5.35. BASKI DEVRE MONTAJ OTOMASYONU Prof. Dr. Asaf VAROL avarol@firat.edu.tr Projenin Amacı Bu projenin amacı; elektronik devrelerin baskı devresinin montajını, en kısa zaman içerisinde ve en iyi şekilde yapmaktır. Buradaki otomasyon, yürüyen bir band üzerindeki bakır plaketin, eleman yerlerinin delinmesi ve malzeme kutusunda bulunan elemanların yine robot kolu yardımıyla alınarak plaket üzerindeki deliklere yerleştirilmesidir. Projede Kullanılan Malzemeler MALZEMELER ADET Motor 4 Anahtar 1 Dişli Kutusu 4 Lamba 1 210 mm lik alüminyum çubuk 2 70 mm lik alüminyum çubuk 1 30 mm lik yapı bloğu 12 15 mm lik yapı bloğu 16 Döner dişli tabla 1 Yürüyen band 2 Ayarlı güç kaynağı 1 Fotorezistör (LDR) 1 Interface (Arabirim) 1 Bağlantı kablosu 18 Dizüstü bilgisayar 1 Tablo-1: Malzeme Listesi 2071
Sistemi oluşturan temel parçaların malzeme listesi Tablo-1 de görülmektedir. Şekil-1 de ise otomasyon sistemine ait şematik çizim verilmiştir. Şekil-1: Devrenin Prensip Şeması 2072
Sistemde Kullanılan Parçaların Resimleri Resim 1: DC Motorlar. Resim 2: LDR (Fotorezistör) ve Led. 2073
Resim 3: Dişli Kutusu ve Mil Takımı. Resim 4: Büyük ve Küçük Dişli. 2074
Resim 5: 210 mm ve 70 mm lik Alüminyum Çubuklar. Resim 6: Yapı Blokları ve Dişliler. Resim 7: Bağlantı Kabloları. 2075
Resim 8: Ara Birim Bağlantı Kablosu. Resim 9: Ara Birim (Interface). Resim 10: Ana Montaj Tablası. 2076
Resim 11: Bilgisayar ve Güç Kaynağı. Resim 12: Malzemelerin Toplu Görünümü. 2077
Sistemin Montaj Aşaması Resim 13: Döner Dişli Tablasının Ana Tablaya Montajı. Resim 14: İkinci Robot Kolu Gövdesinin Döner Dişli Tablasına Montajı. 2078
Resim 15: İkinci Robot Kolunun Gövdeye Montajı. Resim 16: LDR ve Led in Yapı Bloğuna Montajı. 2079
Resim 17: Anahtarın Yapı Bloğuna Montajı. Resim 18: LDR ve Led in Tablaya Montajı. 2080
Resim 19: Birinci Robot Kolunun Yapı Bloğunun Montajı. Resim 20: Birinci Yürüyen Bandın Montajı. 2081
Resim 21: İkinci Yürüyen Bandın Montajı. Resim 22: İkinci Bandın Ana Tablaya Montajı. 2082
Resim 23: Birinci Bandın Tablaya Montajı. Resim 24: Projenin Son Hali. Robotun Çalışması Devrede ilk olarak M1 motoru harekete geçecektir. M1 motorunun sadece bir görevi vardır. O da birinci yürüyen bandı hareket ettirerek baskı devre plaketini istenen robot kollarının altına getirmektir. M1 motorunun harekete geçmesiyle yürüyen bant hareketlenecektir ve bu bant üzerinde bulunan baskı devre plaketi birinci robot kolunun altına gelecektir. Plaket 2083
robot kolunun altına geldiği anda M1 motoru hareketini durduracak ve birinci robot koluna bağlı bulunan M2 motoru aşağı doğru harekete geçerek yürüyen bant üzerinde bulunan plakete, robot kolunun ucunda bulunan matkap yardımı ile bir delik açılacaktır. Daha sonra birinci robot kolu üzerinde bulunan M2 motoru daha önce çalıştığının aksi yönünde, yani yukarı doğru harekete geçecektir. Robot kolunun aşağı ve yukarı hareket miktarı aynı düzeyde olacaktır. Çünkü çıkış ve iniş süresi farklı olduğu zaman belli bir an gelecektir ki robot kolu bağlı bulunduğu koldan çıkacaktır. İşte bu olayı önlemek için kolun hareket sürelerinin aynı olması gerekmektedir. Birinci delme işlemi gerçekleştikten sonra tekrar M1 motoru harekete geçerek yürüyen bant üzerindeki plaketi belirli bir miktar hareket ettirecek ve M1 motoru hareketini durduracaktır. Bu anda birinci robot kolu üzerinde bulunan M2 motoru aşağı doğru harekete geçecek ve yürüyen bant üzerinde bulunan plakete robot kolunun ucunda bulunan matkap yardımı ile bir delik daha açacaktır. Plaket üzerine delik açma işlemi bittikten sonra M2 motoru tekrar yukarı doğru hareket edecektir. M1 motoru tekrar harekete geçecektir. Bu hareket, sensörün yürüyen bant üzerindeki baskı devre plaketini algılayıncaya kadar devam edecektir. Baskı devre otomasyonunda kullanılan sensör bir adet Led ve bir adet LDR (Foto Direnç) den ibarettir. LDR ışığa bağlı dirençtir. LDR nin üzerine ışık geldiği sürece direnci çok küçüktür. Karanlık bir ortamda LDR nin direnci maksimum seviyededir. Baskı devre otomasyonunda Led ve LDR karşılıklı olarak bağlanmıştır. LDR ve Led yardımıyla baskı devre otomasyonunda M3 motorunun harekeleri kontrol edilecektir. Yürüyen bant üzerinde bulunan baskı devre plaketi LDR ile Led in arasına geldiği anda Led den yayılan ışığın LDR ye kavuşmasını 2084
engelleyecektir. Yani LDR herhangi bir ışık alamayacaktır. Bu da LDR nin direncinin düşmesine sebep olacaktır. Bu durumda M3 motoru harekete geçecek ve saat yönünü tersi istikametinde belirli bir miktar dönerek ikinci bandın üzerine gelecektir. İkinci bandın üzerine geldiği anda M3 motoru hareketini durduracaktır. Bu durdurma işlemi bilgisayarda bulunan LOGO programlama dilinin WAIT komutu yardımı ile yapılmaktadır. M3 motoru durduktan sonra bu sefer devreye M4 motoru girecektir. M4 motoruna bağlı kolun baskı devre otomasyonun da iki görevi bulunmaktadır. Birinci görevi, ikinci yürüyen bant üzerindeki elektronik elemanı almaktır. Diğer görevi ise ikinci yürüyen bant üzerindeki aldığı elektronik elemanı birinci yürüyen bant üzerindeki baskı devre plaketinin üzerine montaj etmektir. İkinci robot koluna bağlı bulunan M4 motoru ilk olarak aşağı doğru hareket edecek ve ikinci yürüyen bant üzerindeki elektronik elemanı alacaktır. Daha sonra M4 motoru bir önceki hareketinin aksi yönünde yukarı doğru harekete geçecektir. Yukarı doğru hareket tamamlandıktan sonra M4 motoru duracak ve M3 motoru tekrar harekete geçecektir. M3 motoru saat yönünde bir müddet hareket ettikten sonra E1 anahtarına basarak hareketini durduracaktır. Burada E1 anahtarının faydası, ikinci robot kolunu tam olarak montaj yapacağı yerde durdurmaktır. M3 motoru da E1 anahtarı sayesinde istenilen konumda durdurulduktan sonra tekrar M4 motoru elektronik elemanı montaj yapmak için aşağı doğru harekete geçecektir. Montaj yapıldıktan sonra M4 motoru yukarı doğru harekete geçip görevini tamamlamış olacaktır. Son olarak tekrar M1 motoru harekete 2085
geçecek ve yürüyen bandı harekete geçirerek bant üzerinde bulunan baskı devre plaketini kutulama bölümüne gönderecektir. Logo Dili İle Yazılım Programı TO DEVRE INIT MBIR MIKI END TO MBIR MCW M1 WAIT 0,0 5 MSTOP M1 END TO MIKI MCW M2 MCCW M2 2086
MSTOP M2 MCW M1 WAIT 0,2 MSTOP M1 MCW M2 MCCW M2 MSTOP M2 IF EQUALP STATUS E2 0 [STOP] MCW M1 WATCH E2 MSTOP M1 MCW M3 WAIT 0,8 MSTOP M3 MCW M4 MCCW M4 MSTOP M4 IF EQUALP STATUS E1 0 [STOP] 2087
MCCW M3 WATCH E1 MSTOP M3 MCW M4 WAIT 1,2 MCCW M4 WAIT 1,2 MSTOP M4 MCW M1 MSTOP M1 END Programda Kullanılan Komutların Açıklanması TO: Bir prosedürün başlangıcının ilk komutudur. END: Bir prosedürün sonu. INIT: Tüm hareketleri durdurur ve iletişimi yeniden kurar. IF durum [ifadelerin listesi]: Eğer durum gerçek ise, köşeli parantez içerisinde verilen ifadeler icra edilir. EQUALP madde1 madde2: Verilen iki maddenin durumuna göre işlem yapar. STOP: Mevcut prosedürü durdurur. 2088
MCCW M1: M1 motoru, saat ibresinin dönüş yönünün tersi istikametinde döndürür. MCW M1: M1 motorunu saat ibresi yönünde durdurur. STATUS E1: E1 anahtarının konumunu denetler. Yani E1 e atanan 0 veya 1 değerine göre işlemleri yürütür. MSTOP M1: M1 motorunu durdurur. WATCH E1: E1 anahtarının konumunu gözetler. Yani 0 konumundan, ne zaman 1 konumuna geçtiğini takip eder. Konum değiştiği anda, kendisinden sonra gelen satırı icra eder. WAIT: Bu komuttan önce verilen komut, bu komutla birlikte verilen değer kadar işlem görür. Logo Programının Adım Adım Çalışması TO DEVRE INIT MBIR MIKI END TO DEVRE komut satırı programın başlangıç satırıdır. TO ifadesi prosedürün başlangıcını, DEVRE ifadesi ise programın adını belirler. INIT 2089
komutu ile otomasyondaki motorların hareketleri durdurulur. MBIR ve MIKI programda kullanılan MBIR ve MIKI prosedürlerini çağırır. TO MBIR Bu komut satırı alt programın başlangıcını ve ismini belirtir. MCW M1 WAIT 0,0 5 MSTOP M1 END MCW komutu ile M1 motoru ileri yönde 0,05 saniye hareket ettirilir. MSTOP komutu ile M1 motoru durdurulur ve END komutuyla MBIR prosedürü sonlandırılır. TO MIKI Bu komut satırı alt programın başlangıcını ve ismini belirtir. MCW M2 MCCW M2 2090
MSTOP M2 MCW komutu ile M2 motoru ileri yönde hareket ettirilir. Bu hareket süresi 2 saniyedir. Motor, MCCW komutuyla ters yönde hareket ettirilir. Böylece plakete ilk delik açılmış olur. MSTOP komutuyla motorun hareketi durdurulur. MCW M1 WAIT 0,2 MSTOP M1 M1 motoru bandı hareket ettiren motor olduğundan, plaket 0,2 saniye boyunca ikinci delik açımı için ileri yönde hareket ettirilir. MCW M2 MCCW M2 MSTOP M2 İkinci delik açımı için motor 2 saniye boyunca ileri yönde hareket eder. MCCW komutuyla birlikte ters yönde aynı hareketi yapar ve MSTOP komutuyla M2 motoru durdurulur. 2091
IF EQUALP STATUS E2 0 [STOP] Bu komut satırı ile E2 anahtarının durumu kontrol ettirilir. Eğer E2 anahtarının konumu 1 ise alt satıra geçmesi sağlanır. Aksi taktirde programın durdurulması sağlanmaktadır. MCW M1 WATCH E2 MSTOP M1 MCW komutu ile M1 motoru saat ibresi yönünde (yani ileri) yönde hareket ettirilir. WATCH komutu ile de E2 anahtarında değişme gözlendiğinden, motor hareketi durdurulur. MCW M3 WAIT 0,8 MSTOP M3 MCW M4 8 8MCCW M4 MSTOP M4 2092
MCW komutuyla M3 motoru ileri yönde hareket ettirilir. 0,8 saniye boyunca hareket ettirilen motor MSTOP komutuyla durdurulur. Yani; M3 motoru ikinci yürüyen banttan elektronik elemanı almak için döner. Bundan sonra M4 motorunun işlevi başlamaktadır. M4 motoru da ileri yönde 2 saniye, ters yönde de 2 saniye hareket ettirilmektedir. Bu esnada yürüyen band üzerindeki elektronik eleman alınmış olur. IF EQUALP STATUS E1 0 [STOP] MCCW M3 WATCH E1 MSTOP M3 Bu komut satırı E1 anahtarının durumunu denetler. Buraya E1 anahtarının konmasının nedeni; M3 motoru elektronik parçayı alıp yürüyen band üzerindeki baskı devreye monte ederken baskı devreyle elektronik parçanın uyumunu sağlamaktadır. MCW M4 WAIT 1,2 MCCW M4 WAIT 1,2 MSTOP M4 2093
Burada MCW komutuyla M4 motoru ileri yönde hareket eder. 1,2 saniyelik hareketle, motor baskı devreye elektronik parçayı monte eder. MCW M1 MSTOP M1 END Son olarak ta; yürüyen band 2 saniye boyunca hareket ederek elektronik devreyi kullanışlı hale getirir. END komutuyla da MIKI prosedürü sonlandırılır. Bu aynı zamanda programın bitişidir. Sonuç Hazırlanan bu proje ile baskı devrelerin montajının insan eli değmeden hızlı ve güvenilir bir biçimde hazırlanmasına ait benzetim yapılmıştır. Bu sayede öğrencilerimiz otomasyon tekniğini öğrenmiş ve bilgisayar yardımı ile bir robotun kontrolünün nasıl sağlanacağı konusunda bilgi sahibi olmuşlardır. Kaynak Baskı Devre Montaj Otomasyonu, Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik ve Bilgisayar Bölümü, Robotik Dersi projesi, Proje No :2001/1 2094