14 eksenli PVC profil işleme merkezi otomasyonu
The automation of 14 axes PVC profile processing center
Yazar: ERDEM DANACI
Danışman: DOÇ. DR. SALMAN KURTULAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Hareket = Motion ; Otomasyon = Automation ; Otomasyon sistemleri = Automation systems ; Üretim hattı = Production line

Özet:
İnşaat sektörünün gelişmesi ve kapı, pencere gibi döşemelerde PVC kullanımının artması sonucu PVC profil üretimi artmış ve bu profilleri işleyecek makinelere gereksinim duyulmuştur. Herhangi bir otomasyonun bulunmadığı üretim sistemlerinde, 5 farklı makine ve 7 operatörler ile günlük 25-30 çerçeve yapılabilmektedir. Bu çalışmada, bir endüstriyel otomasyon uygulaması olarak PVC Profil İşleme Merkezi otomasyonu yapılmıştır. Profil İşleme Merkezi, PVC üreticilerinin sağladığı 6-7 metre uzunluğundaki profilleri, kullanıcı ara yüzünde tasarlanan kapı-pencere ölçü ve özelliklerine göre delme, kesme ve vidalama işlemleri uygulayarak kaynatmaya hazır hale getirir. Üretim hızını, verimliliği ve kaliteyi arttırmak amacıyla yapılan bu otomasyonda birden fazla işlemci ve çok sayıda yüksek çözünürlüklü hareket kontrol ünitesi kullanılmıştır. Kullanılan 4 işlemciyle makine çalışma sürecinden bağımsız olan kontroller (giriş-çıkış kontrolü, arızalar, hesaplamalar vs.), frezeleme ünitesi işlemleri, genel makine çalışma algoritması ve kullanıcı ara yüzü birbirinden ayrılmıştır. Programlanabilir Lojik Kontrolör (PLC), hareket kontrol ve endüstriyel bilgisayardan (IPC)oluşan bu kontrolcüler programlanırken Ardışıl fonksiyon gösteriminin (SFC) yanı sıra fonksiyon blok diyagramı (FBD) ve G-Kod programlama yapıları kullanılmıştır. 3 eksen interpolasyon yapan işleme üniteleriyle birlikte 14 adet hareket kontrol sürücüsü içermektedir. 1 metrenin altındaki hareketlerde sonsuz vidalı mil, üstündeki hareketlerde kayış-kasnak sistemi kullanılmıştır. 4 metrenin üzerinde hareket olan profil taşıyıcı robotlarında, kayış gerginliğinden oluşabilecek pozisyonlama hatalarını engellemek amacıyla tam kapalı çevrim servo sürücüler kullanılmıştır.

Abstract:
PVC profile production and so the demand of the machinery to handle it, has increased sharply, as a result of developing construction industry and increasing the use of PVC profiles in doors and windows of the buildings. 5 to 7 operators are only able to make 25-30 window frames a day, using the machinery without any proper automation system. This study is an industrial automation application of PVC Profile Processing Center. Profile Processing Center prepares 6-7 meters long manufacturer provided PVC profiles, for the welding, making all the operations needed, such as cutting, drilling and screwing, according to the size and characteristics of the windows, which has been designed on an user interface program. Multiple processors and a number of high-resolution motion controllers are used at the automation process, intended to increase speed, efficiency and quality at the production. With 4 independently controlled processors, process studies (input-output control, warnings, errors, calculations, etc..), milling unit operations, the overall machine operation algorithm, and user interface are separated from each other. As well as Sequential Function Chart (SFC) and Function Block Diagram (FBD), G-Code programming structure is also used to control motion controllers, Programmable Logic Controller (PLC), and industrial PC (IPC). The machine consists of 14 motion control drivers with 3 axis interpolated processing unit. The worm shaft is used for less than 1 meter long movements, and the belt-pulley system for above. Fully closed-loop positioning servo drives are used in order to prevent errors resulting from the belt-pulley that is used over 4 meters long moving robots.