Kartezyen Robotlar ile Sealing Uygulaması

[cihansensoy]

YAMAHA KARTEZYEN ROBOTLARLA GERÇEKLEŞTİRİLMİŞ SEALING UYGULAMASI VE ENDÜSTRİYEL TİP FİLTRE MONTAJ HATTI OTOMASYONU


( SIVI DOLGU MALZEMESİ DÖKME UYGULAMASI )


Projenin gerçekleştirildiği .Mikropor firması 1987 yılında Ankara’da kurulmuştur. Mikropor firması genellikle basınçlı gaz, sıvı, katı uygulamalar için yüksek kaliteli filtrasyon ve arıtma çözümleri için ürünler imal etmektedir.

Bazı çözüm ve çözüm alanları;
Dökümhaneler,
Basınçlı Havanın temizlenmesi gereken ortamlarda,
Enerji üretim santrallerinde,
Gaz türbinlerinde,
Hava kompresörü ekipmanları konusunda,
Toz toplama ( filtreleme ),
Temiz oda standartı bulunan ortamlar için,
Ulaşım ve taşımacılık sektörü,
HVAC sistemleri

Ürün ve Üretim

Micropfil-V tipi filtreyi ürün haline getirebilmek için 2 ana süreç işlemektedir. Bu süreçler içinde ürün 3 bileşenden oluşur ;

1. Plastik muhafaza ( Şasi)
2. Filtreleme araçları ( mikrofiber filtre )
3. Dolgu contası (kimyasal sızdırmazlık)

2 ana süreç ise şöyledir:

1. Assembling : Plastik muhafazanın muhtelif alanlarına filtreleme araçlarının ( mikrofiber filtrelerin ) yerleştirilmesi,
2. Sealing : V tipi filtrenin plastik muhafazadaki mikrofiber filtrenin geçme noktalarına dolgu contasının çekilmesi işlemi.

Proje uygulanmadan önce;

İmalat sürecinin ilk aşaması olan Assembling uygulaması ( Plastik muhafazanın muhtelif alanlarına filtreleme araçlarının ( mikrofiber filtrelerin ) yerleştirilmesi ) el yordamı ile yapılmakta

2.aşama olan Sealing uygulaması ( Dolgu kimyasalının ve/veya sıvı contanın çekilmesi ) farklı bir firmanın küresel koordinatlı robotları ile yapılmaktaydı.

Bahsi geçen ; “YAMAHA Kartezyen Robotlarla gerçekleştirilmiş sealing uygulaması ve endüstriyel tip filtre montaj hattı otomasyonu” projesi uygulanmadan önce Mikropor firmasında Micropfil-V tipi filtre ürünleri için otomatik bir montaj hattı olmaması ve farklı bir firmadan tedarik edilmiş olan küresel koordinatlı robotların yapılacak masaüstü tabir edilebilecek olan yatay düzlemdeki Sealing uygulaması için yük özelliklerinin fazla, cycle sürelerinin düşük ve koordinat sisteminin efektif kullanılamaması,ürünleri sealing için personelin robota hazırlaması ve işlem sonrası uzak palete taşıması gibi nedenlere bağlı olarak;

 Üretim adetlerinin istenen seviyede olmaması
 Üretimin raporlananmaması,
 Montajda ve dolgu çekme sürecinde manual besleme ve alma gibi nedenlere bağlı zaman kayıpları olmaktaydı.

Bu bunun gibi istenmeyen sebeplere bağlı olarak Mikropor firması, Micropfil-V tipi filtrelerin imalat sürecini iyileştirmek üzere Robosistem firması ile montaj hattı otomasyonunun yapımı için anlaşmaya varmıştır.MONTAJ HATTININ SÜREÇLERİ VE BAZI ÖZELLİKLERİ


 Kurulacak hattaki konveyör üst ve alt kat olmak üzere iki yönlü çalışmaktadır.

 24 metre uzunluğundaki hattın bir ucunda Assembling işlemi yapılmaktadır.

 Montaj hattı otomatik olup Assembling işleminden sonra ürünler hattın üstünde yığılma yapmadan ilerlemektedir.

 Ürünler hatta bulunan özel kalıplarıyla taşıyıcıların üzerinde ilerlemektedir.

 3 farklı ürün özel algılayıcı metodlarıyla tam otomatik olarak sisteme tanıtılmaktadır. Dolayısıyla hiçbir manual parametre girişi olmaksızın istenilen bir anda istenilen ürün üretilebilmektedir.

 Ürünler Assembling işleminden sonra otomatik olarak ilk Kartezyen Robotun aplikasyon noktasına gelmektedir.

 Kartezyen robot 3 farklı ürün reçetesinden mevcut ürün için yapacağını otomatik olarak tespit edip, V şeklindeki ürünün düz yüzeyinde ilk Sealing işlemini ( Dolgu malzemesi çekme işlemi ) gerçekleştirmektedir.

 Ürün ilk Sealing işlemini sonrasında özel bir manipülatör istasyonuna otomatik olarak gelmektedir.

 Ürünle ilgili özellikler otomasyonun beyni niteliğindeki master PLC tarafından manipülatöre aktarılıp, nasıl tutacağının kestirimi yapılmakta.

- ÜRÜNLERİ TERS ÇEVİREN ÖZEL MANİPÜLATÖR -

 Ürün, konveyör üzerinde yatay düzlemde manipülatör vasıtasıyla ters çevrilmektedir.

 Ters çevrilen ürün tekrar konveyör üzerindeki taşıyıcıya pozisyonunu kaybetmeden oturtulmaktadır.

 Ürünler ters çevrilme işleminden sonra otomatik olarak ikinci Kartezyen Robotun bulunduğu istasyona gelmektedir.

 2.Kartezyen robot 3 farklı ürün reçetesinden mevcut ürün için yapacağını otomatik olarak tespit edip, V şeklindeki ürünün ters yüzeyine ikinci Sealing işlemini ( Dolgu malzemesi çekme işlemi ) gerçekleştirmektedir.

- 2.YAMAHA KARTEZYEN ROBOTUN HATTAKİ GÖRÜNTÜSÜ -


 Ürün ikinci Sealing işlemini sonrasında hattın sonuna doğru ilerleyip hattın üstünden alınmakta ve paletlere yerleştirilmektedir.

 Hattın üzerinde ürünleri taşıyan kalıp nihai aşamada boşaltıldıktan sonra konveyörün alt katına
 otomatik asansör ile inmektedir.

 Kalıp alt kattan hattın başına Assembling işleminin yapıldığı yere doğru konveyörde ilerlemektedir.

 Hattın başına geldiğinde tekrar hat başı istasyonundaki asansör yardımıyla konveyör hattının üst katına çıkarılmakta ve yeni ürün montajı yapılıp dolgu çekmek üzere robotlara sevk edilmektedir.

KULLANILAN YAMAHA KARTEZYEN ROBOTLAR VE BAZI ÖZELLİKLERİ


Projede kullanılan 3 eksen YAMAHA Kartezyen Robotlar, tamemen Absolute Resolver teknolojisi ve uygun Servo mimari ile imal edilmektedir. Pozisyon tanımlama kolaylığı
( teaching ) sayesinde devreye alma ve programlama sürelerini % 80 oranlarında kısaltırken, 1500 mm/sn hızla 3D interpolasyon kabiliyetine sahiptir.

Kendi kontrol ünitesine entegre edilmiş üst düzey güvenlik özellikleri, dahili sistem I/O’ları ve genel amaçlı I/O’ları bulunan, Ethernet, Profibus, CC-link, Device Net gibi haberleşme özelliklerine sahip kendi yapay görme sistemleriyle entegre çalışabilen robotlar hattın her noktasındaki işleyişle ilişkilendirilmiştir.

Robotların Z eksenine monte edilmiş sıvı dolgu malzemesini çekmede kullanılan çubuk, dışarıdan beslenmektedir. Sistemdeki duruşlarda ve belirli periyotlarda sabitlenmiş çöp temizleyici ( dolgu malzemesinin taşan, artan kısmının sıyrıldığı yer ) kısımda artık dolguyu otomatik olarak çubuktan arındırmaktadır.

Farklı ürünler, algılayıcılar sayesinde robota tanıtılmak suretiyle, programındaki farklı task yapıları çalıştırılmaktadır. Dolayısıyla esnek ve otomatik bir sealing süreci gerçekleşmektedir.

YAMAHA markalı Kartezyen Robotlar 2 eksen seçeneklerden başlayıp, 3-4-5-6 eksene kadar yüzlerce Kartezyen Robotlar 5 - 50 kg yük özelliklerinde geniş stroke seçenekleriyle operasyon yapabilmektedir.

Programlama aşamasında, CP fonksiyon özelliği sayesinde, çok karmaşık görünen 3D interpolasyon işlemleri bile çok kolay ve dakikalar süren bir zaman içinde yapılmaktadır. Yamaha Kartezyen Robotlar 10 mikron hassasiyetle ve yüksek hızlarda çalışabilmektedir.

Az Bakım gerektiren yapısı, patentli özel redüksiyon mekanizmaları, kullanıcı dostu XP programı, Teach Pendant seçenekleriyle yıllarca sistemde istikrarlı bir biçimde çalışmaktadır.


HATTIN OTOMASYONU

Hattın otomasyonu için Vipa Speed 7 serisi yüksek performanslı PLC’ler tercih edilmiştir. Yeni jenerasyon PLC’ler sayesinde tek bir kompakt CPU’daki dahili Profibus portu üzerinden slave istasyonlarla haberleşme sağlanırken, dahili Ethernet portu üzerinden ister internet isterse de Scada ağına entegre edilebilmektedir. Hattın otomasyonunda kullanılan tek master konumundaki Speed 7 serisi 313 CPU, hattın işleyişini organize ederken, slave konumunda olan diğer istasyonlar ile haberleşerek , tüm operasyonları rakipsiz ve hızlı çevrim süreleriyle başarı ile sağlamaktadır.
Sistemde bulunan Yamaha Robotlar ile de Profibus üzerinden haberleşme sağlanmaktadır.
Esnek yapısı sayesinde ekstra genişleme modülü, hafıza kartı gibi gereksinimleri olmadan ve buna bağlı olarak maliyetleri yükseltmeden ileride eklenebilecek sistemlerle ilişkilendirmek üzere I/O modülleri ilave edilebilmektedir.

SONUÇLAR

24 metrelik hatta tüm süreçlerin devreye alınmasıyla;

Günlük üretim neredeyse % 90 artış sağlamış ve 800 adet Micropfil-V tipi filtre üretimi gerçekleştirilmeye başlanmıştır.

Sealing uygulamasında ( Dolgu malzemesi çekme uygulamasında ) kalite ve verim artışı sağlanmıştır.

Üretimin genelinde , montaj hattının ve YAMAHA Kartezyen Robotların etkisiyle eskiye nazaran yüksek zaman tasarrufu sağlanmıştır.

Personelin daha efektif çalışması ve enerjisini doğru kullanması için ortam oluşturulmuştur.

İş güvenliği ve istikrar açısından 1.seviye aplikasyon niteliği taşımaktadır.

Üretim her aşamada izlenebilir, yönetilebilir, planlanabilir bir hal almıştır.