LAZER SENSÖRLERLE BİR ROBOTUN DOĞAL FREKANSLARININ VE STATİK ÇÖKMELERİNİN ÖLÇÜMÜ

Benzer belgeler
HARAKETLİ YÜK PROBLEMİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

PİEZOELEKTRİK YAMALARIN AKILLI BİR KİRİŞİN TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN BULUNMASINDA ALGILAYICI OLARAK KULLANILMASI ABSTRACT

ISLAKLIK ÖLÇÜMLERİ. a. Metalin paslanması b. Tahtanın çürümesi c. Ekmeğin küflenmesi. Şekil 1. Malzemeler üzerindeki bozulmalar

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 9 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Yapı Sağlığı İzleme Sistemlerinin Farklı Taşıyıcı Sistemli Uzun Açıklıklı Tarihi Köprülere Uygulanması

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

Titreşim Deney Düzeneği

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

UME 800 MPa DİNAMİK BASINÇ DÖNÜŞTÜRÜCÜLERİ ÖLÇÜM SİSTEMİ

BİR ASANSÖR KABİNİ SÜSPANSİYONU İÇİN DÜŞME ANALİZİ

Mekanizma Tekniği. Fatih ALİBEYOĞLU Ahmet KOYUNCU -1-

Doç. Dr. Bilge DORAN

DENEYSEL MODAL ANALİZ YÖNTEMİ İLE DÜZLEM ÇERÇEVELERİN DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

MAK Makina Dinamiği - Ders Notları -1- MAKİNA DİNAMİĞİ

T.C. SÜLEYMAN DEMĐREL ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK FAKÜLTESĐ MAKĐNE MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

YAPILACAK DENEYLERİN LİSTESİ

Cobra3 lü Akuple Sarkaçlar

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

MEKANİZMA TEKNİĞİ (1. Hafta)

MEKANİK SİSTEMLERİN DİNAMİĞİ (1. Hafta)

İçerik. Ürün no.: ODSL 96K/ S12 Optik mesafe sensörü. Teknik veriler Elektrik bağlantısı Kumanda ve gösterge Aksesuarlar

ITS-90 ULUSLARARASI SICAKLIK ÖLÇEĞİNE UYGUN OLARAK - 40 C / 420 C SICAKLIK ARALIĞINDA Pt-100 DİRENÇ TERMOMETRE KALİBRASYONU KARŞILAŞTIRMASI

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

MAK4061 BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM

Makina Dinamiği. Yrd. Doç. Dr. Semih Sezer.

MAK 101 Makine Mühendisliğine Giriş. Mühendislik Branşları Örnekleri. Mühendislik. Makine Mühendislerinin İşleri Arasında:

TTL ve CMOS BAĞLAÇ KARAKTERİSTİKLERİ

Araştırma Geliştirme Ltd. Şti. - Firma Tanıtım Sunumu -

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

AKILLI BİR PLAKANIN SERBEST VE ZORLANMIŞ TİTREŞİMLERİNİN KONTROLÜ

MÜHENDİSLİK EĞİTİMLERİNDE ÖLÇÜMBİLİM VE KALİBRASYON KONULARINDAKİ MEVCUT DURUMUN DEĞERLENDİRİLMESİ

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Online teknik sayfa FW102 SAÇILAN IŞIK-TOZ ÖLÇÜM CIHAZLARI

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

YAPI MEKANİĞİ LABORATUVARI

p 2 p Üçgen levha eleman, düzlem şekil değiştirme durumu

6. DENEY Alternatif Akım Kaynağı ve Osiloskop Cihazlarının Kullanımı

MESAFE VE KONUM ALGILAYICILARI

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

DENEY 2 ANKASTRE KİRİŞLERDE GERİNİM ÖLÇÜMLERİ

MEKANİZMA TEKNİĞİ (3. Hafta)

SARSMA TABLASINA YERLEŞTİRİLMİŞ 3 KATLI HASARLI VE HASARSIZ ÇELİK YAPI MODELİNİN DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

MEKANİK TİTREŞİMLER ve İZOLASYONU (Teorik Açıklamalar ve Uygulamalar)

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Prof. Dr. Yavuz YAMAN, Prof. Dr. Serkan ÖZGEN, Doç. Dr. Melin ŞAHİN Y. Doç. Dr. Güçlü SEBER, Evren SAKARYA, Levent ÜNLÜSOY, E.

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İMALAT MÜHENDİSLİĞİ PROGRAMI BAHAR IML-322 İMALATTA OTOMASYON ÖDEV 1 Çözümü Y.Doç. Dr.

Sakarya Üniversitesi - Bilgisayar Mühendisliği

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

MEKANĠK TĠTREġĠMLER DENEYĠ

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

TĠCARĠ ARAÇ GELĠġTĠRME PROJESĠ KAPSAMINDA DĠNAMĠK MODELĠN TESTLER ĠLE DOĞRULANMASI

HELİKOPTER ALT YAPILARININ DİNAMİK ANALİZİ İÇİN DÜŞÜK DERECEDE MODELLEME

BASINÇ DÖNÜŞTÜRÜCÜLERİNDE BESLEME GERİLİMİNİN KALİBRASYON SONUÇLARINA ETKİSİ

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

Online teknik sayfa. DBS60E-TBZZ00S31 DBS60 Core ARTIMSAL ENKODER

SIVI YOĞUNLUKLARININ BİRİNCİL SEVİYEDE BELİRLENMESİNİ SAĞLAYAN ÖLÇÜM DÜZENEĞİ

BİLGİSAYAR DESTEKLİ MÜHENDİSLİK SEMİNERİMİZE HOŞGELDİNİZ!!! HAZIRLAYAN: H.NAZIM EKİCİ

DİNAMİK. Ders_9. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

ABSOLUTE ROTARY ENKODER Tek Turlu Absolute Enkoder, Manyetik Ölçüm GENEL ÖZELLİKLER

Hava Aracının Üzerinden Titreşim Kaynaklı Enerji Hasatı Çalışmaları

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

BİR JET EĞİTİM UÇAĞI KOKPİTİNİN YAPISAL ANALİZLERİ

MAKİNE ELEMANLARI DERS SLAYTLARI

8. ALTERNATİF AKIM VE SERİ RLC DEVRESİ

DENEY-4 RL DEVRE ANALİZİ. Alternatif akım altında seri RL devresinin analizi ve deneysel olarak incelenmesi.

Deprem Kayıtlarının Seçilmesi ve Ölçeklendirilmesi

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 9A GERİNİM ÖLÇER KULLANARAK GERİLİM ANALİZİ YAPILMASI

Kablosuz Algılayıcı Ağlar Kullanılarak Bal Arıları İçin Nektar Akış Periyodunun İzlenmesi

KST Lab. Shake Table Deney Föyü

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

Mekanizma Tekniği DR. ÖĞR. ÜYESİ NURDAN BİLGİN

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSİ/UZAY MÜHENDİSİ

Ölçü Aletleri. İçindekiler. Uygulama. Uygulama Elektrik Karakteristikleri

S Ü L E Y M A N D E M İ R E L Ü N İ V E R S İ T E S İ M Ü H E N D İ S L İ F A K Ü L T E S İ O T O M O T İ V M Ü H E N D İ S L İ Ğ İ P R O G R A M I

DENEY FÖYÜ 4: Alternatif Akım ve Osiloskop

DENEY 1. İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK 2008 DEVRELER II LABORATUARI

MEKANİK TEST LABORATUVARI

BTÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI DERSİ

100 kv AC YÜKSEK GERİLİM BÖLÜCÜSÜ YAPIMI

Karayolu Köprülerinin Modal Davranışına Kutu Kesitli Kiriş Şeklinin Etkisi Doç. Dr. Mehmet AKKÖSE

ODTÜ'DE YAPILAN İNSANSIZ HAVA ARACI ÇALIŞMALARI

Kılavuz Rayları ve Emniyet Freni Mekanizmaları Üzerindeki Gerilmelere Dair Araştırma

BESMAK MARKA BCO 113 SERİSİ TAM OTOMATİK BİLGİSAYAR KONTROLLÜ HİDROLİK BETON TEST PRESİ VE EĞİLME TEST SİSTEMİ

A

5. (10 Puan) Op-Amp devresine aşağıda gösterildiği gibi bir SİNÜS dalga formu uygulanmıştır. Op-Amp devresinin çıkış sinyal formunu çiziniz.

KONUM ALGILAMA YÖNTEMLERİ VE KONTROLÜ

TurkUAV Tarim Havadan Görüntüleme ve Ölçüm Sistemi

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VIII. DENEY FÖYÜ

Transkript:

327 LAZER SENSÖRLERLE BİR ROBOTUN DOĞAL FREKANSLARININ VE STATİK ÇÖKMELERİNİN ÖLÇÜMÜ Zeki KIRAL Murat AKDAĞ Levent MALGACA Hira KARAGÜLLE ÖZET Robotlar, farklı konumlarda farklı direngenliğe ve farklı doğal titreşim frekanslarına sahiptir. Robotların uç nokta hassasiyetinin yükseltilebilmesi için tasarım aşamasında statik çökmelerinin ve doğal frekanslarının belirlenmesi önemlidir. Burada robotun ağırlığı ve uzuvlarının direngenliği önemli tasarım parametreleridir. Bu çalışmada, yüksek hassasiyetli ve temassız lazer ölçüm sistemi kullanılarak, tasarımı ve üretimi gerçekleştirilen SCARA tip bir robotun farklı konumları için uç nokta çökme ve doğal frekans ölçümleri yapılmıştır. Yapılan ölçümler ABAQUS sonlu elemanlar programı kullanılarak yapılan sayısal analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Özellikle doğal frekans değerleri için deneysel ve sayısal sonuçlar arasında iyi bir uyum elde edilmiştir. 1. GİRİŞ Farklı formlardaki robot manipülatörler endüstride uzun yıllardan beri hassas üretim ve montaj işlemlerinde kullanılmaktadırlar. Robotlar, başta otomotiv endüstrisi olmak üzere, yüksek hız ve tekrarlama hassasiyeti gerektiren işlemlerde, yüksek ilk yatırım maliyetlerine rağmen giderek artan kullanım oranlarına ulaşmaktadır. Tanımlanmış bir iş için robot seçiminde temel kriterler, robotun erişme mesafesi, en büyük çalışma yükü ve uç nokta hassasiyetidir. Robotlar, uzuv boyutları ve içerdikleri mafsal türlerine bağlı olarak farklı çalışma uzaylarına sahiptirler. Bir robot, çalışma uzayı içerisindeki değişen konumları için farklı direngenliklere sahiptir [1] ve sabit bir çalışma yükü için, değişen uzuv konumlarında farklı uç nokta çökmeleri elde edilir. Bununla birlikte, robot çalışma uzayı içerisinde, oluşan uç nokta çökmelerinin gerçekleştirilen iş için izin verilebilir sınırlar içerisinde kalması gereklidir. Robot üreticileri, ürettikleri her bir robot için, ilgili robota ait çalışma uzayı içerisinde koordinatları tanımlanmış bir dizi noktada, robot için tanımlanmış çalışma yükü altında çökme değerlerini lazer mesafe ölçüm sistemi ile ölçmektedir. Robot uç noktasının yük altında bulunduğu nokta ile gerçekte olması gereken nokta arasındaki farklılıklar ölçüm ile tespit edilir ve mafsallara uygulanan ilave hareket girdileri ile ortadan kaldırılır. Bir dizi uç nokta konumu için elde edilen bu ilave hareket girdileri robot için bir kalibrasyon dosyası olarak robot kontrol yazılımı tarafından kullanılır [2]. Bu çalışmada, SCARA tip iki serbestlik dereceli bir robot için, uç nokta çökmeleri iki farklı konum ve farklı uç nokta yükleri için lazer yer değiştirme algılayıcısı ile ölçülmüştür. Ele alınan robot manipülatörüne ait sayısal analizler, ticari bir sonlu elemanlar programı ile gerçekleştirilmiş ve uç nokta çökme değerleri için elde edilen deneysel ve sayısal sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bununla birlikte, robota ait doğal frekanslar, iki farklı konum için lazer yer değiştirme algılayıcıları ile ölçülen darbe cevaplarından hareketle hesaplanmış ve sayısal sonuçlar ile karşılaştırılmıştır.

328 2. ROBOT MODELİ Bu çalışmada ele alınan SCARA tip robota ait içyapı ve temel boyutlar Şekil 1 de verilmiştir. Ele alınan robot Dokuz Eylül Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümünde tasarlanmış ve üretilmiştir ve DEU- S45 900 olarak adlandırılmıştır. Robotun en açık konumunda uzanma mesafesi 900 mm dir ve uç nokta için maksimum çalışma yükü 45 kg dır. 550 mm 350 mm 2. Uzuv 520 mm Motor 1 1. Uzuv Motor 2 657 mm Gövde z x Şekil 1. DEU-S45 900 Robot Manipülatörü. Üretimi gerçekleştirilen manipülatör Şekil 2a da görülüğü gibi rijit bir kaide üzerine monte edilmiştir. Manipülatör için elde edilen kinematik çalışma uzayı Şekil 2b de gösterilmiştir. Kinematik çalışma uzayı robot uç noktasının ulaşabileceği noktaların sınırlarının belirtmektedir. İncelenen robot manipülatörü x-y düzleminde hareket edebilmektedir ve iki serbestlik derecesine sahiptir. Birinci uzuv için dönme serbestliği 360º iken ikinci uzuv için 150º dir. Şekil 2b de gösterilen M konumu manipülatörün erişebileceği en dış noktayı, R konumu ise en iç noktayı temsil etmektedir. Çalışma kapsamında uç noktanın M ve R konumları için statik çökme ve doğal frekans analizleri gerçekleştirilmiştir. (a) (b) Şekil 2. DEU-S45 900 Robot Manipülatörü ve Kinematik Çalışma Uzayı.

329 3. SAYISAL ANALİZLER Ele alınan robot manipülatörüne ait statik ve doğal frekans analizleri ABAQUS sonlu elemanlar yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir [3]. Sonlu elemanlar yönteminde, incelenen yapı sınırlı sayıda alt elemana ayrılır ve kullanılan eleman tipi ve eleman sayısı tarafından belirlenen sayıdaki düğüm noktası ile temsil edilir. Bu çalışmada her bir düğümünde üç öteleme serbestliğine sahip dört düğümlü üçgen prizma elemanlar kullanılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi ile incelenen yapıya ait sönümsüz dinamik davranış matris formunda Denklem (1) ile ifade edilir. [ M ]{} q& + [ K]{ q} = { f} & (1) Burada M yapıya ait kütle matrisini, K yapıya ait direngenlik matrisini, & q& yapıyı temsil eden düğüm noktalarındaki ivme vektörünü, q ise bu düğüm noktalarındaki serbestliklere ait yer değiştirme vektörünü, f ise yapı üzerinde etkili olan dış zorlama vektörünü ifade etmektedir. Dış zorlamanın statik formda olması durumunda ivme vektörü sıfır olacağından, düğümlerdeki yer değiştirmeler 1 {} q [ K] {} f = (2) şeklinde hesaplanabilir. Denklem (2) nin çözümü ile statik dış zorlama etkisinde yapının tümüne ait yer değiştirme dağılımı hesaplanabilir. Yapının serbest titreşimlerine ait frekansların belirlenmesi ise bir öz değer problemidir Denklem (3) ün çözümü ile hesaplanabilirler. 2 [ K]{} φ = ω [ M]{} φ (3) burada ω yapıya ait doğal frekans, Ф ise bu doğal frekansa ait titreşim biçimini ifade etmektedir. İncelenen robot manipülatörünün 2 no lu uzvunun farklı konumları için yapılan sayısal analizler sonucu elde edilen uç nokta çökmesi ve yapıya ait doğal frekans sonuçları Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Manipülatör 2 Nolu Uzvunun Farklı Açısal Konumları İçin Uç Nokta Çökme ve Frekans Değerleri. Konum (Teta2) ( ) Çökme (mm) (45 kg) Çökme (mm) (Yüksüz) Çökme (mm) (Fark) f1 (Hz) f2 (Hz) f3 (Hz) 0 (M) -0.546888-0.166665-0.380223 14.828 44.209 71.876 15-0.539932-0.164425-0.375507 14.876 44.285 71.030 30-0.519958-0.157922-0.362036 15.029 44.539 69.190 45-0.488192-0.147566-0.340626 15.272 44.896 66.763 60-0.446834-0.134117-0.312717 15.620 45.345 64.763 75-0.398805-0.118539-0.280266 16.019 45.695 63.105 90-0.347312-0.101851-0.245461 16.500 46.210 62.477 105-0.295902-0.085207-0.210694 16.994 46.717 62.046 120-0.248303-0.069738-0.178564 17.476 47.620 61.769 135-0.207645-0.056490-0.151154 17.901 48.832 61.049 150 (R) -0.176726-0.046391-0.130335 18.234 50.520 59.889

330 Şekil 3 de robot manipülatörünün sonlu elemanlar modeli ve M konumu için hesaplanan ilk üç doğal frekansına ait titreşim biçimleri görülmektedir. Titreşim biçimleri incelendiğinde manipülatöre ait ilk doğal frekansın x-y düzleminde, ikinci doğal frekansın x-z düzleminde, üçüncü doğal frekansın ise yine x-y düzleminde olduğu görülmektedir. Benzer titreşim biçimleri iki no lu uzvun farklı konumları için de elde edilmiştir. (a) (b) 44.209 Hz (c) 14.828 Hz 71.876 Hz Şekil 3. M Konumu İçin Doğal Frekanslar a) Birinci Mod, b) İkinci Mod, c) Üçüncü Mod 3. DENEYSEL ÇALIŞMA DEU-S45-900 robot manipülatörüne ait uç nokta çökmeleri ve doğal frekanslar yüksek hassasiyetli ve temassız ölçüm yapabilen iki adet lazer yer değiştirme algılayıcısı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kullanılan lazer yer değiştirme algılayıcılarına ait ölçüm aralıkları ve ölçüm hassasiyetleri Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2. Lazer Yer Değiştirme Algılayıcılarının Özellikleri [4]. Sensör Tipi Özellik 1. Algılayıcı (LK-G37) 2. Algılayıcı (LK-G157) Ölçüm kapsama alanı 30 ± 5 mm 150 ± 40 mm Hassasiyet 0.05 µm 0.5µm Spot boyutu 30x850 µm 120x1700 µm Örnekleme periyodu 20/50/100/200/500/1000 µs (6 değerden biri seçilebilir)

331 Lazer yer değiştirme algılayıcıları kullanılarak yapılan statik çökme ölçümlerinde uç nokta yükü kademeli olarak arttırılmış ve bu sırada uç nokta çökmeleri kaydedilmiştir. Uç nokta statik çökme değerlerinin ölçümü için kullanılan deney düzeneği Şekil 4 de verilmiştir. Oluşturulan deney düzeneğinde, lazer yer değiştirme algılayıcılarından alınan gerilim sinyalleri lazer kontrolcüsüne aktarılmakta, kontrolcüden çıkan sinyaller ise çok kanallı bir USB veri toplayıcı kart üzerinden bilgisayara gönderilmektedir. Veri toplama işlemi için yazılan bir program aracılığı ile yer değiştirme değerleri milimetre olarak bilgisayara kayıt edilebilmektedir. Lazer algılayıcılar için örnekleme frekansı ve filtre seçimleri lazer kontrolcüye ait program aracılığı ile ayarlanabilmektedir. Bilgisayar Konum M Lazer Algılayıcı-1 Çok Fonksiyonlu USB Veri Kartı LK-G3001V Lazer Algılayıcı Kontrolcüsü Şekil 4. Robot Uç Noktası Statik Çökme Ölçümü Deney Düzeneği. Şekil 4 de gösterilen deney düzeneği kullanılarak robotun M ve R konumları için yapılan statik çökme deneyleri sonuçları Şekil 5 de verilmiştir. Konum M Konum R Şekil 5. M ve R Konumları İçin Robot Uç Nokta Çökme Değerleri. Şekil 5 de farklı uç nokta yükleri için elde edilen uç nokta çökmeleri incelendiğinde, uç nokta yükü-uç nokta çökmesi ilişkisinin doğrusal olduğu gözlemlenebilir. Deneysel ölçümlerde robotun kendi ağırlığı ile oluşan uç nokta çökme değerleri referans olarak alınmış ve yüke bağlı ölçümler bu referansa göre yapılmıştır. Dolayısı ile Şekil 5 de verilen çökme değerleri uç nokta yükü etkisindeki deneysel çökme değerleridir. Elde edilen bu değerler Tablo 1 de M ve R konumları için elde edilen fark değerleri ile karşılaştırıldığında, sayısal ve deneysel çökme değerleri arasında önemli farklılıklar olduğu tespit edilmiştir. Oluşan bu farklılıklar gerçek model ile sonlu elemanlar modelindeki muhtemel farklılıklara bağlanabilir. Robot uç noktası için yapılan statik çökme ölçümlerinden sonra manipülatörün doğal titreşim frekansları darbe deneyi ile tespit edilmiştir. Bu amaçla, robot manipülatörü bir çekiç yardımı

332 ile Şekil 6 da gösterilen yönlerde sırası ile uyarılmış ve manipülatörün serbest titreşim cevabı 1 ve 2 no lu lazer algılayıcıları ile ölçülmüştür. Manipülatörün darbe uyarısına verdiği cevaplar hızlı Fourier dönüşümü ile işlenmiş ve serbest titreşim cevaplarına ait frekans içerikleri belirlenmiştir. Robot manipülatörünün M ve R konumları için x-y (1. yön) ve x-z (2. yön) düzlemlerinde etki ettirilen darbe zorlamasına karşılık elde edilen serbest titreşim cevapları ve bu cevaplara ait frekans içerikleri Şekil 7-10 da verilmiştir. M ve R konumları için elde edilen uç nokta statik çökme değerleri ve serbest titreşim frekans içeriklerinden elde edilen doğal frekans değerleri Tablo 3 de verilmiştir. Şekil 6. M Konumu İçin Darbe Deneyi. Şekil 7. M Konumu İçin Algılayıcı 1 İle Elde Edilen Serbest Titreşim Cevabı (1. yön) ve Frekans İçeriği.

333 Şekil 8. M Konumu İçin Algılayıcı 2 İle Elde Edilen Serbest Titreşim Cevabı (2. yön) ve Frekans İçeriği. Şekil 9. R Konumu İçin Algılayıcı 1 İle Elde Edilen Serbest Titreşim Cevabı (1. yön) ve Frekans İçeriği. Şekil 10. R Konumu İçin Algılayıcı 2 İle Elde Edilen Serbest Titreşim Cevabı (2. yön) ve Frekans İçeriği.

334 Tablo 3. Manipülatörün M ve R Konumları İçin Elde Edilen Sayısal ve Deneysel Sonuçlar. Konum Karşılaştırma Değeri Sayısal Analiz Deneysel M R Statik çökme (mm) 0.380 0.735 f 1 (Hz) 14.828 14.160 f 2 (Hz) 44.209 43.850 f 3 (Hz) 71.876 70.040 Statik çökme (mm) 0.130 0.345 f 1 (Hz) 18.234 17.240 f 2 (Hz) 50.520 54.800 f 3 (Hz) 59.889 66.500 Tablo 3 de verilen değerler incelendiğinde, robot manipülatörünün M ve R konumları için elde edilen sayısal ve deneysel çökme değerleri arasında önemli farklılıklar olduğu gözlemlenmektedir. Bununla birlikte doğal frekans değerleri için sayısal ve deneysel sonuçlar arasında oldukça iyi bir uyum elde edilmiştir. Özellikle, robot manipülatörünün direngenliğinin daha düşük olduğu M konumu için elde edilen sayısal ve deneysel sonuçlar birbirine daha yakındır. SONUÇ Bu çalışmada, tasarımı ve üretimi Dokuz Eylül Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü nde gerçekleştirilen SCARA tipi bir robot manipülatörüne ait uç nokta çökmeleri ve manipülatöre ait doğal frekanslar sonlu elemanlar yöntemi ile sayısal, lazer yer değiştirme algılayıcıları aracılığı ile deneysel olarak belirlenmiştir. Robot manipülatörünün değişen konumları için farklı yapısal direngenliğe sahip olduğu, uç nokta çökmeleri ve doğal frekanslardaki değişimler aracılığı ile hem sayısal hem de deneysel olarak gösterilmiştir. Lazer yer değiştirme algılayıcıları ile yapılan uç nokta statik çökme ölçümlerinden elde edilen deneysel sonuçlar ile sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen sayısal sonuçlar arasında önemli farklılıklar gözlemlenirken, robot manipülatörüne ait ilk üç doğal frekans değerinde sayısal ve deneysel sonuçlar arasında oldukça iyi bir uyum olduğu gözlemlenmiştir. TEŞEKKÜR Yazarlar, bu çalışmaya destek veren TÜBİTAK a (Proje No: 104M373) teşekkür eder. KAYNAKLAR [1] AKDAĞ, M. Design and Analysis of Robot Manipulators by Integrated CAE Procedures, DEÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 2008. [2] ABB Absolute accuracy paper, 2006. http://www.jandmtech.com./poonaautomation. [3] ABAQUS 6.5 Analiz kullanıcı kılavuzu, 2004. [4] Keyence LK-G serisi teknik veri sayfası, 2005. http://www.keyence.co.uk/products/vision/laser/lkg

335 ÖZGEÇMİŞLER Zeki KIRAL Şubat 1972 de Niğde de doğdu. 1988 yılında İzmir Çınarlı Endüstri Meslek Lisesi nden mezun oldu. 1992 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü nden Lisans, 1996 yılında DEÜ Fen Bilimleri Enstitüsü nden Yüksek Lisans ve 2002 yılında Doktora derecelerini aldı. 1993 2002 yılları arasında aynı üniversitede Araştırma Görevlisi olarak, Aralık 2002-Temmuz 2003 arasında da Öğretim Görevlisi olarak çalıştı. Halen Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü, Makina Teorisi ve Dinamiği Anabilim Dalında Yardımcı Doçent olarak görev yapmaktadır. Murat AKDAĞ 1977 yılı Burdur doğumludur. 1995 yılında Ankara Yıldırım Bayezit Anadolu Lisesi nden mezun olmuştur. 1999 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümün den mezun olmuştur. 2002 yılında DEÜ Fen Bilimleri Enstitüsü nden Yüksek Mühendis ve 2008 yılında da Doktor ünvanlarını almıştır. 2000 yılından beri Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Makina Teorisi ve Dinamiği Anabilim Dalında Araştırma Görevlisi olarak görev yapmaktadır. Levent MALGACA 1975 yılı İzmir doğumludur. 1992 yılında İzmir İnönü Lisesi nden mezun olmuştur. 1997 yılında Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümünü Bölüm birincisi olarak bitirmiştir. Aynı Üniversiteden 2001 yılında Yüksek Mühendis ve 2007 yılında Doktor ünvanını almıştır. 1997 yılından beri Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Makina Teorisi ve Dinamiği Anabilim Dalında Araştırma Görevlisi olarak görev yapmaktadır. Ölçme ve sinyal analizi, bilgisayar destekli tasarım/mühendislik, akıllı yapılar ve aktif titreşim kontrolü ilgi alanlarıdır. Evli ve bir oğlu vardır. Hira KARAGÜLLE 1955 yılında Artvin'de doğdu. Ege Üniversitesi nden 1977 de makina mühendisliği ve 1978 de yüksek mühendislik dereceleri aldı. 1984 te "Massachusetts Institute of Technology" den doktora derecesi aldı. 1985 te Dokuz Eylül Üniversitesi nde göreve başladı. 1986 da doçent 1992 de profesör oldu. Darmstadt Teknik Üniversitesi ve Southampton Üniversitesi nde misafir öğretim üyesi olarak bulundu. 1993 1998 de Kırıkkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekanlığı görevini yürüttü. Evli ve iki çocuk babası olup halen Dokuz Eylül Üniversitesi öğretim üyesidir.