Kaynak robotları, tahrik yöntemlerine göre sınıflandırılabilir.
Kaynak robotları, modern otomatikleştirilmiş kaynak üretim hatlarının temel yürütme birimleridir. Hareket doğrulukları, tepki hızları ve taşıma kapasiteleri büyük ölçüde tahrik sisteminin performansına bağlıdır. Tahrik sistemi, kontrol komutlarını robotun eklemlerinin hareketlerine dönüştürmekle görevlidir.
Kaynak robotlarının tahrik yöntemleri temel olarak aşağıdaki türlere ayrılır:
1.Hidrolik iletimli robot: Adından da anlaşılacağı üzere bu tür robotlar, mekanik hareketleri gerçekleştirmek için hidrolik gücü kullanır. Özellikleri şunlardır: 100 kg’ı aşan tutma kapasitesi, pürüzsüz iletim, kompakt yapı ve hassas hareket. Ancak sızdırmazlık elemanlarına çok sıkı gereksinimleri vardır.
Avantajlar:
Yüksek güç/ağırlık oranı: Aynı hacim için çıkış kuvveti, pnömatik ve elektrikli tahrik sistemlerine kıyasla çok daha büyüktür.
Güvenilir Hareket: Hidrolik yağın sönümleme özellikleri vardır ve güçlü darbe direncine sahiptir.
Kendinden yağlamalı: Hidrolik yağ hareketli parçaları yağlar ve uzun bir kullanım ömrüne sahiptir.
Sınırlamalar:
Sızıntıya eğilimli: Contaların aşınması kolayca yağ sızıntısına neden olur ve kaynaklanan iş parçasını kirletir.
Sıcaklık artışına duyarlılık: Yağ sıcaklığındaki değişimler viskozitede değişime neden olur ve kontrol doğruluğunu etkiler.
Karmaşık Bakım: Bir hidrolik istasyon, soğutma ve filtrasyon sistemi gerektirir ve büyük bir alan kaplar.
2.Pnömatik manipülatörler hareketlerini sağlamak için sıkıştırılmış hava kullanan manipülatörlerdir. Ana avantajları şunlardır: kolayca temin edilebilir hava kaynağı, düşük çıkış kuvveti, hızlı pnömatik hareket, nispeten basit yapı ve düşük maliyet. Ancak dezavantajları arasında, havanın sıkıştırılabilirliğine bağlı olarak çalışma hızında kötü kararlılık, önemli darbe etkisi ve nispeten düşük hava basıncı nedeniyle genellikle yaklaşık 30 kg civarında sınırlı bir tutma ağırlığı sayılabilir. Hidrolik manipülatörlere kıyasla pnömatik manipülatörler, yüksek hız, hafif yük, yüksek sıcaklık ve tozlu ortamlar için daha uygundur.
Avantajlar:
Düşük maliyet: Ucuz hava kaynağı ve aktüatörler, basit bakım.
Isınma yok: İyi ısı dağılımı; yüksek sıcaklıklı kaynak ortamlarında yardımcı hareketler için uygundur.
Temiz: Kirlilik içermeyen egzoz.
Sınırlamalar:
Zayıf konumlandırma yeteneği: Keyfi ara noktalara konumlandırma zordur; yalnızca uç noktalar için uygundur.
Düşük hızda sürünme: Düşük hızlarda kararsız hareket.
Yüksek gürültü: Egzoz gürültüsü genellikle 75 dB’yi aşar.
3. Mekanik Aktarım Robot Kolu: Bu tür robot kolu, mekanik bir aktarım mekanizmasıyla tahrik edilir. Ana makine tezgâhına bağlı özel bir robot koludur ve gücü çoğunlukla çalışma mekanizmasından iletilir. Ana özellikleri, hassas ve güvenilir hareket, yüksek hareket sıklığıdır; ancak yapısal olarak daha büyüktür ve hareket programı sabittir. Genellikle ana makine tezgâhında malzeme yükleme ve boşaltma işlemlerinde kullanılır.
Avantajlar:
Yüksek hassasiyet ve doğru aktarım oranı: Mekanik aktarım, kaymaya neden olmayan (dişliler veya vida milleri gibi) rijit dişlendirme veya temas üzerine kuruludur; bu nedenle kesin aktarım oranları ve yüksek tekrarlanabilirlik sağlar. Hidrolik sistemlerde yaygın olan sızıntı veya histerezis problemlerini önler.
Hızlı yanıt süresi: Mekanik bileşenlerin yüksek rijitliği vardır ve hidrolik yağ veya gazın sıkıştırılabilirliğine sahip olmaması, doğrudan hareket iletimine ve başlama, durma ve yön değiştirme işlemlerinde hızlı tepki verilmesine neden olur; bu da yüksek hızda çalışma için uygundur.
Güçlü yük kapasitesi: İyi tasarlanmış bir vites kutusu veya bağlantı mekanizması aracılığıyla büyük statik ve dinamik yükleri taşıyabilir ve yüksek iletim verimine sahiptir (özellikle dişli iletimde verim %90’ı aşar).
Yüksek güvenilirlik ve uzun kullanım ömrü: İyi yağlama ve normal işletme koşulları altında mekanik bileşenlerin uzun yorulma ömrü vardır, arıza modelleri belirgindir ve tahmin edilmesi ile bakımı kolaydır.
Avantajlar: Güçlü çevresel uyum yeteneği: Elektrikli tahrik sistemlerinin elektromanyetik girişimlere, hidrolik tahrik sistemlerinin ise yağ kirliliğine karşı hassas olmalarının aksine, saf mekanik şanzımanlar yüksek sıcaklık, toz ve radyasyon gibi zorlu çevre koşullarına belirli bir dayanıklılığa sahiptir.
Sınırlamalar:
Karmaşık yapı ve büyük boyut/ağırlık: Çoklu serbestlik derecesine sahip hareketlerin gerçekleştirilmesi, bağlantı elemanları, mafsallar ve dişlilerin karmaşık kombinasyonlarını gerektirir; bu da büyük atalet momentine sahip, hacimli bir robot oluşturur ve yüksek hızda dinamik performansı sınırlar.
Kötü esneklik: Tamamen mekanik iletim sistemlerinin (örneğin kamlar ve bağlantı mekanizmaları) tasarımı ve üretimi tamamlandıktan sonra, hareket yörüngesi ve stroku sabit kalır; bu nedenle çok çeşitlilikli, küçük partili üretim ihtiyaçlarına uyum sağlamak zordur. Hareketin değiştirilmesi genellikle kamanın yeniden takılması ya da bağlantı mekanizmasının ayarlanması gibi zaman alıcı ve emek yoğun işlemler gerektirir.
Oyun (backlash) vardır: Dişli çarkların birbirleriyle teması ve mafsallı bağlantılar kaçınılmaz olarak oyun (backlash) içerir. Uzun süreli aşınma bu oyunu artırır ve böylece iletim mesafesi ile konumlandırma doğruluğu azalır; bu da kaynak yörüngelerinin kalitesini olumsuz etkiler.
Yüksek üretim maliyetleri ve bakım gereksinimleri: Yüksek hassasiyetli dişliler, yüksek hassasiyetli vida milleri ve diğer parçaların üretimi zor ve maliyetlidir. Aynı zamanda mekanik bağlantı elemanları düzenli olarak yağlanma, toz önleme ve aşınma izleme gerektirir; bu da büyük bir bakım yüküne neden olur.
Avantajlar: Gürültü ve Titreşim: Yüksek hızda çalışırken dişli çarkların kavrama darbesi ve bağlantı elemanlarının eylemsizliği önemli ölçüde gürültü ve mekanik titreşim oluşturur; bu da kaynak arkının kararlılığını olumsuz etkileyebilir.
4. Elektrik Tahrikli Robot Kolu: Bu tür robot kolları, özel yapıya sahip bir asenkron motor, doğrusal elektromekanik sistem veya güç adımı motoru kullanarak aktüatörü doğrudan tahrik eder. Ara dönüştürme mekanizmasına gerek duyulmadığından mekanik yapı görece basittir. Özellikle doğrusal motorlu robot kolları yüksek hız ve uzun strok sunar ve bakım ile kullanım açısından oldukça uygundur.
Avantajlar:
En Yüksek Hassasiyet: Karmaşık uzay eğrilerini (örneğin daire yayları ve spline eğrileri) kaynaklamaya yeteneklidir.
Esnek Kontrol: Dijitalleştirme, ağ entegrasyonu ve öğretme programlamasının uygulanması kolaydır.
Yüksek enerji verimliliği: Enerji dönüşüm verimliliği %90'ı aşabilir; bekleme modunda güç tüketimi düşüktür.
Düşük Bakım: Temizliği sağlamak için hidrolik yağ veya hava hortumlarına gerek yoktur.
Sınırlamalar:
Yüksek maliyet: Servo motorlar ve hassas redüktörler pahalıdır.
Aşırı ısınmaya karşı koruma: Tam yük altında uzun süreli yüksek hız kaynak işlemi sırasında motor soğutması izlenmelidir.
Elektromanyetik Girişime Duyarlı: Uygun kalkanlama ve topraklama gerektirir.
Genel olarak, modern kaynak robotları tam elektrifikasyon, yüksek hassasiyet, ağ bağlantısı ve iş birliği doğrultusunda gelişmektedir. Sürüş ve aktarma sistemlerinin derin entegrasyonu (doğrudan tahrik tork motorlarında redüktörün kaldırılması ve eklem içlerine sürücü modüllerinin entegrasyonu gibi) güvenilirliği ve yörünge takip performansını daha da iyileştirmektedir. Gelecekte, servo kontrol algoritmalarının (örneğin kuvvet kontrolü ve görsel servo kontrol) ile yapay zeka teknolojisinin birleştirilmesiyle kaynak robotları, giderek daha karmaşık kaynak süreçleri ve üretim ortamı gereksinimlerine karşı daha fazla zeka ve esneklik yönünde evrilecektir.
