punta kaynağı olmaktadır. Bunu % 18,3 ile malzeme taşıma ve otomasyonu sağlama izlemektedir. Paketlemede robotların %14,3'ü, ark kaynağında ise %9,4'ü çalıştırılmaktadır. Bunları %7,2 ile yapıştırma ve macun çekme, %6,7 ile zımpara, polisaj, sırlama, çapak alma, %5,3 ile boyama işleri takip etmektedir.

Robotlar daha küçük oranlarda su jeti ile kesme, gaz ile kesme, montaj, malzeme depolama, eğitim v.b. gibi faaliyetler için kullanılmaktadır. Burada en çok dikkati çeken, ülkemizde montaj işlerinde kullanılan robotların toplama oranının sadece %1,8 olmasıdır ki bu oran Japonya'da % 44 ve batı Avrupa ülkelerinde ise %5-15 arasında değişmektedir.

Ülkemizde robotlara beyaz eşya gibi kaba işlerde montaj işlemleri için fazla görev verilmemesi işçilik ücretlerinin düşük olması ve montaj işlerinde fazla hassasiyetin aranmamasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca elektronik sektörünün gelişmemiş olmasından dolayı da bu işte kullanılan robot oranını düşürmektedir.

Robot kullanan firmalar robot tercih nedenleri olarak kaliteli üretim, hızlı üretim, düşük maliyet, iyi çalışma koşulları, v.b. gibi sebepler göstermişler ve bunları sıralamışlardır. Elde edilen bilgilere göre kaliteli üretimi birinci sırada tercih etme %39 oranındadır. Hızlı üretim robot kullanımı tercihinde %55 oranla ikincil bir sebep olarak gösterilmiştir. Üçüncül sebep olarak ise düşük maliyetli üretim %44 oranındadır.

9. SONUÇ

Ülkemizde işçilik, sanayileşmiş ülkelere göre çok düşük olmasına rağmen büyük sanayi kuruluşlarımızın yoğun olarak, orta ölçekli olanların ise yavaş yavaş robot kullanmaya başladığı gözlenmektedir şeklinde iyimser bir tablo çizebilmemize rağmen, sanayileşmiş ülkelerle karşılaştırdığımızda da görmekteyiz ki kullandığımız robotlar sembolik denecek kadar azdır. Ülkemizde bir otomobil üretim firmasında 15-20 adet robot kullanırken sanayileşmiş ülkelerdeki on katı üretim kapasitesine sahip firmalarda 1500-2500 adet robotun kullanıldığı görülmektedir. Nüfus olarak, milli gelir olarak dünyanın %1'i kadar olan ülkemiz, robot nüfusu olarak dünya robot nüfusunun binde biri nispetindedir. Bu oranın azlığı, sanayileşmiş ülkelerde çok fazla robot kullanılmasından ve az gelişmiş ülkelerde de neredeyse hiç robot kullanılmamasından kaynaklanmaktadır.

Kullanıcılar tarafından verilen yanıtlar değerlendirildiğinde anket kapsamında olmak koşuluyla Türkiye'de kullanılan robotların ortalama yaşlarının 4 yıl olduğu tespit edilmiştir. Bu da Türkiye'de robot kullanımının fazla eski tarihlere dayanmadığını göstermektedir.

Ülkemizdeki robotların kullanım alanlarına baktığımızda ise daha çok hassasiyetin ve kalitenin önem taşıdığı ve robotun hızlı olmasından dolayı üretkenliğin arttığı işlerde robot kullanıldığı görülmektedir. Kısaca insanın başarması güç olan işlerde robot kullanılmakta ve tercih edilmektedir. Dolayısıyla robotun tercih edilmesi durumunda fayda sağlayacak birçok işte de insan gücü alternatifi seçilerek robot kullanılmamaktadır.

Ülkemizde robotun yaygın olarak kullanılmamasının sebebi olarak uygun ücret ile işgücü bulunabilmesini gösterebileceğimiz gibi sermaye potansiyelimizin azlığını da gösterebiliriz. Bir robot için aksamına göre 100 000 US$ ile 600 000 US$ arasında yatırım gerekmektedir.   Firmalar bu kadar yatırımı yapmaktansa işçi çalıştırarak ödemeleri zamana yaymayı ve ellerindeki imkânları daha basit yapılı makineler almak yoluyla kullanmayı tercih etmektedirler.

Kaynaklar

1)      Critchlow, A.J. Introduction to Robotics, McMillian Publishing Co. NewYork, 1985

2)      Fuller, J.L. Robotics Introduction, Programming and Projects, McMillian Publishing Co. New York, 1991

3)      Spitheri, C.J. Robotics Technology, Saunders College Publishing, A Division of Holt, Rinehart and Winston Inc., 1989

4)      World Industrial Robot 1997, Statistic, Analysis, Forecasts 2000, United Nations & International Robotic Federation, NewYork, 1997.

5)      James w. Masterson, Robert L, Towers, Stephan w.Fardo, "Robotics Technology", Publisher: The Goodheard-willcox Company, Incor. Tinley park, Illions, USA, 1999

      6)   Shiman Y.Nof. "Handbook of Industrial Robottics", USA, 1999