Endüstriyel robot kollarının tasarımından kaynaklanan ölü yüklerin sonlu elemanlar yöntemi ile optimize edilmesi ve işletme maliyetlerine etkisinin incelenmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2018
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Endüstriyel robotlarda erişim mesafesinin uzamasına ve taşıma kapasitesinin artmasına bağlı olarak ön görülen tork artmaktadır. Bu durum özellikle 2. Eksende daha güçlü motorların seçimini zorunlu kılmaktadır. Robottan beklenen konumlama hassasiyeti arttıkça da kol rijitliği önem kazandığından elastisitesi düşük malzemelerin kullanılmaktadır. Bu durumda, işletme şartlarında motorun sarf ettiği enerjinin yaklaşık %70'i âtıl yüklere harcanmaktadır. Bu çalışmada model olarak seçilen 5 farklı markaya ait robot kolları üzerinde öncelikle Ansys programı kullanılarak statik analizler yapılmıştır. Kollarda oluşan gerilme ve yer değiştirmeler bölge ve miktar bağlamında incelenmiş ve alternatif tasarımlar öngörülerek tekrar analiz edilip karşılaştırmalar yapılmıştır. Ansys Shape Optimizasyon modülü kullanılarak alternatif tasarımda geometri değişimi yapılmıştır. Robot kolun malzeme özelliği değiştirilerek analizler tekrarlanmış ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Aynı konumlama hassasiyetinde (sehim miktarlarını artırmadan) âtıl yüklerin azaltılması üzerine çalışılmıştır. Çalışma sonucunda âtıl yüklerden %13'lük, motor maliyetinden ise % 10'luk bir tasarruf sağlanmıştır. İşletme maliyeti de dahil edildiği zaman bu çalışmadan % 24'lük bir tasarruf elde edilmiştir.
In industrial robots, projected torque is increasing depending on the extending reach length and payload. This requires selection of powerful engines particularly on the second axis. Since arm's rigidity becomes more important as the expected positioning precision increases, less fexible materials are used. Therefore, during operation conditions, 70 % of engine's energy is used for inert payloads. In this study, first, static analyses conducted on five different robotic arms belong to different brands by using Ansys. Arm's stress and deformation in terms of region and quantity are inspected, and alternative designs are analysed and compared with each other. Geometric changes are introduced into alternative design by employing Ansys Shape Optimization modul. Analysis are repeated and compared with others by changing material properties of robot arm. In this way, inert payloads are minimized (without increasing the allocation quantity) at the same positioning precision. This study achieved 13 % decrease in inert payloads and 10 % decrease in engine cost. This study found that 24 % annual return to business is possible.
In industrial robots, projected torque is increasing depending on the extending reach length and payload. This requires selection of powerful engines particularly on the second axis. Since arm's rigidity becomes more important as the expected positioning precision increases, less fexible materials are used. Therefore, during operation conditions, 70 % of engine's energy is used for inert payloads. In this study, first, static analyses conducted on five different robotic arms belong to different brands by using Ansys. Arm's stress and deformation in terms of region and quantity are inspected, and alternative designs are analysed and compared with each other. Geometric changes are introduced into alternative design by employing Ansys Shape Optimization modul. Analysis are repeated and compared with others by changing material properties of robot arm. In this way, inert payloads are minimized (without increasing the allocation quantity) at the same positioning precision. This study achieved 13 % decrease in inert payloads and 10 % decrease in engine cost. This study found that 24 % annual return to business is possible.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Endüstriyel robot, Robot kol optimizasyon, Sonlu elemanlar yöntemi, ANSYS, Robot arm optimization, Industrial robot, Finite elements method
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Buğday, M. (2018). Endüstriyel robot kollarının tasarımından kaynaklanan ölü yüklerin sonlu elemanlar yöntemi ile optimize edilmesi ve işletme maliyetlerine etkisinin incelenmesi. (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi) Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Konya.
