5.21. OTOMATİK ÇÖP TOPLAMA VE PRESLEME ÜNİTESİ Prof. Dr. Asaf VAROL avarol@firat.edu.tr GİRİŞ: Teknolojinin büyük bir hızla ilerlediği günümüzde, işlemlerde zamanı optimum kullanma isteği otomasyon sistemlerinin hepsinde önemli bir özellik olarak ortaya çıkmaktadır. İnsanın bütün gün hep aynı işi monoton bir şekilde yapması, insan üzerinde maddi ve manevi birtakım tahribatlara neden olabilmektedir. İnsan gücünün yoğunluklu olarak kullanıldığı tesislerde üretim verimi düşebilmekte ve firma zarar edebilmektedir. Belki de en önemlisi, insanın monoton bir işi sürekli yapması sonucu toplumsal sorunlar ortaya çıkabilmektedir. Hızla gelişen teknoloji bize şunu göstermektedir ki, insan faktörü artık fabrikalarda üretime doğrudan katılan, üreten bir unsur değil de, sistem geliştiren, geliştirdiği bu sistemleri kontrol eden, bakım ve onarımını yapan ve üretimde ikinci planda yer alan bir unsur haline gelmektedir. Bu bağlamda insan gelecekte sadece yöneten ve kontrol eden pozisyonunda olabilecektir. 1. PROJENİN AMACI: Projenin amacı, zor şartlar altında çalışan ve çöp toplamakla görevli elemanların işlerini en sağlıklı ortamda kolaylaştırarak yerine getirebilen bir benzetim projesinin gerçekleştirilmesidir. Bilindiği gibi günümüzde çöp büyük bir sorun haline gelmiştir. Çöp işçileri görevlerini yaparken bir çok mikropla karşı karşıya gelebilir ve sağlıkları tehlike altına girebilir. Bununla 1751
beraber hızlı bir şekilde temizlik işlerinin yürütülmesi zorlaşabilmektedir. Bu sorunların çözümlenmesi için böyle bir otomasyon benzetim projesinin yararlı olabileceği düşünülmektedir. 2. SİSTEMİN ÇALIŞMA PRENSİBİ: Sistem öncelikle, bir çöp kamyonu olarak düşünülmektedir. Kamyon çöp kutusuna yaklaşarak durdurulur. Sonra operatörle otomasyon sistemi çalıştırılır. İlk adımda robot kolu çöp kutusunu arar ve algılayıcı yardımı ile çöp kutusunu bulmaya çalışır. Bulamazsa ilk konumuna geri döner ve durur. Çöp kutusunu algıladığı zaman kol algıladığı noktada durur ve o kola bağlı başka bir robot kolu ileri çıkar ve ucundaki elektromıknatıs sistemiyle çöp kutusunu yakalar. Bu robot kollarının bağlı olduğu bir dişli sistemi ile çöp kutusunu kamyonun arkasına boşaltır. Çöp kutusu yerine bırakılır ve çöp arka tarafta presleme ünitesi tarafından preslenir. Kol eski konumunu alır ve durur. 1752
Şekil-1 Çöp Toplama ve Presleme Otomasyonu 1753
KULLANILAN MALZEMELER Kontrol birimi PC bilgisayar Arabirim elemanları Arabirim kartı ve arabirim kablosu Yapı Blokları Raylar Motorlar Adet Boyut (mm) Adet Boyut (mm) Adet Boyut 62 10 6 40 1 Büyük 16 20 2 20 3 Küçük 3 50 1 90 1 120 2 140 Yüzey Plakaları Adet Boyut (mm) Diğerleri Adet Parça İsmi 2 20x60 1 Döner Disk 1 20x20 1 Mil 4 Dişli Kutusu 1 Elektromıknatıs 7 Anahtar(Switch) 24 Çift Başlı Kablo 1 LDR 1 Lamba 1 Sistemin üstüne kurulduğu zemin Tablo1. Çöp Toplama ve Presleme Ünitesi Malzeme Listesi 1754
2.1 SİSTEMİN ÇALIŞMASI: Çöp toplama ve presleme otomasyon sisteminin adım adım çalışması şöyle açıklanabilir: 1. Raylı sistem M1 motoru ile harekete geçerek LDR ile çöp kutusunu (ışığı) arar. 2. İki ihtimal vardır, LDR ışığı göremez ise robot kolu E2 anahtarına çarpar ve M1 motoru ters yönde döner. Robot kolu E1 anahtarına çarpınca robot işlemini durdurur. Sistem başa dönmüş olur. 3. LDR ışığı gördüğü anda M1 motoru durur. 4. M2 motoru robot kolunu ileri sürer. Aynı anda presleme ünitesindeki M5 motoru da presleme ünitesini açar. 5. Presleme ünitesi E7 anahtarı durum değiştirdiğinde M2 ve M5 motorları durur. 6. Elektromıknatıs devreye girer ve çöp kutusunu tutar. 7. 0.5 saniye bekledikten sonra M3 motoru robot koluna dairesel hareket yaptırarak çöp kutusunu kaldırır ve presleme ünitesine getirir. 8. Robot kolu E5 anahtarına çarptığı anda kol durur. 9. M3 motoru ileri ve geri giderek salınım yapar ve çöpü boşaltır. 10. M3 motoru ters yönde çalışarak çöp kutusunu eski yerine götürür. 11. Robot kolu E4 anahtarına çarptığı anda M3 motoru durur. 12. Elektromıknatısın gücü kesilerek çöp kutusu yerine bırakılır. 1755
13. 0.5 saniye bekledikten sonra M2 motoru ters yönde döner, paralel bağlı olan M5 motoru da ters yönde dönerek presleme işlemi yapılır. 14. Robot kolu E6 anahtarına çarptığı anda M2 motoru durur. 15. M1 motoru, robot kolu E1 anahtarına çarpıncaya kadar ters yönde hareket eder. 16. Robot kolu E1 anahtarına çarptığı anda sistem durur ve ilk konumu alır. 2.2 SİSTEMİN PROGRAMLANMASI: Gerçekleştirilen sistemin kontrolü için bir robot programlama dili kullanılmalıdır. Burada LOGO programlama dili kullanılmıştır. Sistemi çalıştırmak için yazılan program aşağıda verilmiştir. TO PRG1 INIT MCW M1 IF EQUALP STATUS E8 1 [PRG2] IF EQUALP STATUS E2 0 [PRG1] PRG5 END TO PRG3 MCCW M1 1756
IF EQUALP STATUS E1 1 [MSTOP M1] IF EQUALP STATUS E1 0 [PRG3] END TO PRG2 MSTOP M1 MCW M2 WATCH E7 MSTOP M2 MCW M4 WAIT 0.5 MCW M3 WATCH E4 MSTOP M3 MCCW M3 WAIT 0.1 MCW M3 WAIT 0.1 MCCW M3 WATCH E5 MSTOP M3 MSTOP M4 1757
MCCW M2 WATCH E6 MSTOP M2 MCCW M1 WATCH E1 MSTOP M1 END 2.3 PROGRAMIN AÇIKLANMASI TO PRG1 INIT MCW M1 IF EQUALP STATUS E8 1 [PRG2] IF EQUALP STATUS E2 0 [PRG1] PRG3 END TO ifadesi programın başlangıcını, PRG1 ise programın adını belirtir. INIT komutu tüm hareketleri durdurur ve robotu başlangıç konumuna getirir. MCW M1 komutu, M1 i saat yönünde hareket ettirmektedir. IF EQUALP STATUS E8 1 [PRG2] satırı, E8 anahtarının (LDR) 1 olması durumunu arar ve şart sağlanınca programı PRG2 alt 1758
programına dallandırır. IF EQUALP STATUS E2 0 [PRG1] satırı E8 anahtarının 0 olma durumunda icra görür. E2 anahtarı 0 ise program başa döner. E8 anahtarı 1 ise robot raylı sistemin sonuna gelmiş demektir ve alt satırdaki ifade icra görür. Bu IF satırı bir döngü oluşturarak sürekli E8 anahtarının kontrolünü sağlamak için kullanılmıştır. PRG3 satırı ise programın PRG3 alt programına dallanmasını sağlar. TO PRG3 MCCW M1 IF EQUALP STATUS E1 1 [MSTOP M1] IF EQUALP STATUS E1 0 [PRG3] END Program PRG3 alt programa dallanmış ise E8 anahtarı 1 olmamıştır ve robot raylı sistemin sonuna gelmiştir. Bu program robotu ilk noktaya götürüp sistemin başa dönmesini sağlar. MCCW M1 satırı M1 motorunun saat yönüne göre ters dönmesini sağlar. IF EQUALP STATUS E1 1 [MSTOP M1] satırı E1 anahtarının 1 olması durumunda M1 motorunu durdurur. E1 anahtarı 0 iken IF EQUALP STATUS E1 0 [PRG3] satırı icra görür. Bu satır icra gördüğünde program başa dönerek yine E1 anahtarının 1 olası durumunu arar. Burada yine bir döngü kurularak E1 anahtarının 1 olması durumu aratılmıştır. TO PRG2 MSTOP M1 MCW M2 1759
WATCH E7 MSTOP M2 MCW M4 WAIT 0.5 MCW M3 WATCH E4 MSTOP M3 MCCW M3 WAIT 0.1 MCW M3 WAIT 0.1 MCCW M3 WATCH E5 MSTOP M3 MSTOP M4 MCCW M2 WATCH E6 MSTOP M2 MCCW M1 WATCH E1 MSTOP M1 END 1760
Robot çöpü algıladıktan sonra yaptığı işlemleri PRG2 alt programı sayesinde yapmaktadır. MSTOP M1 satırı ile M1 motoru durdurulur. MCW M2 satırı ile M2 motoru saat yönünde hareket etmeye başlar. WATCH E7 satırı E7 anahtarının durum değiştirmesini bekler. E7 anahtarı durum değiştirdiğinde MSTOP M2 komutu icra görür ve M2 motoru durdurulur. Daha sonra çöp kutusunu tutma işlemine geçilir. MCW M4 komutu sayesinde elektromıknatıs enerjilendirilir. WAIT 0.5 komutu, elektromıknatısın çöp kutusunu kavraması için gerekli olan 0.5 saniye beklemeyi sağlar. MCW M3 komutu ile M3 motorunun saat yönünde hareketi sağlanır. Böylece robot kolu dairesel hareket yaparak çöp kutusunu presleme ünitesine doğru götürür. WATCH E4 komutu E4 anahtarının durum değiştirmesini bekler. E4 anahtarı durum değiştirdiğinde, robot kolu çöp kutusunu presleme ünitesine boşaltmış demektir ve M3 motoru durdurulur. MCCW M3, WAIT 0.1, MCW M3, WAIT 0.1 komut dizisi robot kolunu sallayarak çöp kutusunun iyice boşaltılmasını sağlar. Tekrar MCCW M3 komutu icra görür ve M3 motoru saat yönünün tersi yönde hareket etmeye başlar. WATCH E5 komutu E5 anahtarının durum değiştirmesini bekler. E5 anahtarı durum değiştirdiğinde robot kolunun dairesel hareketi bitmiş demektir. MSTOP M3 komutu ile M3 motoru durdurulur. MSTOP M4 ile elektromıknatısın enerjisi kesilir. MCCW M2 komutu M2 motorunu saat yönünün ters yönünde hareket ettirerek robot kolunun içeri girmesini sağlar. WATCH E6 komutu E6 anahtarının durum değiştirmesini bekler. E6 anahtarı durum değiştirdiğinde robot kolu içeri girmiş demektir ve MSTOP M2 komutu ile M2 motoru durdurulur. MCCW M1 komutu ile M1 motoru saat yönünün tersi yönde hareket ettirilmektedir. WATCH E1 komutu ile E1 anahtarının durum değiştirmesi beklenir. E1 anahtarı durum değiştirdiğinde robot ilk duruma gelmiş demektir. MSTOP M1 komutu ile M1 motoru durdurulmaktadır. 1761
3. ÇÖP TOPLAMA VE PRESLEME OTOMASYONUNUN MONTAJI Bu kısımda kurulan sistemin adım adım montajı görülecektir. Sonra bu parçaların birleşerek oluşturdukları ana parçaları, en sonunda da ana parçaların da birleşerek oluşturdukları robot sistemini resimler eşliğinde göreceğiz. Resim-1 Parça Olarak Kullanılan Anahtar. 4. SONUÇ: Bu projenin gerçekleştirilmesiyle bir otomasyon sisteminin kağıt üzerinden nasıl hayata geçirildiği görülmüştür. Bilgisayar, arabirim, dağıtım kutusu ve robot arasındaki iletişimin nasıl sağlandığı konusunda önemli 1762
fikirler edinilmiştir. Bir otomasyon sistemini kontrol etmek için LOGO programlama dilinin nasıl kullanılacağı incelenmiştir. Sistemin inşa edilmesi lego parçalarıyla yapıldığı için öğrencilerin üretkenlikleri ortaya çıkarılmıştır. Böylece bir otomasyon sisteminin yapılması konusunda önemli bir tecrübe kazanılmıştır. KAYNAK: Otomatik Çöp Toplama ve Presleme Ünitesi, Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Robotik Dersi Projesi, Proje No:1999/VIII-Gündüz 1763
1764