5.58. YÜK KONTROLLÜ TAŞIMA ARACI OTOMASYONU. Abdulkadir Şengür

Transkript

1 5.58. YÜK KONTROLLÜ TAŞIMA ARACI OTOMASYONU Prof. Dr. Asaf Varol Abdulkadir Şengür Engin Avcı Özet Bu benzetim projesinde, insan gücüne ihtiyaç duyulmadan algılayıcılar sayesinde yükleme, nakil ve indirme işlemlerini gerçekleştirebilen ve bu esnada işlem hızından, zamandan ve maliyetten tasarrufu ve güvenliği sağlayabilen bir yük kontrollü taşıma araç tasarımı gerçekleştirilmiştir. Günümüz sanayinde hız ve zaman çok önemlidir. Çalışmalarda da hız ve zamandan tasarrufu sağlayacak getiriler beklenir. Tabi bu getiriler yüksek maliyetle olmamalı ve güvenlik sorunu oluşturmamaktır. Hazırlanan yük kontrollü taşıma aracı otomasyonunda, insan gücüne ihtiyaç duyulmadan robotların algıları sayesinde yükleme, nakil ve indirme işlemleri gerçekleştirilmektedir. Bu esnada hızdan, zamandan ve maliyetten tasarruf ve insan güvenliği sağlanmış olmaktadır. Bu çalışma, robotik dersi kapsamında öğrenci uygulama projesi olarak ele alınmaktadır. Uygulama işlemi, Lego Mindstorms Robotic Inventions System üzerinde gerçekleştirilmiştir. Giriş Günümüz sanayisindeki üretim merkezlerinin çoğunda yük taşıma sistemleri mevcuttur. Bu taşıma sistemleri taşınacak yükün niteliğine ve taşınacak mesafeye göre çeşitlilik göstermektedir. Ancak bu sistemlerin 2527

2 getireceği avantajlar işlem hızından, harcanan zamandan kazanım ve iş güvenliğinin artması şeklinde sıralanabilir. Özellikle ağır sanayide yüklerin bir yerden başka bir yere nakledilmesi, bir veya birden fazla insanın taşıma gücünü aşabilen bir işlem zorluğu getirmektedir. Bundan dolayı bu taşıma sistemlerinde insan yükünü azaltan, is güvenliğini ön planda tutan ve aynı zamanda hızlı taşıma sistemleri tercih edilmektedir. Bu sistemlerin bazılarında yapılan işlemler tamamen otomatik olarak gerçekleştirilirken, bazılarında ise işlemlerin tamamı yada bir bölümü elle yapılmaktadır. Genellikle insan ve çevre sağlığını tehdit edici, iş güvenliği için tehlikeli yüklerin taşınmasında bilgisayar kontrollü taşıma donanımı kullanılmaktadır [1]. Otomatik taşıma sistemi olarak ta adlandırılan böyle taşıma sistemlerinde taşıyıcı platformun arka taraflarında bulunan algılayıcılar çevreye radyo dalgaları yayar ve çarpıp geri donen sinyalleri toplar. Bu sinyallerin geri dönüş surelerine veya bazı şartlarda sinyal gücüne göre mesafe belirlenir ve kurallar ile belirtilen yazılım doğrultusunda bilgiler değerlendirilerek taşıyıcının istenilen yere kadar hareket ederek, istenilen yere gelindiğinde durması veya hızını kesmesi gibi direktifler gönderilir. Bu prensiple çalışan gelişmiş sistemlerde, taşıma sisteminin kontrolünü yapan bilgisayar programlandığı şekilde kendi basma hareketi ederek insan inisiyatifini ortadan kaldırır ve taşıma aracını kontrol eder. Bu benzetim projesinde, insan taşıma gücüne ihtiyaç duyulmadan algılayıcılar sayesinde yükleme, nakil ve indirme işlemlerini gerçekleştirebilen ve bu esnada işlem hızından, zamandan ve maliyetten tasarrufu ve güvenliği sağlayabilen bir yük kontrollü taşıma aracı tasarımı gerçekleştirilmiştir. Taşıma, robotik dersi kapsamında öğrenci uygulama projesi olarak ele almamaktadır. Uygulama işlemi, Lego Mindstorms Robotic Inventions System üzerinde gerçekleştirilmiştir. 2528

3 Kullanılan Robotik Seti Bu robot seti ile istenilen her tür 10 robot yapılabilir [2]. Robot icat setinin bu yeni versiyonu, robot programının ve üretiminin bir üst sunumunu sunar. Bu set, kendi robotik buluşlarımızı gerçekleştirebileceğiniz 25'den fazla ilginç proje içermektedir. Bu set 717 lego elementi, 2 motor, 2 dokunmatik duyar, 1 ışık algılayıcı ve de kızılötesi vericiden oluşmaktadır. Setin minimum sistem gereksinimi Tablo 1'de sunulmuştur. Setin önemli diğer parçaları sırası ile şöyledir; İşletim Sistemi Windows 98 CPU RAM Kullanılabilir Disk Alani Mouse Ses CD-ROM hizi Video gösterimi Ren Modem Internet Tarayıcı Pentium II 233 Mhz 32 MB 115MB Windows uyumlu Sound Blaster 16, Windows uyumlu 8X 800 X 600 SVGA,4 MB RAM 16bit 28.8KBPS Netscape Navigatör yada Microsoft Internet Explorer Tablo 1 - Lego Mindstorms Robotic Inventions System 2.0 için minimum sistem gereksinimi 2529

4 Resim 1 - RCX Modeli Resim 2- Motor Model Resim 3- Dokunma ve Işık Sensörü Resim 4- IR Tower Modeli Modeller Projede Kullanılan Malzemeler Projenin yapımında Robotics Invention System 2.0 Lego Seti Kullanılmıştır. Kullanılan malzemeler aşağıda Tablo 2 de belirtilmiştir. 6x10 Montaj Tablası Motor Dişli Kutusu Tekerler Işık Sensoru Dokunma Sensoru RCX 2.0 Kontrol Cihazi Carklar Ana Baglanti Pargalan Hareket Aksami Baglanti Direkleri Ara Baglanti Bargalan Dirsek Pargasi 2 Adet 2 Adet 2 Adet 4 Adet 1 Adet 2 Adet 1 Adet 4 Adet 28 Adet 1 4 Adet 38 Adet 1 3 Adet 2530

5 2x2 Ara Parga 8 Adet 2x4 Ara Parca 8 Adet 2x6 Ara Parga 4 Adet 2x8 Ara Parga 1 0 Adet 2x10 Ara Parga 1 4 Adet 3x3 Ara Parga 2 Adet 1 x2 Ara Parr;a 1 8 Adet 1x3 Ara Parc;a 4 Adet 1 x4 Ara Parga 4 Adet 1x8 Ara Parga 1 6 Adet Baglanti Kablolan 4 Adet USB Yazilim Yukleme Parcasi 1 Adet Yazılım CD'si 1 Adet Tablo 2- Projede kullanılan malzemeler Resim 1- Çarklar ve miller Resim 2- Dokunmatik sensör 2531

6 Resim 3- Motor ve RCX 2.0 cihazı Resim 4- Dişliler ve bağlantı Resim 5- Küçük parçalar 2532

7 Sistemin Tasarımı Projenin montajında öncelikle aracın çarklar üzerinde hareket edecek kapısı tasarlanmıştır. Resim 6- Yük aracının raylı kapısı Resim 6'da görülen raylı kapı sisteminin tasarımı tamamlanınca bir adet motor kullanılarak araç tekerlerinin hareketini sağlayacak donanım gerçekleştirilmiştir. Resim 7- Robotun hareket sistemi Tekerlerin hareketi sağlanınca dokunmatik ve ışık sensörlerinin ve kapı hareketini sağlayan motorların yerleştirilme işlemi gerçekleştirilmiştir. Son olarak RCX cihazı yerleştirilmiştir ve programı yüklenmiştir. 2533

8 Resim 8- Robot montajının son aşamasındaki görüntüsü Taşıma Aracının Çeşitli Yönlerden Görünümü Resim 10- Yandan ve üstten görünüm 2534

9 Resim 11- Önden ve arkadan görünüm Yük Kontrollü Taşıma Aracı Otomasyonunun Blok Diyagramı DOKUNMA SENSÖRÜ 1 DOKUNMA SENSÖRÜ 2 RCX 2.0 MOTOR 2 MOTOR

10 Yük Kontrollü Taşıma Aracı Otomasyonunun (Çalışma Prensibi) Yük kontrollü taşıma aracının 1. istasyona geldiği, aracın üzerine monte edilmiş bir sensör (ışık sensörü) yardımı ile anlaşılmakta ve kapı otomatik olarak açılmaktadır [4]. Yükünü almaya başlayan araç sensörler aracılığı ile ne kadar yüklendiğini bilmekte ve daha önceden belirlenen yük miktarına ulaşılınca yükleme işlemi durdurulmaktadır. Kapı güvenlik gerekçesiyle bir süre bekledikten sonra kapanır ve araç 1. istasyondan 2. istasyona doğru hareket eder. 2. istasyona ulaştığını ışık sensörü yardımı ile anlayan araç durur, kapısını açar ve yük indirme işlemi başlatılır. Yükün tamamen boşaldığını dokunmatik sensörler yardımı ile anlayan araç bir sure bekledikten sonra kapısını kapatır ve 1. istasyona geri döner. 2536

11 Aracın 1.istasyona varması ve kapının açılması Yükün yüklenmesi ve yük miktarının aşılması 3 Saniye bekleyip kapının kapanması ve hareketin başlaması 2, istasyona varılması ve kapının açılması Yükün indirilmesi ve kapının kapatılması 1. İstasyona dönüş Sistemin Programlanması Algoritma Sonsuz döngü "yük" değişkeni 0 ise (trende yük yoksa) ilk istasyona, 1 ise (trende yük varsa) ikinci istasyona git istasyon gördüğünde; (ışık sensörü) Treni durdur 2537

12 Kapıyı aç Bip sesi ver Yükün konulmasını veya alınmasını bekle 3sn. bekle Kapıyı kapat Bip sesi ver Dokunma Sensörü 3'e basıldığında "yük" değişkenini 1 yap Dokunma Sensörü 3 bırakıldığında "yük" değişkenini 0 yap Program Blokları Ana Program Bloğu Sonsuz döngü gerçekleştirilir. "yük" değişkeninin değeri 1 ise tekerlekleri döndüren motoru ileri yönde, değilse geri yönde döndürür. Bu kod sayesinde, yük taşıma aracının iki istasyon arasında sürekli gidip gelmesi sağlanır. 2538

13 Işık Sensörü Bloğu sıfırlar. A motorunu (tekerlekleri döndüren motor) durdurur. Timer 1'i Dokunma Sensörü Bloğu-1 "yük" değişkenine 1 değerini atar. 0,5sn. boyunca 2000 tonunda ses verir. Bu kod sayesinde, araca yükün konulduğu algılanır ve diğer bloklarda araçta yük olduğunun anlaşılabilmesi için "yük" değişkeninin değeri burada 1 yapılır. 2539

14 Dokunma Sensörü BIoğu-2 "yük" değişkinini 0 yapar. 0,5sn. boyunca 1000 tonunda ses verir. Bu kod sayesinde, araçtan yükün boşaltıldığı algılanır ve araçta yük olmadığının anlaşılabilmesi için "yük" değişkeninin değeri burada 0 yapılır. Sonuç Bu proje ile üzerinde çeşitli sensörler bulunan ve insan müdahalesi olmadan yön tayini yapan ve ilerleyen bir yük taşıma araç benzetimi gerçekleştirilmiştir. Günümüz teknolojileri ışığında hızla gelişen robotik bilimi ve hizmetleri insan hayatını oldukça kolaylaştırmaktadır. Gerçekleştirdiğimiz yük kontrollü taşıma aracı modelini günlük hayatta çeşitli hizmetlerde kullanabiliriz. Yaşadığımız dönemde de sanayide ve çeşitli imalat merkezlerinde kullanılan en yeni teknoloji yük taşıma sistemleride, gerek hareketleri ve gerekse özellikleri yönünden modelimize 2540

15 benzemektedir. Gelecekte de gerçekleştirdiğimiz bu robot modeline benzeyen sistemler insanlar için büyük kolaylıklar sağlayacaktır. Kaynaklar [1] [2] [3] Varol, A. -."ROBOTİK", Milli Eğitim Basımevi, 570s, 2000 [4] Yük Kontrollü Taşıma Aracı Otomasyonu Projesi, F.Ü. T.E.F. Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Robotik Dersi, Proje No:2004/2 2541

16 2542