Bir robot manipulatörün bilgisayar destekli mühendislik araçları ile çalışma uzayı analizi

Abstract

Robot manipülatörleri üretim, montaj, kaynak, boya, paketleme gibi otomasyona dayalı günümüz endüstriyel uygulamalarında sıkça kullanılan sistemlerdir. Üretimde hız, yüksek hassasiyet ve kalite artışı robot manipülatörlerinin sağladığı üstünlüklerdir. Karmaşık geometrilere sahip bu sistemlerin tasarımlarında klasik yöntemler yerine günümüz modern mühendislik araçları kullanılmaktadır._x000B_Bu çalışmada, ele alınan bir endüstriyel robot manipülatörü için statik ve dinamik analizler, sonlu elemanlar yöntemi kullanan ticari bir bilgisayar destekli mühendislik yazılımı olan CosmosWorks ile gerçekleştirilmiştir. Farklı çalışma yükleri için, robot manipülatörünün üç boyutlu çalışma uzayı içerisindeki farklı noktalara erişmesi durumundaki uç nokta statik yer değiştirmeleri ve manipülatör üzerinde oluşan en büyük von-Mises gerilmeleri sayısal olarak hesaplanmıştır. Bu şekilde, robot manipülatörünün çalışma uzayı içerisindeki statik davranışı belirlenmiştir. Ayrıca, robot manipülatörünün farklı konumlardaki direngenliklerini incelemek amacı ile doğal frekans analizleri yapılmıştır. Manipülatörün çalışma uzayı içerisindeki doğal frekans değişimleri üç boyutlu olarak sunulmuştur. Ayrıca robot manipülatörünün belirlenen bazı hareketleri farklı hızlarda gerçekleştirmesi durumunda gereksinim duyduğu mafsal momentleri de incelenmiştir. Robot manipulators are frequently used in automation system based on industrial applications like manufacturing, welding, painting and packing. Velocity, high sensitivity and quality are the advantages of the robot manipulators in manufacturing. During the design of such complicated geometric systems, modern engineering methods are often preferred rather than classical methods._x000B_In this study, static and dynamic analyses of an industrial robot manipulator are performed by using a commercial computer aided engineering software CosmosWorks, which uses the finite element method. End point static displacement and maximum von-Mises stresses on the robot manipulator are calculated numerically for different pay loads where the manipulator reaches to different points in three dimensional workspace. In this way, the static behavior of robot manipulator is determined in its workspace. In addition, natural frequency analyses are performed to identify the stiffness of the robot manipulator for different positions. Natural frequency variotions of manipulator in its workspace are presented in three dimensional space. Besides, joint torques which are required by the robot manipulator to perform some motions in different velocities are also investigated.