5.31. MODÜLER MOBİLYA ÜRETİMİNDE KULLANILAN SERİ ÜRETİM HATLARINDAN ZIMPARA MAKİNASININ BESLEME ÜNİTESİ OTOMASYONU Prof. Dr. Asaf VAROL avarol@firat.edu.tr ÖZET: GeliĢen teknolojilerin en büyük eksikliği kalifiye eleman eksikliğidir. Ġhtiyaç duyulan elemanların yetiģtirildiği kurumların baģında Mühendislik ve Teknik Eğitim Fakülteleri gelir. Bu fakültelerde yetiģtirilecek olan öğrencilerin, sanayide kullanılan otomasyon sistemlerini incelemeleri ve yeni robot otomasyonlarının tasarlanması olayını gerçekleģtirmeleri gerekmektedir. Öğrencilere verilen bu eğitim ile öğrencilerde var olan serbest düģünme ve düģündüğünü uygulama imkanı sağlanmıģ olacaktır. Montajı gerçekleģtirilen bu benzetim projesinde, modüler mobilya üretiminde kullanılan seri üretim hatlarından zımpara makinasının besleme ünitesi otomasyonu ele alınacaktır. 1. PROJENİN AMACI: Günümüze kadar mobilya endüstrisi bir sanatkarlar topluluğu seviyesindeydi. Üretilen mobilyaların kalitesi, ustaların el becerisine bağlı olarak değiģkenlik göstermekteydi. Bunun sonucunda belirli bir üretim standardı yoktu. Ġlerleyen teknolojiye paralel olarak yükselen yaģam standardı ve hızlı bir kalkınma sonucunda, kaliteli üretim ihtiyacı doğmuģtur. Bu ihtiyaç neticesinde küçük topluluklar tarafından gerçekleģtirilen üretim iģlemleri, 1973
daha büyük ve organizeli çalıģan fabrikalar tarafından üretilmeye baģlanılmıģtır. Modüler mobilya üretiminde, üretim tekniğinin temeli seri üretim hatlarıdır. AğaçiĢleri - Mobilya endüstrisinde, çok sayıda parçanın bir örneğe göre, belirli ölçüde ve formda, kolay ve emniyetli bir Ģekilde iģlenebilmesi için çeģitli kalıplar geliģtirilmektedir. ĠĢte geliģtirilen bu kalıplara seri üretim hatları denir. Seri üretim hatlarının iģlemesi, insan kontrolünde gerçekleģtiği için insan hatasından dolayı çeģitli iģ kazaları meydana gelmekte ve ayrıca üretim sırasında tam olarak randıman elde edilememektedir. Seri üretim hatlarının yukarıda belirtilen eksikliklerinin gözlemlenmesi sonucunda bu projenin gerçekleģtirilmesine karar verilmiģtir. Projede insan ikinci plana alınarak iģ kazalarının azaltılması düģünülmüģtür. Ayrıca gerçekleģtirilecek olan iģlemler otomatik bir Ģekilde yapılarak maksimum verim elde edilmeye çalıģılmıģtır. 2. PROJENİN ÇALIŞMA PRENSİBİ: Bu otomasyon projesi üç ayrı üniteden meydana gelmektedir. ünite ĠĢlenecek olan parçaların yürüyen bant seviyesine çıkartıldığı Yürüyen bant seviyesine çıkartılan parçanın yürüyen banda yerleģtirildiği ünite Yürüyen bant üzerine yerleģtirilen parçanın zımpara iģleminin gerçekleģtirildiği ve iģlenen parçanın sistem dıģına çıkartıldığı 1974
3. ROBOTUN PRENSİP ŞEMASI : Yeni malzemenin yüklenmesini Zımpara Düzeni belirten ıģık düzeni Ünite 2 Ünite 1 Ünite 3 Şekil 1 : Robotun üstten görünüģü Yürüyen bant seviyesine ĠĢlenecek olan parçaların Yürüyen bant üzerine çıkartılan parçanın yürüyen yürüyen bant seviyesine yerleģtirilen parçanın banda yerleģtirildiği ünite çıkartıldığı ünite zımpara iģleminden geçirildiği ünite Şekil 2 : Robotun yandan görünüģü 1975
KULLANILAN MALZEMELER MALZEMENİN TANIMI ADEDİ ÇĠFT BAġLI BLOK (20 mm) 22 ÇĠFT BAġLI BLOK (10 mm) 35 DĠġLĠ SĠSTEM 5 MOTOR 3 ANAHTAR 5 LAMBA 2 ALĠMÜNYUM BLOK (20 cm) 3 ALĠMÜNYUM BLOK (10 cm) 2 ALĠMÜNYUM BLOK (7,5 cm) 3 DĠġLĠ SĠSTEM (5 cm) 6 DĠġLĠ SĠSTEM (2,5 cm) 2 YÜRÜYEN BANT ELEMANI 1 PLAKA (1*4cm) 1 PLAKA (2*5cm) 1 MĠL 1 KASNAK 3 MĠL YATAĞI 2 BAĞLANTI KABLOSU 20 ADAPTÖR 1 LAPTOP BĠLGĠSAYAR 1 MDF ( 3*3cm) 2 ARABĠRĠM 1 Tablo 1: Robotun Montajında Kullanılan Malzemelerin Listesi. 1976
4. ROBOTUN MONTAJINDA KULLANILAN EKİPMANLAR : Resim 1: Robotun Kontrolünün Yapıldığı Bilgisayar Ünitesi Resim 2: Robot ile Bilgisayar arasında Veri AlıĢveriĢini GerçekleĢtiren Arabirim Ünitesi 1977
Resim 3: Robotun Montajında Kullanılan Kablolar Resim 4: DiĢli Sistem ve Motor Resim 5: Sembolik Zımpara Resim 6: Raylı Sistem Resim 7: Robotun Ġkinci Ünitesindeki Parçayı Yürüyen Banda YerleĢtiren Sistem 1978
Resim 8: Robotun Birinci Ünitesinde Parçayı Yürüyen Bant Seviyesine Kaldıran Sistem GerçekleĢtirilecek olan otomasyonun çalıģmasını maddeler halinde inceleyecek olursak; 1-) Raylı veya tekerlekli taģıma konveyörlerine dizilmiģ masif malzemeler ilk önce M1 motorunun bulunduğu hazneye bırakılır. 2-) Hazneye bırakılan masif malzeme yığını, bir malzeme kalınlığı kadar kaldırılır. Bu kaldırılma iģlemi M1 motoru ile yapılır. Burada M1 motoru dikey konumlandırılmıģtır. 3-) Kaldırma iģleminin ardından, sıra yığının en üstündeki malzemenin zımpara makinasına doğru itilmesine gelir. ĠĢte bu noktada devreye M2 motoru girer. Yatay olarak konumlandırılmıģ olan M2 motoru üzerindeki kol sola doğru itilerek, parçayı iģlenmek üzere zımpara makinasına sürer. 1979
4-) Zımpara makinesi kendisine doğru sürülen malzemeyi içine doğru alarak, gerekli iģlemleri yaptıktan sonra dıģarı verir. 5-) Devreye giren yürüyen bant, zımpara makinasında çıkan parçayı iģlem basamağına uygun olarak bir sonraki üniteye iletir. 6-) ĠĢlemler yukarıda anlatıldığı gibi tekrarlanarak üretim gerçekleģtirilir. Robotun çalıģmasından da anlaģılacağı üzere yapılan iģlemler kullanıcının istediği Ģekilde değiģtirilebilmektedir. 5. SİSTEMİN MONTAJ AŞAMALARI: Masif malzemeyi, yürüyen banda iten kolun sabitlendiği blok ayakları Resim 9 daki gibi monte edilir. Resim 9 Malzemeyi yürüyen banda iten sistemin (Resim 7), Resim 9 da ki blok ayaklara montajı Resim 10 da ki gibi gerçekleģtirilir. 1980
Resim 10 Masif malzemeyi yürüyen bant seviyesine kaldıran sistemin monte edileceği ayakların konumu Resim 11 de görüldüğü gibidir. Resim 11 Malzemeyi yürüyen bant seviyesine çıkaran kolun (Resim 8), bloğa monte edilmiģ Ģekli Resim 12 de ki gibidir. 1981
13 deki gibidir. Resim 12 Yürüyen bandın monte edileceği, tabanın yerleģtirilmesi Resim Resim 13 Yürüyen bandın hareketini kontrol eden anahtarların montajı Resim 14 te görüldüğü gibidir. 1982
Resim 14 Yürüyen bandın hareketini sağlayan motorun ( Resim 4 ), zemine montajı Resim 15 de ki gibidir. da ki gibidir. Resim 15 Yürüyen bandın plakasının montajı ile tamamlanmıģ hali Resim 16 1983
Resim 16 Resim 5 de gösterilen sembolik zımparanın ve yeni malzemenin yüklenmesini belirten ıģık sisteminin monte edilmiģ Ģekli Resim 17 de görüldüğü gibidir. Resim 17 1984
Montajı tamamlanmıģ robotun değiģik açılardan çekilmiģ, resimleri Resim 18, 19 ve 20 de ki gibidir. Resim 18 Resim 19 de ki gibidir. Resim 20 Robotun bilgisayarla bağlantısının gerçekleģtirilmiģ hali Resim 21 1985
Resim 21 PROGRAMI: 6. ROBOTUN KONTROLÜNÜ SAĞLAYAN LOGO TO A INIT MCW M1 WAIT 0.6 MSTOP M1 WAIT 2 B TO B 1986
IF EQUALP STATUS E1 0 [MCW M2] IF EQUALP STATUS E1 1 [C] B TO C MSTOP M2 IF EQUALP STATUS E7 0 [MCW M3] IF EQUALP STATUS E7 1 [D] C TO D MSTOP M3 WAIT 3 MCW M3 E TO E IF EQUALP STATUS E5 0 [MCW M3] IF EQUALP STATUS E5 1 [F] 1987
E TO F MSTOP M3 IF EQUALP STATUS E2 0 [MCCW M2] IF EQUALP STATUS E2 1 [G] F TO G MSTOP M2 MCCW M1 WAIT 0.6 MSTOP M1 H TO H IF EQUALP STATUS E4 0 [MCCW M3] IF EQUALP STATUS E4 1 [I] H 1988
TO I MSTOP M3 MCW M4 WAIT 0.4 MSTOP M4 WAIT 0.4 I 7. PROGRAMIN ADIM ADIM AÇIKLAMASI: TO A INIT MCW M1 WAIT 0.6 MSTOP M1 WAIT 2 B TO A komut satırı programın baģlangıç satırıdır. TO ifadesi programın baģlangıcını, A ise programın adını belirtir. Bu prosedürde ilk 1989
önce INIT komutu ile arabirimin giriģ ve çıkıģ bilgileri sıfırlanmıģtır. Daha sonra M1 motoru 0.6 saniye çalıģtırılıp durdurulmuģ ve WAIT komutuyla program 2 saniye bekletilerek, B prosedürüne yönlendirilmiģtir. TO B IF EQUALP STATUS E1 0 [MCW M2] IF EQUALP STATUS E1 1 [C] B Yürüyen bant seviyesine kaldırılmıģ olan malzeme, bu prosedürde M2 motorunun çalıģtırılmasıyla yürüyen bant üzerine itilmektedir. Malzemenin yerine ulaģtırıldığı E1 anahtarının 1 konumunu almasıyla anlaģılmakta ve program, bir sonraki prosedür olan C prosedürüne yönlendirilmektedir. TO C MSTOP M2 IF EQUALP STATUS E7 0 [MCW M3] IF EQUALP STATUS E7 1 [D] C 1990
Bu prosedürde ilk önce M2 motoru durdurulmaktadır. Daha sonra zımpara makinası hizasına yerleģtirilmiģ bulunan E7 anahtarının konum değiģtirmesine kadar M3 motoru yardımıyla yürüyen bant hareket ettirilmekte ve program D prosedürüne yönlendirilmektedir. TO D MSTOP M3 WAIT 3 MCW M3 E Bu prosedürde zımpara iģleminin gerçekleģtirilmesi için M3 motoru 3 saniye durdurulmakta ve tekrar harekete geçirilmektedir. Daha sonra program E prosedürüne yönlendirilmektedir. TO E IF EQUALP STATUS E5 0 [MCW M3] IF EQUALP STATUS E5 1 [F] E 1991
Bu prosedürde yürüyen bandın bitim noktasını gösteren E5 anahtarının kapanmasıyla M3 motoru durdurulmakta ve bir sonraki prosedür olan F ye yönlendirilmiģtir. TO F MSTOP M3 IF EQUALP STATUS E2 0 [MCCW M2] IF EQUALP STATUS E2 1 [G] F Bu prosedürde ilk önce M3 motoru durdurulmaktadır. Buraya kadar iģletilen komutlarla robotumuz zımpara iģlemini gerçekleģtirmiģ oldu. Programın bundan sonraki kısmında ise robot bir sonraki parçanın iģlenmesi için baģlangıç konumunu alacaktır. Bunun için ilk önce parçayı yürüyen bant üzerine yerleģtiren kol M2 motorunun ters yönde çalıģtırılmasıyla baģlangıç konumuna alınacaktır. Kolun baģlangıç konumuna ulaģtığını gösteren E2 anahtarı kapanınca program G prosedürüne yönlendirilmiģtir. TO G MSTOP M2 MCCW M1 WAIT 0.6 MSTOP M1 1992
H Bu prosedürde ilk önce M2 motoru durdurulmakta ve parçayı yukarı yönde kaldıran düzenek eski konumuna alınarak programın H prosedürüne yönlendirilmesi yapılmaktadır. TO H IF EQUALP STATUS E4 0 [MCCW M3] IF EQUALP STATUS E4 1 [I] H Bu prosedürde de yürüyen bant sistemini hareket ettiren M3 motoru ters yönde döndürülerek baģlangıç konumuna alınmakta ve program I prosedürüne yönlendirilmektedir. TO I MSTOP M3 MCW M4 WAIT 0.4 MSTOP M4 1993
WAIT 0.4 I Bu prosedürde ilk önce M3 motoru durdurulmakta ve ikinci bir parçanın yüklenmesi amacıyla kullanıcıyı uyaran ıģık sistemi devreye sokulmaktadır. 8. SONUÇ: Masif malzemenin, zımparalama ünitesine iletilmesi iģlemi, iģlemedeki zorluklar ve iģ güvenliği dikkate alınarak tasarlanmıģtır. Tasarımı gerçekleģtirilen bu projede LEGO parçaları kullanılmıģtır. Bu proje üzerinde çalıģırken hayal gücü ile canlandırılan sistemin tasarımı gerçekleģtirilerek, otomasyon tekniğinin temel prensipleri açıklanmıģ olmaktadır. Yapılan robotun kontrolü LOGO programlama dili ile gerçekleģtirilmiģtir. Bu prensipler doğrultusunda, gerçek anlamda da bu tip projelerin geliģtirilmesi amaçlanmaktadır. KAYNAK: Modüler Mobilya Üretiminde Kullanılan Seri Üretim Hatlarından Zımpara Makinesinin Besleme Ünitesi Otomasyonu, Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü, Robotik Dersi Projesi, Proje No:1999/III-Gece 1994