Saçların kaynakla birleştirilmesinde robotik sistemin kaynak kalitesine ve hassasiyetine etkisinin araştırılması

Abstract

Bu yüksek lisans tezinde, günümüzün hızla gelişen, otomasyon ve esnek imalat sistemleri içerisindeki ana elamanları olan endüstriyel robotlar ve robotlu kaynak sistemleri incelenmiştir. Kaynak, robotlar tarafından uygulanan ilk proseslerdendir ve günümüzde de robotların uygulama alanları arasında hala başı çekmektedir. Bu çalışmanın ilk bölümünde endüstriyel robotların çeşitli kurumlar tarafından yapılmış tanımlamaları, endüstriyel gelişim süreçleri içerisindeki tarihçeleri ve değişik kriterlere göre sınıflandırılmaları verilmiştir. Daha sonra robotik kaynak sistemleri, nokta direnç kaynağı ve ark kaynağı uygulamaları olarak ikiye ayrılmış ve direnç kaynağı uygulamalarından kısaca bahsedilerek robotik ark kaynağı uygulamaları tüm bileşenleriyle tanıtılmıştır. Bu çalışmada, kaynak kalitesini ve hassasiyetini etkileyen parametreler kısaca özetlenmiş ve bunları kontrol altında tutabilmek için en etkin yöntemin ark sensörleri ve görsel dikiş izleme sistemleri olacağı kararına varılmıştır. Bu sensörlerin off-line programlama içerisine dahil edilmesiyle oluşturulacak sistemlerin de bu alanda gelecekteki en büyük gelişme olacağı düşüncesi vurgulanmıştır. Tezin son bölümünde ise bir robotlu ark kaynak hücresi tasarımı referans alınarak, burada kullanılabilecek servo pozisyoner hesaplamaları verilmiştir. Üç eksenli H tipi servo pozisyoner için Newton-Euler formülasyonuyla dinamik hareket denklemleri çıkarılmış ve her bir eksene uygulanması gereken motor tork değerleri bulunmuştur. Bulunan bu değerlere göre seçimi yapılan pozisyonerin, kaynak kalitesine ve hassasiyetine etkisi vurgulanmıştır.In this thesis work, Industrial robots and Robotic welding systems have been researched which are the main elements of today's rapidly growth Automation and Flexible Manufacturing Systems. Welding is one of the first processes that applies by the robots and it is still the major application area of robots. In the first section of this thesis, definitions of industrial robots that explained by various associations, robot's histories at the phases of development, and the classifications of robots according to different criterions have been given. Then, robotic welding systems have been examined under into two subtitle as robotic arc welding and robotic spot (resistance) welding applications. After a short discussion about spot welding applications, robotic arc welding applications have been investigated with all the components in a detail. In this study, the parameters which have influence on the quality and the precision of welding have been summarized and reached the decision that arc sensors and visual seam tracking systems are the best techniques to keep these parameters under control. It was highlighted that constituting systems by taking these sensors into the off-line programming will be the best development idea in the future. At the last section of the thesis, servo positioner calculations have been computed and examined for one of the robotic arc welding cell. Dynamic motion equations have been created by Newton-Euler formulation for three axis H type servo positioner and motor torque values which are necessary to apply for each axis, have been reduced. The influence of the selected positioner on the quality and precision of welding which has been chosen according to these values is highlighted.