6 serbestlik dereceli oto ve kamyon lastiği pişirme kalıpları için temizleme robotu tasarımı ve gerçek zamanlı pozisyon kontrolü

Abstract

Oto lastik imalatı gerçekleştirilen fabrikalarda kullanılan pişirme kalıpları belirli bir imalat periyodunda temizlenmesi gerekmektedir. Bu kalıplar yarı mamul lastik pişirme esnasında lastik malzemesinden kaynaklı kauçuk bazlı kirlenmeye maruz kalmaktadır. Ortalama 2000 adet lastik imalatından sonra bu kalıpların temizlenmesi gerekmektedir. Geleneksel temizleme yöntemleri kuru buz ve kumlama olup bu yöntemler manuel olarak uygulandığı için iş güvenliği ve proses zamanı açısından problem yaratmaktadır. Bu tez çalışmasında, iş güvenliği ve süreç zamanı kayıplarını ortadan kaldırmak amacıyla 6 serbestlik dereceli bir seri robotun tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiş olup bu robot oto lastik kalıp temizleme endüstrisinde ürün haline getirilmiştir. Robot endüstriyel bilgisayar tabanlı yazılım sayesinde gerçek zamanlı hareket kontrolü gerçekleştirilmiştir. Tasarım çalışmalarında, 6 eklemli robotun ileri ve ters kinematiği ve Jakobiyen analizi gerçekleştirilmiştir. Matlab-Simscape ortamında, robotun ters ve ileri dinamik analizi gerçekleştirilerek, robottan alınan gerçek yörünge verileriyle (konum, hız ve ivme) simülasyon sonuçları karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Sonuç olarak bu tezde, mekanik tasarım, hareket kontrol yazılımı ve kullanıcı ara yüzü tasarımı gerçekleştirilip 12 kg yük taşıma kabiliyetine sahip 0,25mm hassasiyetli 6 serbestlik dereceli oto ve kamyon lastik kalıpları için temizleme robotunun prototipi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen prototipin fonksiyon ve saha testleri yapılmış, bu testler sonucunda başarılı sonuçlar elde edilmiş olup, oto ve kamyon lastik kalıpları temizleme robotu endüstrisi pazarında ürün haline getirilmiştir.

The curing molds used in the factories where tire production is carried out need to be cleaned in a certain manufacturing period. These molds are exposed to rubber-based contamination from the rubber material during semi-finished tire baking. After an average of 2000 tires, these molds need to be cleaned.Conventional cleaning methods are dry ice and sandblasting. These methods are applied manually and create problems in terms of work safety and process time. In this thesis, the design and manufacturing of a 6 degree of freedom robot has been discussed in order to eliminate job safety and process time losses. Real-time motion control was design with the help of industrial computer-based software. In the design studies, forward and inverse kinematics and Jacobian analysis of 6 articulated robots were performed. In Matlab-Simscape environment, reverse and advanced dynamics analysis of the robot were performed and the simulation results were confirmed by comparing the actual trajectory data (position, velocity and acceleration) obtained from the robot. As a result, in this thesis, mechanical design, motion control software and user interface design were realized and prototype of cleaning robot for 6 DOF auto and truck tire molds with 0.25mm precision and 12 kg load capacity were realized. Functional and field tests of the developed prototype have been made and these results have been obtained as a result of successful tests and auto and truck tire molds cleaning robot has become a product in industry the market.