5.50. OTOMOBĠL TEKERLEĞĠ MONTAJ OTOMASYONU

Transkript

1 5.50. OTOMOBĠL TEKERLEĞĠ MONTAJ OTOMASYONU Prof. Dr. Asaf VAROL GiriĢ: Hızla geliģen bilgisayar teknolojisi, her alanda olduğu gibi etkisini robot teknolojisi ve otomasyon sistemleri üzerinde de göstermiģtir. Özellikle bilgisayar aracılığıyla bu sistemlerin kontrolünün daha iyi yapılmasına çalıģılmaktadır. Otomasyon sistemlerini aklımıza gelen tüm sanayi kuruluģlarında görebildiğimiz gibi günlük iģlerimizde de karģılaģabilmekteyiz. Bundan dolayı bu sistemlerin çalıģma prensiplerini bilmek ve hakkında bilgi sahibi olmak büyük fayda sağlayacaktır. Zamandan tasarruf sağlayan ve daha ucuza maliyet temin eden otomasyon sistemleri her zaman için daha cazip görünmekte ve bir çok alanda tercih edilmektedir. 1. Projenin Konusu Ve Amacı: Bilgi Teknolojilerinde insan gücünün yerini makineler ve otomasyon sistemleri almaya baģlamıģtır. Teknolojik geliģmeler baģta ağır sanayide kendini göstermiģtir. Örnek olarak otomobil fabrikaları verilebilir. Otomobil fabrikaları insan gücünün yeterli olmayacağı, olsa da çok büyük insan gücü gerektiren bir sanayi koludur. Bu proje ile otomobil sanayisinde 2365

2 yapılabilecekler ve getirilebilecek yenilikler, benzetim projesi olarak gözlenmeye ve gerçekleģtirilmeye çalıģılmıģtır. 2. Malzeme Listesi: Sistemi oluģturan temel parçaların listesi Tablo-1 de verilmiģtir Malzeme adı Adedi Motor 4 Anahtar 1 DiĢli Kutusu 4 Lamba 2 Yürüyen Bant 1 Ayarlı Güç Kaynağı 1 Mil 2 Fotorezistör (LDR) 2 Bağlantı Kablosu 12 Dizüstü Bilgisayar 1 Montaj Platformu 1 Interface (Arabirim) 1 Tablo 1 : Malzeme Listesi 2366

3 3. Otomasyon Sisteminin Blok ġeması: ġekil 1: Otomasyon Sistemine Ait ġematik Çizim 4. Sistemde Kullanılan Parçaların Resimleri: Resim 1: Anahtar 2367

4 Resim 2: mm lik Yapı Blokları Resim 3: Alüminyum Yapı Blokları Resim 4: Motor DiĢli Kutusu 2368

5 Resim 5 : Motor Resim 6: DiĢli Ray Resim 7 : Elektromanyetik Mıknatıs 2369

6 Resim 8: DiĢli Kutusu ve Mil Resim 9: Lamba Resim 10: Fotorezistör (LDR) 2370

7 Resim 11: Arabirim (Interface) Resim 12: Bilgisayar 5. Sistemin Montaj AĢaması: Sistemin montajına ilk olarak robot kolunun bantlar arasında hareket etmesini sağlayacak olan döner diģli tablanın yerleģtirilmesi ile baģlanır. Döner diģli tablo üzerine yürüyen bant yerleģtirilir ve daha sonraki aģamalarda tekerlekleri takacak olan M2 ve M3 motorları platform üzerine monte edilir. 2371

8 Bu iģlemler tamamlandıktan sonra tekerlekleri takılmıģ olan arabayı yukarı taģımak için M4 motoruna bağlı elektromıknatıs platform üzerine monte edilir. Elektromıknatısın sağlam bir Ģekilde monte edilmesi içinde yan taraflarından alüminyum çubuklar ile destek sağlanır. Sistemin kurulduğu platform ve diğer düzeneklerin montaj aģamaları resimlerle gösterilmiģtir. Resim 13: Montaj Platformu Resim Resim 14: Makaralı Mil 2372

9 Resim 15: M3 motoru, diģli kutusu ve mil Resim 16: Lamba platformu Resim 17: Yürüyen Band 2373

10 Resim 18: M4 motoru, Elektromanyetik mıknatısın Resim 19: Araba TaĢıma Bandı Resim 20 : LDR ler ve Lambalar 2374

11 Resim 21: Makara ve bu makaranın dönmesini sağlayan M1 motorunun monte edilmesi Resim 22: Makaranın ve yürüyen bandın platform üzerine sabitlenmesi 2375

12 Resim 23: Platform üzerine LDR ve lambaların monte edilmiģ hali Resim 24: Sisteme M2 ve M3 motorlarının monte edilmiģ hali Resim 25: Sisteme yürüyen bandı hareket ettiren M1 motorunun monte edilmiģ hali 2376

13 Resim 26: Sisteme elektromanyetik mıknatısın ve M4 motorunun monte edilmiģ hali Resim 27: Sistemin Ön Cepheden GörünüĢü Resim 28: Sistemin Yan Cepheden GörünüĢü 2377

14 Resim 29: Sistemin Çevre Donanımlar Ġle Birlikte GörünüĢü 6. Otomobil Tekerleği Montaj Otomasyonunun ÇalıĢma Prensibi Otomobil tekerleği takan otomasyon sisteminin çalıģması takip edildiği zaman sırasıyla ön ve arka tekerlerin arabaya monte edildiği görülebilir. Yürüyen bant üzerine konulan araba Ģematik tabloda E1 ile ifade edilen LDR ve karģısında bulunan yanık durumdaki lambanın arasına girmesiyle sistem devreye girer. Bu durumda LDR karģısındaki lambadan ıģık alamayınca M1 motoru devreye girer. M1 motoru ise tamamen bandın yürümesini sağlar. Bant ilerleyerek arabayı E2 ile sembolize edilen ikinci bir LDR- Lamba sistemine getirecektir. Bu kez ikinci LDR ıģık alamayacaktır ve M1 motoru duracaktır. M1 motoru durunca hemen M2 ve M3 motorları anında devreye girecektir. Bu motorlar uçlarında takılı bulunan yönlendirici diģli kutuları yardımı ile milleri döndürerek ön tekerleklerin takılmasını sağlayacaklardır. M2 motoru ön sağ tekeri, M3 motoru ise ön sol tekeri takar. Bu iģlem için ayrılan zaman tamamen LOGO programında yazılan program ile belirlenir. 2378

15 Ön tekerlekleri takma iģlemi tamamlandıktan sonra bant M1 motoru yardımıyla tekrar harekete geçer ve belirli bir zaman aralığı için ilerler. Bu zaman aralığı da yine program tarafından belirlenir. Bu zaman tamamlandığında M1 motoru tekrar duracaktır. Ardından tekrar M2 ve M3 motorları devreye girecektir. Ön tekerlekler için yapılan iģlemler arka sağ ve arka sol tekerlekler için tekrarlanacaktır. Arka tekerleklerde takıldıktan sonra M4 motoru devreye girer. M4 motoru ucuna bağlı bulunan diģli kutusu vasıtasıyla Elektromanyetik mıknatısı arabanın tepesine doğru uzatır. Elektromanyetik mıknatıs yardımı ile araba alınınca bu esnada Elektromanyetik mıknatısın bağlı bulunduğu kol altta bulunan anahtarı tetikler. Anahtar tetiklenince bu kez M4 motoru ters istikamette hareket eder arabayı yukarı doğru kaldırır. 6.1 Projenin Bilgisayar Ġle Kontrolü: Robot sistemi, LOGO programlama dili ile kontrol edilir. Bu komutları sisteme aktarmak için arabirim kullanılır. Arabirim, LOGO program komutlarını, sistemdeki motorları, anahtarları, sensörleri ve diğer elemanları kumanda edebilecek analog sinyallere çevirir. 6.2 Logo Dili Ġle YazılmıĢ Program: LOGO Programlama dilinde yazılan programımız 6 ayrı prosedürden oluģmaktadır. Bunlar; 1. TEKERLEK 2. DON 3. TAK1 2379

16 4. AZGEL 5. TAK2 6. AL prosedürleridir. 1. PROSEDÜR: TEKERLEK TO TEKERLEK INIT IF EQUALP STATUS E1 1 [TEKERLEK] DON END TEKERLEK Prosedürünün Açıklaması : Ġlk prosedürü olan TEKERLEK adlı prosedürde INIT komutu ile çalıģır durumdaki tüm motorlar durdurulur. IF EQUALP STATUS E1 1 [TEKERLEK] satırı ile E1 anahtarının (LDR Tipi) durumuna bakılır. Eğer E1 anahtarına ıģık geliyor ise konumu 1 dir. Bu durumda program satırında E1 anahtarının konumu 1 iken TEKERLEK prosedürünü çalıģtırılması istenir, değil ise bir alt satıra geçilmesi istenir. Bu ilk iki komut sayesinde enerji tasarrufu sağlanmaktadır. Eğer E1 anahtarına gelen ıģık kesilmiyor ise, yani sistemde tekerlek takılacak araba yok ise, gereksiz yere elektrik harcanmayacaktır. DON komut satırı ile ikinci prosedür olan DON Prosedürüne dallanma yapılır. END komutu ile prosedür sonlandırılır. Kısacası bu prosedürde bant üzerinde araba var iken sistem çalıģmaya baģlar. 2380

17 Bu prosedür tekerlek takılacak arabanın olup-olmadığını kontrol etmek içindir. 2. PROSEDÜR: DON TO DON MCW M1 IF EQUALP STATUS E2 1 [DON] TAK1 END DON Prosedürünün Açıklaması : Bu prosedürün ilk komutu olan MCW M1 komutu ile M1 motorunun çarkı saat yönünde dönecek Ģekilde çalıģtırılır. M1 motorunun saat yönünde çalıģması ile yürüyen bant hareket edecektir. Bu sayede bant üzerindeki arabada ileri doğru bir hareket gerçekleģtirmiģ olacaktır. IF EQUALP STATUS E2 1 [DON] komutu ile E2 anahtarının (LDR Tipi) durumuna bakılır. Eğer E2 anahtarının konumu 1 ise yani bant üzerinde hareket eden araba, hala E2 anahtarına giden ıģığı kesmemiģ ise DON Prosedürü çalıģtırılmaya devam edecek dolayısıyla bant yürümeye devem edecektir. E2 anahtarının konumu 0 olduğunda, yani araba Lamba ile E2 anahtarı arasına girip ıģığı kestiği anda program bir alt satıra geçecektir. Alt satırda bulunan 2381

18 TAK1 komutu ile program TAK1 Prosedürüne dallanacaktır. END komutu ile prosedür bitirilir. 3. PROSEDÜR: TAK1 TO TAK1, MCW M2 MCW M3 WAIT 2 MSTOP M2 MSTOP M3 AZGEL END TAK1 Prosedürünün Açıklaması : Bu prosedürün ilk iki satırındaki MCW M2 ve MCW M3 komutları ile M2 ve M3 motorları saat yönünde çalıģtırılarak arabanın ön tekerlekleri takılmaya baģlanır. WAIT 2 komutu ile tekerlek takma iģlemi iki saniye boyunca devem ettirilir. MSTOP M2 ve MSTOP M3 komutları ile motorlar duru durularak ön tekerleklerin montajı tamamlanır. AZGEL komutu ile de AZGEL Prosedürüne dallanılır. END komutu ile prosedür bitirilir. 2382

19 4. PROSEDÜR: AZGEL TO AZGEL MCW M1 WAIT 0.6 MSTOP M1 TAK2 END AZGEL Prosedürünün Açıklaması : Ön tekerleklere yapılan iģlemlerin, arka tekerleklere de yapılması için, arka tekerleklerin konumunun ön tekerleklerin olduğu yere alınması gerekir. Yani M1 motoru çalıģtırılarak bandın milisaniyeler seviyesinde hassas bir zaman kadar yürütülmesi gerekir. Bu prosedürün amacı da budur. Bu prosedürde MCW M1 komutu ile yürüyen bandı hareket ettiren M1 motoru saat yönünde çalıģtırılarak arabanın ilerlemesi sağlanır. WAIT 0.6 komutu ile bandı yürütme iģlemi 600 milisaniye devam ettirilir. Arabanın arka tekerlekleri hesaplanan 600 milisaniye sonunda tekeri takan millerin hizasına geldiğinde MSTOP M1 komutu ile durdurulur ve TAK2 komutu ile arka tekerlerin takılmasını sağlayan TAK2 Prosedürüne dallanılır. END komutu ile prosedür bitirilir. 2383

20 5. PROSEDÜR: TAK2 TO TAK2 MCW M2 MCW M3 WAIT 0.6 MSTOP M2 MSTOP M3 AL END TAK2 Prosedürünün Açıklaması : Bu prosedürde hemen hemen TAK1 Prosedürünün benzeridir. MCW M2 ve MCW M3 komutları ile M2 ve M3 motorları saat yönünde çalıģtırılarak arabanın arka tekerinin montajına baģlarlar. WAIT 0.6 komutu ile bu iģlem yine TAK1 Prosedüründe olduğu gibi 600 milisaniye sürdürülür. MSTOP M2 ve MSTOP M3 komutu ile çalıģan M2 ve M3 motorları durdurularak tekerlek montaj iģlemi bitirilir. AL komutu ile AL isimli Prosedür çalıģtırılır. END komutu ile prosedür bitirilir. 6. PROSEDÜR: AL TO AL MCW M4 WATC E3 2384

21 MCCW M4 WAIT 2 MSTOP M4 TEKERLEK END AL Prosedürünün Açıklaması : MCW M4 komutu ile elektromanyetik bobini (mıknatıs) hareket ettiren M4 motoru saat yönünde yani elektromanyetik bobini aģağı doğru indirecek Ģekilde çalıģır. Bu durum WATCH E3 komutu ile belirtilen E3 anahtarının konumunu değiģinceye kadar sürer. E3 anahtarının konumunun değiģmesi ise, M4 motoru sayesinde mıknatıs ile birlikte aģağı doğru hareket eden bir alüminyum levhanın anahtara vurması ile mümkünüdür. Mıknatıs arabayı çekebilecek bir mesafeye geldiği zaman, alüminyum levhada E3 anahtarına vurarak konumunu değiģtirecektir. E3 anahtarının konumunun değiģmesi ile bir alt satırdaki MCCW M4 komutu ile motor saat yönünün tersine çalıģarak mıknatısı ve mıknatısın çektiği arabayı yukarı doğru çekecektir. WAIT 2 komutu ile bu iģlem 2 saniye sürecektir. MSTOP M4 komutu ile M4 motoru durdurulacaktır. Alt satırda bulunan TEKERLEK komutu ile TEKERLEK Prosedürü çalıģtırılacak ve aynı iģlemler tekrar edecektir. Programda Kullanılan Komutların Açıklanması: TO: Bir prosedürün baģlangıcının ilk komutudur. INIT: Tüm hareketleri durdurur ve iletiģimi yeniden kurar. 2385

22 MCCW: Kullanılan motoru saat ibresinin tersi yönünde döndürür. MCW: Kullanılan motoru saat ibresi yönünde döndürür. WAIT: Kullanılan motorun belirtilen saniye kadar çalıģmasını sağlar. MSTOP: Belirtilen motoru durdurur. IF EQUALP STATUS: Belirtilen anahtarların konumuna göre Ģartın sağlanmasını veya iptal edilmesini sağlar. STATUS: Anahtarın konumunun 1 veya 0 olmasına göre dallanmayı sağlar. WATCH: Bu komut ise anahtarın konumu değiģtiği zaman alt satıra geçer, anahtarın konumunu değiģmedikçe program bu satırda durur. IF: Bu yüksek seviyeli dillerde de olduğu gibi EĞER anlamındadır. END: Bir prosedürü sonlandırır. 7. Sonuç: Tasarlanan bu sistem ile robotların bilgisayar aracılığı ile nasıl yönlendirilebileceğini ve nasıl kontrolünün sağlanabileceğini göstermektir. Günümüzde çok geliģmiģ olan robot teknolojisi hakkında bilgi sahibi olmaktır. Kaynak: Otomobil Tekerleği Montaj Otomasyonu, Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Robotik Dersi Projesi, Proje No: 2001/VII 2386