VAROL, A.: Koli İstifleme Otomasyonu, Otomasyon, Aylık Elektrik Elektronik Makine Bilgisayar Dergisi, Sayı: 107, Mayıs 2001, S:

Transkript

1 5.38. KOLİ İSTİFLEME OTOMASYONU Prof. Dr. Asaf VAROL GİRİŞ Giderek artan insan ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla fabrikalar, güvenilir ve seri üretime geçme ihtiyacı duymaktadır. Bu yüzden sıkça çeşitli teknolojik gelişmeler kullanılmaktadır. Bu teknolojik gelişmeler insan sağlığı açısından son derece önemlidir. Örneğin tüketilen gıda maddelerinin temiz ve düzenli bir şekilde insanlara ulaştırılması sağlığımızı etkileyen unsurlardandır. Bu sebepler, insanları koli istifleme işlemini gerçekleştiren bir mini robot tasarlamaya yöneltmiştir. Böylece üretilen malzemeler hızlı ve güvenli bir şekilde tüketime sunulabilmektedir. Gelişen teknolojinin ayrılmaz bir parçası olan otomasyon, insan hayatında önemli bir yer teşkil etmektedir. Direkt veya dolaylı olarak insanların yaşamını sürdürmek ve kolaylaştırmak için otomasyonun en son harikası olan robotların ortaya çıkarılması, insan hayatına verilen önemi açıkça ortaya koymaktadır. Robotların insan hayatına katmış oldukları kolaylık, kalite, serilik ve benzeri bir çok özellikleri bulunmaktadır. Konu insanlar olduğu için bu özelliklerden en revaçta olanı kuşkusuz sağlık olmalıdır. Özellikle robotların gıda sektöründe kullanılması ile sağlık açısından büyük gelişmeler kaydedilmiş ve insanların tüketiminde 2143

2 kullanılan gıdaların, biyolojik olarak insanlara zararı büyük ölçüde engellenmiştir. Bunlardan yola çıkarak robotların ve otomasyonun insan sağlığına gıda üretimi açısından sağlamış olduğu katkıları vurgulamak için koli istifleme benzetim projesi yapılmıştır. 1. PROJENİN KONUSU VE AMACI Koli istifleme otomasyonu projesinde, üretilen malzemeler ambardan gelen kolilere istenilen sayıda istiflenerek depoya gönderilir. Böylece üretilen malzemeler el değmeden ve seri bir şekilde istiflenir. Üretilen malzemeler istenilen yerden robot koluyla alınarak sayma işleminin yapıldığı bant üzerine bırakılır. Ambardan gelen koliler raylı sistemden bant önüne getirilir. Sayma işlemi yapılan malzemeler bant yardımıyla koli içerisine bırakılır. Koli istiflendikten sonra depoya gönderilir. Bu sistem logo yazılımıyla otomatik bir şekilde gerçekleşmektedir. Böylece insan gücünden ve zamandan büyük ölçüde tasarruf sağlanmaktadır. 2144

3 KULLANILAN MALZEMELER MALZEME ADEDİ MALZEME ADI 2 SĠYAH MOTOR 3 GRĠ MOTOR 1 DÖNER DĠġLĠ ÇARK 5 DĠġLĠ KUTUSU 6 DĠġLĠ RAY 1 BANT 7 SWĠTCH ANAHTAR 1 ELEKTRO MIKNATIS 4 10cm LĠK YAPI BLOĞU 2 5cm LĠK YAPI BLOĞU 12 20mm LĠK YAPI BLOĞU 6 10mm LĠK YAPI BLOĞU 10 10cm LĠK DÜZ YAPI BLOĞU 5 20mm LĠK DÜZ YAPI BLOĞU 1 KONTROL KABLOSU 1 KABLO 1 ĠNTERFACE 1 BC 238 TRANSĠSTÖR OHM DİRENÇ V. RÖLE Tablo-1 Kullanılan Malzemelerin Listesi 2145

4 Koli İstifleme Otomasyonu Blok Şeması a) M1 Motoru i) E4 Switch p) İstiflenen kolilerin b) M2 Motoru k) E7 Switch götürüldüğü RAY c) M3 Motoru l) PALS Switch r) Kolilerin alındığı bant d) M4 Motoru m) E3 Switch s) Kol sisteminin e) E1 Switch n) BANT dönmesini sağlayan çark f) E2 Switch o) Kolilerin getirildiği t) Sayma işleminde g) E8 Switch RAY kullanılan Lab-Volt deney h) E6 Switch seti 2146

5 2. SİSTEMDE KULLANILAN PARÇALARIN RESİMLERİ Projede kullanılan parçaların montaj sırasında gerekli olacak şekilde ve nerede ne işe yaradıkları resimlerle görülmektedir. Resim 1 Malzemelerin yerleştirildiği sabit plaka Resim 2 Kullanılan yapı blokları 2147

6 Resim 3 Raylı sistemde kullanılan dişli takımı Resim 4 Malzemeleri tutmaya yarayan elektro mıknatıs Resim 5 Motor Dişli takımı 2148

7 Resim 6 Kontrol için kullanılan anahtarlar Resim 7 Kullanılan siyah ve gri motorlar 2149

8 Resim 8 Bant sisteminde kullanılan metal çubuklar Resim 9 Bağlantı kabloları 2150

9 Resim 10 Malzemeleri taşıyan bant Resim 11 Bandı döndüren sonsuz dişliler 2151

10 Resim 12 Kol sistemini hareket ettiren dişli takımı Resim 13 Bandı döndüren yapı bloğu 2152

11 Resim 14 Malzemeyi taşıyan kol Resim 15 Kolilerin taşındığı ray sistemi 2153

12 Resim 16 Sayıcıda kullanılan devre ve role 3. MONTAJ AŞAMASI Resim 17 Sayma işleminde kullanılan Lab-Volt deney seti 2154

13 Resim 18 Bant sistemini oluşturan blok Resim 19 Bant sistemi motor bağlantı bloğu 2155

14 Resim 20 Malzemelerin taşındığı bant Resim 21 istiflendiği raylı sistem bloğu Malzemelerin taşındığı bant ve kolilerin 2156

15 Resim 22 İstiflendiği raylı sistem bloğu Malzemeleri getiren kol, taşındığı bant ve kolilerin Resim 23- Interface 2157

16 Resim-24 Projenin logo dilinde yazılması ve projenin tüm kontrolünü sağlayan notebook bilgisayar Resim 25 Malzemeleri getiren kol, taşındığı bant, kolilerin getirildiği ve istiflendiği ray blokları (ön görünüş) 2158

17 Resim 26 Malzemeleri getiren kol, taşındığı bant, kolilerin getirildiği ve istiflendiği ray blokları (arka görünüş) Resim 27 Sistemin çalışmaya hazır genel görünümü 2159

18 4. ROBOTUN ÇALIŞMASI Gerçekleştirilen sistem dört aşamadan oluşmaktadır. Kolileri bant önüne getiren raylı sistem, malzemeleri bant üzerine bırakan kol, malzemeleri taşıyan bant ve istiflenmiş kolileri depoya götüren raylı sistemden oluşmaktadır. Ayrıca sayma işlemi için kullanılan bir ek devre vardır. Sistemin blok şemasında görüleceği gibi, ilk aşamada raylı sistemde koliler M1 motoru yardımıyla bant önüne getirilir. Malzeme M2 motorunun hareket ettirdiği kol ve M2 motoruna paralel bağlı elektro mıknatıs yardımı ile bant üzerine düşürülür. Malzeme M4 motorunun hareket ettirdiği bantla koli içerisine düşürülür. M2 ve M4 motorunun yaptığı işlem koliye istiflenecek malzeme sayısı kadar tekrarlanır. Bu tekrarlama işlemini kol ekseninin çarpması ile sayıcı devresine pals gönderen switch kontrol eder. İstiflenmiş koli ikinci raylı sistemdeki M3 motoru yardımı ile depoya gönderilir. Bu işlemler sonunda istenilen sayıda malzeme koliye istiflenmiş olur. Sistem başa dönerek çalışmasını devam ettirir. 5. SAYICI DEVRESİNİN ÇALIŞMASI Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Elektronik-Bilgisayar Bölümü Lojik dersi laboratuarında kullanılan Lab-Volt deney seti kullanılmıştır. Deney seti üzerinde bulunan JK flip-flopları aşağıdaki şekilde bağlantılar yapılarak bir sayıcı devre tasarlanmıştır. 2160

19 Pals anahtarı sistemimizin kol eksenine bağlanmıştır. Her malzeme alışında kol ekseni pals anahtarına çarparak devreye bir pals gönderir. İki adet JK flipflop devre kullanarak üç adet saymaktadır. Direnç, transistor ve röleden oluşan blok devre sistemimize arabirim olarak sürülmüştür. Malzeme sayma işlemi tamamlandıktan sonra röle çıkışına bağlı E3 anahtarı konum değiştirerek sistem istenilen yere yönlendirilir. 6. LOGO DİLİ İLE YAZILIM PROGRAMI TO RAY INIT IF EQUALP STATUS E8 0 [MCCW M3 WATCH E8 MSTOP M3] IF EQUALP STATUS E1 0 [MCCW M1 WATCH E1 MSTOP M1] MCW M1 2161

20 WATCH E2 MSTOP M1 WAIT 1 MCCW M1 WATCH E2 MSTOP M1 KOL END TO KOL IF EQUALP STATUS E7 0 [MCW M2 WATCH E7] MCCW M2 WATCH E4 MSTOP M2 WAIT 1 MCCW M4 WAIT 3 MSTOP M4 IF EQUALP STATUS E3 1 [KOL] IF EQUALP STATUS E3 0 [KOLI] END 2162

21 TO KOLI IF EQUALP STATUS E8 0 [MCCW M3 WATCH E8] MCW M3 WATCH E6 MSTOP M3 WAIT 2 MCCW M3 WATCH E8 MSTOP M3 RAY END 7. LOGO PROGRAMININ ADIM ADIM ÇALIŞMASI TO RAY INIT IF EQUALP STATUS E8 0 [MCCW M3 WATCH E8 MSTOP M3] IF EQUALP STATUS E1 0 [MCCW M1 WATCH E1 MSTOP M1] MCW M1 WATCH E2 MSTOP M1 2163

22 WAIT 1 MCCW M1 WATCH E2 MSTOP M1 KOL END RAY Alt Programında; Kolilerin istiflendiği ray üzerinde bulunan M3 motoru, E8 anahtarı 0 konumunda ise saat yönünün tersine, E8 anahtarı 1 konumunu alana kadar hareket eder. Kolileri getiren ray üzerinde bulunan M1 motoru da E1 anahtarı 0 konumunda ise E1 anahtarı 1 oluncaya kadar saat yönünün tersine hareket eder. Bu iģlemler güvenlik maksatlı yapılmıģtır. M1 motoru saat yönünde E2 anahtarının konumu 1 olana kadar hareket eder. Bu iģlem istiflenecek kolinin malzemelerin geldiği banda koliyi getirmek içindir. Koli bırakıldıktan sonra burada 1 saniye bekler ve M1 motoru saat yönünde E1 anahtarının konumu 1 olana kadar hareket eder. E1 anahtarı 1 konumuna geldiğinde kol alt programına geçer. TO KOL IF EQUALP STATUS E7 0 [MCW M2 WATCH E7] MCCW M2 WATCH E4 MSTOP M2 WAIT

23 MCCW M4 WAIT 3 MSTOP M4 IF EQUALP STATUS E3 1 [KOL] IF EQUALP STATUS E3 0 [KOLI] END KOL Alt Programında; E7 anahtarının konumu gözlenir. E7 anahtarının konumu 0 ise malzemeleri banda bırakan kolu hareket ettiren M2 motoru saat yönünde hareket eder. E7 anahtarı konum değiģtirdiğinde M2 motoru saat yönünün tersinde hareket eder. M2 motoruna paralel bağlı olan elektro mıknatıs malzemeleri alarak bant üzerine bırakır. E4 anahtarının konumu değiģmesiyle bandı döndüren M4 motoru saat yönünde dönerek malzemeyi koliye bırakır. Bandın malzemeyi koliye bırakma süresi üç saniyedir. Sayıcı devresinden gelen sinyale göre E3 anahtarının durumuna bakılır. Eğer E3 anahtarı 1 konumundaysa yukarıda kol alt programında anlatılan iģlemler tekrarlanır. E3 anahtarı 0 konumundaysa istiflenecek koliye yeteri kadar malzeme istiflenmiģtir. Bu durumda koli alt programına geçer. TO KOLI IF EQUALP STATUS E8 0 [MCCW M3 WATCH E8] MCW M3 WATCH E6 MSTOP M3 WAIT 2 MCCW M3 2165

24 WATCH E8 MSTOP M3 RAY END KOLI Alt Programında; E3 anahtarı 0 konumuna gelmesi koliye malzemelerin istiflenmiş olduğunu belirtmektedir. Bu durumda M3 motoru E8 anahtarının konumu 1 olana kadar saat yönünde hareket eder. E8 anahtarı 1 konumuna gelince M3 motoru saat yönünün tersinde E6 anahtarı 1 konumuna gelinceye kadar hareket eder. Burada 2 saniye bekledikten sonra M3 motoru saat yönünde hareket ederek önceki konumunu alır. Bundan sonra Ray alt programına geçerek işlemler tekrarlanır. 8. SONUÇ: Bu projede, bir otomasyon sisteminde üretilen malzemenin bilahare istiflenmesi işleminin nasıl yapılabileceği ele alınmıştır. İstenilen sayıda malzemeler robot tarafından alınıp sayıldıktan sonra bant üzerinden kolilere istiflenmektedir. Böylece daha hızlı ve güvenli bir şekilde koli istifleme otomasyonu gerçekleştirilmektedir. Bu proje sayesinde düşünce ve yeteneklerin, fiiliyata geçirilmesi sağlanmaktadır. KAYNAK: Otomatik Koli İstifleme Otomasyonu, Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Robotik Dersi Projesi, Proje No: 2000/VII 2166