Endüstriyel robot destekli otomatik arka stop ve far ölçüm sisteminin tasarımı ve uygulanması
Design and application of industrial robot supported automatic rear lamp and headlamp measurement system
Yazar: KADİR AKTÜRK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF GÜLTÜRK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Otomotiv aydınlatma sektöründe araçların far ve arka stop üretimleri belirli proses süreçlerinden geçerek nihai ürün haline gelmektedir. Çeşitli özelliklere sahip bu aydınlatma ürünlerinin fonksiyonelliği dışında araç gövdesi ile uyumlu geometrik toleranslara ve görsel uygunluğuna sahip olması gerekmektedir.  Üretim sürecinde birçok farklı test dışında arka stop ve far parçalarının seviye ve boşluk olmak üzere ölçümleri araç geometrisine uygun şekilde yetkin operatör tarafından manuel olarak ölçüm aparatı (CF) ile yapılmaktadır ve uzun bir çevrim süresine sahiptir. 

Bu çalışmada bir araç modeline ait far ve arka stop aydınlatmalarının seviye ve boşluk ölçümlerinin insandan bağımsız olarak bir robot yardımıyla daha kısa sürede, yüksek hassasiyette gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Aydınlatma parçalarının bağlanması için bir prototip hazırlanmış, robotun ana kola bağlanması ve eş zamanlı olarak seviye ve boşluk ölçümlerinin yapılabilmesi için ara adaptör bloğu tasarlanarak üretimi gerçekleştirilmiştir. Ölçüm noktalarının koordinatlarına olan mesafe ve eş zamanlı seviye-boşluk ölçüm noktaları göz önüne alınarak uygun prob seçilmiştir. Altı eksen Endüstriyel robot ile entegrasyon yapılarak otomatik olarak anlık veri ölçümleri programlanabilir mantıksal denetleyici (PLC) ara yüze aktarılmıştır. Otomotiv aydınlatma araçları üreten bir fabrikada denemeler yapılarak, proses (FMEA) hata türleri ve etki analizi ile projenin hata payının azaltılması ve sürdürülebilirliği sağlanmıştır. 

Yapılan denemeler sonucunda tasarlanıp üretilen bu sistemle manuel olarak yapılan ortalama sistem ölçümü 15 dk gibi bir süreden 2 dk'ya düşürülerek yaklaşık %87 seviyesinde iyileşme sağlanmıştır. Sonuç olarak bu çalışma kapsamında arka stop ve far parçalarında seviye ve boşluk ölçümlerinin Endüstri 4.0 sürecine uygun olarak eş zamanlı yapılması; proses çevrim süresini, hata payını, ölçüm aletlerinin kullanımını, maliyet ve işçilik masraflarını azaltarak, üretim verimliliğini artırmış proses optimizasyonu açısından kazanç sağlamıştır.

Abstract:
In the automotive lighting industry, the production of headlights and taillights of vehicles goes through certain processes and becomes the final product. Apart from the functionality of these lighting products with various features, they must also have geometric tolerances and visual compatibility compatible with the vehicle body. In addition to many different tests during the production process, level and gap measurements of the rear taillight and headlight parts are made manually by a competent operator with a measuring apparatus (CF) in accordance with the vehicle geometry and have a long cycle time.

In this study, it is aimed to measure the level and gap of the headlight and taillight lighting of a vehicle model with high precision in a shorter time with the help of a robot, independent of a human. A prototype was prepared for connecting the lighting parts, and an intermediate adapter block was designed and produced to connect the robot to the main arm and perform level and gap measurements simultaneously. The appropriate probe was selected by considering the distance to the coordinates of the measurement points and the simultaneous level-space measurement points. By integrating with the six-axis industrial robot, instantaneous data measurements were automatically transferred to the programmable logic controller (PLC) interface. Trials were carried out in a factory producing automotive lighting vehicles, and the error margin and sustainability of the project was ensured through process (FMEA) error types and impact analysis.

With this system designed and produced as a result of the trials, the average manual system measurement was reduced from 15 minutes to 2 minutes, resulting in an improvement of approximately 87%. As a result, within the scope of this study, level and gap measurements on the rear taillight and headlight parts were carried out simultaneously in accordance with the Industry 4.0 process; By reducing the process cycle time, margin of error, use of measuring instruments, cost and labor costs, it has increased production efficiency and provided gains in terms of process optimization.