5.48. KALİTE KONTROL OTOMASYONU Prof. Dr. Asaf VAROL avarol@firat.edu.tr Abdulkadir Şengür ksengur@firat.edu.tr Engin Avci enginavci@firat.edu.tr Özet Bu benzetim projesinde boyutlara bağlı olarak hatalı ürünlerin ayırt edilmesine yönelik bir kalite kontrol işlemi ele alınmaktadır. Çalışma, robotik dersi kapsamında öğrenci uygulama projesi olarak ele alınmaktadır. Uygulama işlemi Fischertechnik firmasının ürettiği lego diye adlandırılan plastik parçaların montajın önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Ayrıca tasarlanan elektronik devre ile benzetim projesi desteklenmektedir. Tablo 1'de sistemde kullanılan ana malzeme listesi verilmektedir. Malzeme Adı Adedi Malzeme Adı Adedi Motor 4 Interface 1 Dişli Kutusu 4 Soket Kutusu 1 Döner Disli Tabla 1 Montaj Tablasi 1 15 mm'lik Yapı Bloğu 21 Ayarlı Güç Kaynağı 1 30 mm'lik Yapı Bloğu 13 Dizustu Bilgisayar 1 70 mm'lik Yapı Bloğu 1 Role 2 210 mm'lik Yapı Blogu 2 Foto Transistor 2 Yuruyen Band 2 IR Led 2 Baglanti Kablosu 18 Tablo 1: Malzeme Listesi 2327
Giriş Teknolojik gelişimin hızla büyüdüğü günümüz dünyasında robotların insan hayatındaki önemi her geçen gün artmaktadır [1]. Robotlarla sağlanan zaman tasarrufu ve kalitenin ucuza mal edilmesi, özellikle maliyetten çok kaliteye önem veren tercihler başta olmak üzere, insanlar için cazip bir alternatif oluşturmuştur. Robot mantığı kapsamında yer alan geri besleme ve kontrol ile, yapılan hataların düzeltilmesi, oluşabilecek yeni hataların önlenmesi ve istenilen standardın kısa sürede elde edilmesi gibi pek çok konu problem olmaktan çıkmıştır. İyi bir kontrol, kaliteyi beraberinde getirir. Kalite, üretici açısından kurumun sürekliliğini sağlayan önemli faktörlerden biridir. Çünkü üretimin devamlılığı ve ürünün talep bulabilmesi için, ürünü en yeni teknolojik gelişmelerden faydalanarak, seri bir şekilde, ha-tasız üretme zorunluluğu vardır. İnsanlar da artik, ucuz, kalitesiz, kısa ömürlü ürün almak yerine daha uzun omurlu ve dayanıklı ürünleri tercih etmektedirler. İstenilen standarttaki ürünü, istenilmeyenden ayırt eden kalite kontrolü, bu açıdan büyük önem arz etmektedir. Robotlarla gerçekleştirilecek kalite kontrolü ise hem zamandan tasarruf sağlayacak hem de kaliteyi ucuza mal edecektir. Bu benzetim projesinde, yürüyen bir bantta hareket eden herhangi bir urunun boyutlarına göre, hatalı urunun ayırt edilmesi işlemi gerçekleştirilmektedir [2]. 1. Projenin Amacı Kalite kontrol işlemi, ürünün istenilen özellikleri baz alınarak gerçekleştirilebilir. Baz alınan kriterler, amaca yönelik olarak değişiklik gösterebilir. Kalite kontrol otomasyon çalışması kapsamında baz alınan kriter ürünün ebatlarıdır. Urun, transistorlu bir algılayıcı devre sistemi ile kontrol edilmektedir ve yürüyen bant ilerlerken, ebatlarına ilişkin bilgiler tespit edilmektedir. İstenilen boyda olduğu saptanan ürün normal hareketine devam etmekte ve son bulunması gereken konuma ulaşmaktadır. Eğer ürün 2328
istenilmeyen bir boyutta ise normal hareketine devam etmesi engellenmekte ve geri dönüşüme tabi tutulmak üzere farklı bir bölümde depo edilmektedir. 2. Kalite Kontrol Otomasyon Projesi Sistemi oluşturan temel parçaların listesi Tablo 1 'de ve ekil 1 'de ise Otomasyon sistemine ait bilgisayar benzetimin görüntüsü verilmiştir. Şekil 1: Otomasyon Sisteminin Genel Görüntüsü 2329
3. Sistemde Kullanılan Parçaların Resimleri Resim 1: Motor Resim 2: Döner Dişli Tabla Resim 3: Motor Dişli Kutusu Resim 4: Montaj Platformu 2330
Resim 5: Arabirim (interface) Resim 6: Alüminyum Yapı Blokları 2331
Resim 7: Alüminyum Yapı Blokları Sıkıştırıcılar, Küçük Dişli Raylar Resim 8: Transistorlu Algılayıcı Devresi (Ek Devre) Resim 9: Elektronik Aksam için Resim 10: Anahtarları (E1, E2) Kullanılan Malzemeler (Ek Devre) Kontrol Etmek için Role devresi 2332
Resim 13: Devrenin Genel Görünümü 4. Kalite Kontrol Otomasyon Sisteminin Çalışma Prensibi Şekil-1'deki sistemin benzetim modelinde, birinci yürüyen bandı Ml motoru, ikinci yürüyen bandı M2 motoru çalıştırmaktadır. M3 motoru robot kolunun yukarı aşağı hareket etmesini sağlamakta, M4 motoru ayni robot kolunun sağa sola döndürülmesini gerçekleştirmektedir. Böylece robot kolunun üç boyutta hareketi sağlanmaktadır. Tasarlanan transistorlu ek algılayıcı devreden alınan çıkışlar role aracılığıyla bilgisayar ara yüzünün E1 ve E2 anahtarla-rina bağlanmaktadır. 2333
Şekil-2 : Transistorlu algılayıcı devre Birinci yürüyen banda bulunan urun, M1 motoru çalıştığı surede ikinci yürüyen banda doğru ilerlemektedir. Ürün,şekil-2'de açık şeması verilen algılayıcı devre içinden geçerken E1 ve E2 anahtarlarının durumları değişmekte, örneğin istenilen boyutta urun geçerken sadece E1 anahtarı 0 konumundan 1 konumuna ve istenilmeyen boyutta yani daha uzun bir urun gelmesi durumunda ise E2 anahtarı, E1 anahtarı ile birlikte 0 durumundan 1 durumuna değişmektedir. şekil 2'de gösterilmekte olan devrede D1 ve D2 olarak gösterilen IR verici ledleri, Q1 ve Q2 olarak tanımlanmış foto transistörlerini sürekli iletimde tutmaktadır. D1 - Q1 veya D2 - Q2 arasından bir ürün geçtiğinde, transistörler yalıtıma gidecek ve zaman rölelerine gerekli gerilim uygulanmış olacaktır. Böylece rölenin bağlantıda olduğu anahtar durum değiştirecektir. Genelde herhangi bir boyutta ve bant üzerinde urun mevcut olduğu müddetçe, E1 anahtarının konumu O'dan 1'e değişmektedir. Bu durumdan faydalanarak E1 anahtarının durumu yardımıyla ürün olmadığı surede birinci yürüyen bandın hareket edip, ikincisinin durağan bekletildiği bir döngü oluşturulmaktadır. E1 ve E2 anahtarlarının durumları hakkında gelen bilgiye göre M2 motoru istenilen ürünün sistemde bulunması 2334
halinde kolilemenin yapıldığı yöne doğru, istenilmeyen boydaki ürünün sistemde bulunması halinde ise ters yöne doğru çalıştırılmaktadır. İstenilen boyutta iki urunun algılayıcı devresinden geçtiğinin tespit edilmesi ile M3 motoru çalışmakta, koli içerisine yerleşmiş olan malzeme önce yukarıya hareket ettirilmekte ve daha sonra M4 motorunun devreye girmesi ile 90 derece döndürülmektedir. Bu noktada sistemin amacını gerçekleştirdiği söylenebilir, artik M3 ve M4 motorları son yaptıkları hareketin tersini yaparak ilk konumlarını korumalıdırlar. Böylece işlemin seri bir şekilde gerçekleştirilmesi sağlanacaktır. 5. Kalite Kontrol Otomasyon Sisteminin Logo Dili İle Programlanması TO BASLA MCW "Ml IF EQUALP STATUS "E1 0 [BASLA] [KONTROL] TO KONTROL IF EQUALP STATUS "E2 1 [ATIK] [PAKET] TO PAKET 2335
MCW "M2 PAKET1 TO PAKET1 MCW "Ml IF EQUALP STATUS "E1 0 [PA- KET1 ] [IF EQUALP STATUS "E2 1 [MCCW "M2 PAKET1] [MCW "M2 KALDIR]] TO ATIK MCCW "M2 BASLA TO KALDIR WAIT 3 MCW "M3 WAIT 3 MCW "M4 2336
WAIT 10 6. Program Hakkında Açıklama TO BASLA başladığı satir MCW "M1 yönde dönmesini // BASLA prosedürünün // M1 motorunun pozitif sağlayan satır. IF EQUALP STATUS "E1 0 [BASLA] [KONTROL] edildiği satır. //E1 anahtarının kontrol Eğer anahtar 0 durumunda ise satırına dönülür. ise dallanma yapılır. sonlandırıldığı satır. BASLA prosedürünün ilk Eğer E1 anahtar 1 konumunda KONTROL prosedürüne // BASLA prosedürünün 2337
Prosedürünün amacı: Program, bu prosedürle başlamaktadır. Bu prosedürde M1 motorunun kontrol edilmektedir. M1 motorunun sürdüğü bant üzerinde bir ürünün olup olmadığı algılanmak istenmektedir. Bant üzerinde ürün yoksa BASLA prosedürünün ilk satırına dönülmektedir. Eğer bir ürün varsa ürünün boyutunu algılamak için KONTROL prosedürüne dallanma yapılmaktadır. TO KONTROL başladığı satır. // KONTROL prosedürünün IF EQUALP STATUS "E2 edildiği satır. [ATIK] [PAKET] yapılmaktadır. ise yapılmaktadır. sonlandırıldığı satır // E2 anahtarının kontrol E2 anahtarı 0 durumunda ise ATIK prosedürün dallanma Eğer E2 anahtarı 1 konumunda PAKET prosedürüne dallanma // KONTROL prosedürünün Prosedürün amacı: Bu prosedürde algılayıcılar algılanan ürünün boyunun istenen boyutta olup olmadığı kontrol edilmektedir. Eğer ürünün 2338
boyu istenilen boydan daha uzun ise ATIK prosedürüne dallanma yapılarak ürün geri dönüşüm bölümüne atılmaktadır. Ürünün boyu istenilen boyda ise sayma işleminin ilk basamağı gerçekleşmiş olur ve sayma işleminin ikinci basamağı için PAKET prosedürüne dallanma yapılmaktadır. TO PAKET MCW "M2 PAKET1 yapılmaktadır // PAKET prosedürünün başladığı satir // M2 motoru pozitif yönde döndürüldüğü satır // PAKET1 prosedürüne dallanma // PAKET prosedürünün sonlandırıldığı satir. Prosedürün amacı: Bu prosedürde istenilen durumun ilk basamağı gerçekleştirilmektedir. Paket M2 motorunun döndürdüğü ikinci bant yardımıyla istenilen kısma (kaldırma işleminin yapılacağı birime) gönderilmektedir. İkinci basamağın (sayma işlemi) gerçekleşmesi için PAKET1 prosedürüne dallanma yapılmaktadır. satır. TO PAKET1 // PAKET1 prosedürünün başladığı MCW "M1 döndürüldüğü satır. //M1 motorunun pozitif yönde IF EQUALP STATUS "E1 0 [PAKET1] [IF EQUALP STATUS E2 1] [MCCW "M2 PAKET1] [MCW "M2 KALDIR] 2339
//E1 anahtarının kontrol edildiği satir. E1 anahtarı 0 durumunda ise PAKET1 prosedürüne dallanma yapılmaktadır. E1 anahtarı 1 durumundaysa E2 anahtarının konumu kontrol edilmektedir. E2 anahtarı 1 durumunda ise M2 motorunu negatif yönde döndürülmektedir. PAKET1 prosedürünün ilk satırına geri dönülmektedir. Eğer E2 anahtarı 0 durumunda ise M2 motoru pozitif yönde dondurulur ve KALDIR prosedürüne dallanma yapılmaktadır. Prosedürünün amacı: Bu prosedürde sayma işleminin ikinci basamağının gerçekleştirilmesi için E1 anahtarı kontrol edilmektedir. E1 anahtarı 0 durumunda ise PAKET e geri dönülerek M1 motorunun sürekli dönmesi sağlanmaktadır. E1 anahtarı 1 durumunda ise yani paket algılanmışsa bu kez de E2 anahtarı ile paketin boyutu istenilen boyutta olup olmadığı kontrol edilmektedir. E2 anahtarı 0 durumunda iken sayma işleminin ikinci basamağı gerçekleşmiş olur ve paket M2 motorunun negatif yönde döndürülmesi ile geri dönüşüm bölümüne gön-derilir ve ikinci basamağın gerçekleşmesi için PAKET1 prosedürünün ilk satırına geri dönülmektedir. TO ATIK MCCW "M2 BASLA //PAKET1 prosedürünün sonlandırıldığı satır. //ATIK prosedürünün başladığı satır. //M2 motorunun negatif yönde döndürüldüğü satır. // BASLA prosedürüne dallanma yapıldığı satır. //ATIK prosedürünün sonlandırıldığı satir. 2340
Prosedürünün amacı: Bu prosedürde istenilmeyen paketler karşılaştırılmıştır ve paket M2 motoru aracılığıyla geri dönüşüm bölümüne atılır ve BASLA prosedürüne dallanma yapılmaktadır. TO KALDIR WAIT 3 MCW "M3 WAIT 3 MCW "M4 WAIT 10 // KALDIR prosedürünün başladığı satır. // 3 saniye bekleme yapılmaktadır. //M3 motoru pozitif yönde döndürülmektedir. // 3 saniye bekleme yapılmaktadır. //M4 motoru pozitif yönde döndürülmektedir. // 10 saniye bekleme yapılmaktadır // KALDIR prosedürünün sonlandırıldığı satır. Prosedürünün amacı: Bu prosedürde 3 saniye bekledikten sonra M3 motoru pozitif yönde 3 saniye döndürülmektedir. Daha sonra M4 motoru pozitif yönde 10 saniye döndürülmektedir. M3 motoruyla paketler yukarı doğru kaldırılır ve M4 motoruyla 90 pozitif yönde bir dönme işlemi yapılmaktadır ve program sonlandırılmaktadır. 7. Sonuç Bu proje ile kalite kontrol otomasyonun laboratuar bağlamında bir benzetimi yapılarak öğrencilerin otomasyon sistemin çalışma prensiplerini öğrenmeleri sağlanmıştır. Proje öğrencilere, kullanılan robot modelleri, robotların çeşitli kullanım alanları ve amaçlarına ilişkin geniş bakış açısı kazandırmıştır. Proje ile kalite kontrol ve benzeri otomas-yonların, endüstriyel alandaki 2341
modellerinin nasıl olduğuna yönelik, öğrencilere yorumlama yeterliliği kazandırmıştır. Kaynaklar [1] Varol. A: " Robotik ", Milli Eğitim Basımevi, 570s. 2000. [2] Kalite Kontrol Otomasyonu Benzetim Projesi. Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Bilgisayar Öğretmenliği Bölümü. Robotik Dersi Projesi Proje No:2003/2. 2342