Ütü masası imalatında kullanılan nokta direnç kaynak manipülatörün kontrolü
Resistance spot welding manipulator control in order to fabricate ironing board
Yazar: YASİN ALTUN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUCİZ ÖZCAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Direnç nokta kaynağı = Resistance spot welding ; Elektrik direnç nokta kaynağı = Electrical resistance spot welding ; Kaynak parametreleri = Welding parameters ; Manipülatör = Manipulator ; Otomasyon sistemleri = Automation systems ; PLC = Programmable logic controller ; Servo denetim sistemleri = Servo control systems ; Servo motorlar = Servo motors ; Süreç kontrol = Process control

Özet:
Günümüzde otomatik kontrole dayalı üretim, modern sanayinin temel yapıtaşıdır. Gelişen teknolojiyle beraber firmaların kaliteli, daha ekonomik ve seri bir şekilde imalat yapabilmeleri gerekmektedir. Üretimde kullanılan makine ve teçhizatların; seri üretime elverişli, verimli çalışan ve kaliteli ürünler verebilecek nitelikte oluşu dünya firmaları ile rekabette yerli firmaların elini güçlendirecektir. Bu bağlamda, endüstriyel otomasyon ve robotların kullanıldığı uzman sistemlere olan ihtiyaç artmaktadır.Bu tez çalışmasında, ütü masası üretiminde kullanılmak üzere tasarlanan senkron servolu ileri seviye bir Elektrik Direnç Nokta Kaynak (EDNK) makinesinin kontrolü gerçekleştirilmiştir. Makine de, puntalamayı yapan manipülatörlerin bulunduğu servo motorlu bir puntalama arabası ile kaynak için gerekli transformatörleri taşıyan yine servo motorlu ikinci bir taşıyıcı araba bulunmaktadır. Bu çalışmada manipülatörlerin tasarımı esnasında kaynak maniplatörünün yük ve ataletinin azaltılmasına özen gösterilmiş ve elde edilen yapı ile puntalama arabası üzerindeki manipülatörlerin istenilen hızda ve sıklıkta kaliteli bir punta kaynağı işlemini gerçekleştirilmesi sağlanmıştır.EDNK makinesi kontrol işlemi Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İki eksende hareket etmek üzere tasarlanan puntalama arabası üzerindeki manipülatörlerin konum ve hız kontrolü, pnömatik sistemin kontrolü, kaynak sürecinin kontrolü ve anolog-seri haberleşmeler kontrol algoritmasına bağlı kalınarak hazırlanmıştır. Elde edilen kontrol algoritması PLC yazılım geliştirme ortamında ladder diyagramlar ile kodlanmıştır. Sistemde, X-Z düzlemindeki kaynak noktalarının her biri, kaynak parametreleri ve reçeteler, yine, PLC' li sisteme entegre edilen ve kontrol algoritmasına uygun olarak hazırlanan operatör panel arayüz yazılımı aracılığı ile makineyi kullanan operatör tarafından belirlenebilecek şekilde gerçekleştirilmiştir.Elde edilen EDNK manipülatörünün kontrol algoritması ve donanımlarının çalışmasını test etmek amacıyla ütü masaları üzerinde kaynak denemelerinde bulunulmuştur. Denemeler sonucunda kaynak işleminin istenilen kalitede oluşması için gerekli olan punta kaynak akım değerleri, puntalama uç genişliği, puntalama işlemi esnasında beklenilmesi gereken süreler ve puntalama ucuna uygulanması gereken kuvvet değerleri elde edilmiştir. Elde edilen verilerden optimum kaynak parametreleri belirlenmiştir. Elde edilen parametrelere uygun olarak punta kaynak maniplatörünün çalıştırılması sağlanmış ve elde edilen ütü masalarından punta kaynağın gereken kalitede olduğu gözlenmiştir. Ayrıca bu tez çalışması ile bir ürün için geçen kaynak süresi, günlük çıkan ürün miktarı ve makine maliyet analizi de yapılması sağlanarak bu çalışmanın gerçekleştirildiği Doğrular Madeni Eşya San. ve Tic. Ltd. Şti. için önemli olan verilerin elde edilmesi sağlanmıştır.

Abstract:
Today, the automatic control based on the production is the cornerstone of modern industry. Together with the developing technology, companies need to carry out manufacturing with high quality. Machine and equipment will use in the production for suitable mass production, which are efficient and high quality products that could strengthen the hand of domestic firms to compete with companies in the world. In this respect, it is increasing the need for expert systems used in industrial automation and robots.In this thesis, the control of an advanced synchronous servo Electric Resistance Spot Welding (RSW) machine which was designed for use in the fabrication of ironing boards has been performed. The spot welding trolley having the servo motor has located the manipulators and that the second carrier trolley still having the other servo motor would carry to require transformers for welding are found in this machine. In this study, during the design of manipulators, it has been taken care to reduce the load and inertia welding manipulator, and the structure obtained with manipulators on the spot welding trolley is provided to realize the quality spot welding process, the desired speed and range.Electric Resistance Spot Welding machine control process has been performed with the Programmable Logic Controller (PLC). Position and velocity control of manipulators designed to move in two axes and to locate on the spot welding trolley, control of pneumatic system, control of welding process and analog -serial communication has been prepared in accordance with the control algorithm. The control algorithm was coded with ladder diagrams in PLC software development environment. In system, each of the welding spots in the X-Z plane, welding parameters and recipes realized that they can be determined by the operator using the machine through the operator panel interface software which is integrated with PLC? s system and prepared in accordance with the control algorithm.In order to test the control algorithm and the operation of equipment of the obtained RSW manipulator, welding experiments have been done on ironing boards. As a result of experiments, the spot welding current values, the size of welding elctrodes, periods of time that must be anticipated during tack and tack end of the force values to be applied those to be necessary for the desired quality of welding process have been obtained. Optimum welding parameters are determined from the data obtained. In accordance with the parameters obtained from the experiments, operation of spot welding manipulator is provided. The desired quality of spot welding has been observed from obtained ironing boards. Furthermore, the welding time for one product, the amount of product per day and the cost analysis of the machine have been achieved with this thesis study. Obtaining these data was important for Doğrular Company where this study is carried out.