PLC tabanlı 6 eksenli endüstriyel robot ile miliken bezi sarma sisteminin otomasyonu
Automation of miliken cloth wrapping system with PLC based 6 axis industrial robot
Yazar: EDA YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. SERHAT YILMAZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Denetleyiciler = Controller ; Otomasyon = Automation ; Robotik = Robotics

Özet:
Araç lastiklerinin jantlara oturduğu kısımlarda, karbon oranı arttırılmış çelik tellerden oluşturulmuş lastik topuk çemberleri bulunmaktadır. Bu çemberin etrafına uygulanan kauçuk malzemenin çembere daha iyi yapışabilmesi için, öncesinde çemberin etrafı miliken ismi verilen gözenekli bez bir yapı ile kaplanır. Bu kaplama işlemi makinelerde operatör aracılığı ile yapılmaktadır.
Gerçekleştirilen çalışmada iki çember sarma makinesi arasına altı eksenli bir robot kolu yerleştirilmiştir. Çıplak çemberleri robot kolunun alabileceği şekilde, sarımı bitmiş çemberi de robot kolunun bırakabileceği bir şekilde besleme ve toplama olarak iki çember dizim aparatı tasarlanmıştır. Mevcut sarma makineleri üzerine, milikenin sarımını çember üzerinde başlatıp, sarımın tamamlanmasından sonra kesecek ve son parçanın sarımını tamamlayan mekanik bir yapı ilave edilmiştir. 13 inç ve 21 inç çapları arasında değişen çember boyutları için operatör ile yapılan ayar otomatik hale getirilmiştir. Yine mevcut makine üzerine sarım sayma ve sarım sayısı girilme seçenekleri ilave edilmiştir. PLC tabanlı çalışan sarma makineleri ile robot kontrol ünitesi haberleştirilerek ortak çalışan bir sistem tasarlanmıştır. Arıza durumlarında iki makinenin beraber durmaması için, operatör ile de çalışabilme seçeneği de eklenmiştir.
Yapılan çalışma ile makinelerde sürekli operatör kullanım ihtiyacı ortadan kalkmıştır. Bu sayede iki operatörün iş gücünden tasarruf sağlanmıştır. Gerçekleştirilen otomasyon ile çember sarımı standart hale getirilmiş, operatör kaynaklı hatalar ortadan kaldırılmıştır. Birim sürede sarımı yapılan çember sayısı ortalama %30 oranında arttırılmıştır. İlerleyen süreçlerde ihtiyaç olması durumunda tek bir robot kolu ile ikiden fazla makinenin birlikte çalışmasının da sağlanabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
In the parts where the vehicle tires fit on the rims, there are tire bead circles that are made from steel wires with increased carbon content. In order to apply rubber material around the bead circles effectively, the circumference of the bead is covered with a porous cloth called as "miliken". This coating process is made by the operator with machines.
In this study, six-axis robot arms are placed between two bead wrapping machines. The robot arm must be able to take the unwrapped circles and drop the wrapped circles so two circle arranging apparatus are designed for feeding and collecting. A mechanical structure is added to the current wrapping machines. This mechanical structure is able to wrap circles with miliken. The mechanical structure cuts the wrapping when the circle is completely wrapped. After that the mechanical structure also ensures the wrapping of remaining piece on the circle. The manual process which is handled by an operator is automated for ring sizes ranging from 13 inches to 21 inches diameters. Wrap counter and an input for the number of wraps options have been added to the existing machines. A collaborative system has been designed by communicating the PLC based wrapping machines with the robot control unit. In order to prevent stopping of two machines in case of a malfunction, an option to work with the operator has also been added.
With this study the need of permanent operators for the machines is removed. Thus, the labour force of two operators was saved. The process of wrapping circle has been standardized with the automation performed, operator induced errors have been eliminated. Number of wrapped circles per unit time has increased by an average of 30%. In case of need in the future works, more than two machines can work together with a single robot arm.