Pick and place (Tut ve Yerleştir) sistemi ile PCB dizgi makinesi uygulaması
PCB laying machine application with Pick and Place system
Yazar: HÜSEYİN KIRCIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. İLYAS ÖZER
Bandırma Onyedi Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Otomasyon, insan yaşamını kolaylaştırmak için endüstride, yönetimde ve bilimsel işlerde insan aracılığı olmadan otomatik olarak işlerin yapılabilmesini sağlayan sistemin tamamıdır. Diğer bir deyişle insan tarafından yapılan bazı işlerin makineler tarafından yapılmasını ve insan müdahalesine gerek kalmadan işlem sıralarının kontrol edilmesini sağlamak için tasarlanmış sistemlerdir. Endüstride otomasyon teknolojilerinin hızla yayılmasının bir sonucu olarak Tut-Yerleştir (PNP) makineleri farklı uygulama alanlarında yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. İlk endüstriyel olarak ortaya çıkması 1959 yılında General Motors firmasının dökümhanesinde sıcak malzemelerin taşınması amacıyla olmuştur. O günden sonra bu makinelerin kullanılma alanı gün geçtikçe artmıştır. Günümüzde Micromachining dediğimiz yapılar için PNP makineleri en zorunlu sistemler haline gelmiştir. Bu makineler adapte edilen yardımcı sistemlerle, kamera yerleşimi ile görüntü işleme, PCB (Printed Circuit Board) kart üzerine komponent dizilimi ve lehimlenmesi, insan sağlığına zararlı kimyasalların kullanıldığı yerler, temiz oda uygulamalarında, insan tarafından kaldırılması zor olan parçaların taşınması gibi çalışma alanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Proje kapsamında yapılan makine taşınabilir ve maliyeti düşük olduğundan küçük işletmeler için tercih edilebilir özelliktedir. 
Bu çalışmada, Kartezyen sistemde çalışan 3 eksenli bir hareket sistemine bağlı olan vakumlu bir gripper (tutucu) bulunmaktadır. Daha önce manuel olarak el yardımı ile PCB üzerine dizilimi yapılan elektronik kartın, yapılan proje ile bu komponentlerin daha hassas ve hızlı olarak elektronik kart üzerine dizgisinin yapılması amaçlanmaktadır. PCB kart üzerinde yer alacak SMT (Surface Mount Technology) komponentlerin PCB karta yerleşiminden önce "Vacuum Gel Pack(VGP)" ismi verilen taşıyıcı tepsi üzerine dizilimleri gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Projede yer alan step motorlar, TB6600 motor sürücülerine bağlantıları yapılmış ve  Arduino Mega 2560 kartı üzerinden kontrolü gerçekleştirilmiştir. Gripper kısımda bulunan vakum tutucuda kullanılan 24V selenoid valfin Arduino Mega 2560 ile haberleşmesini sağlamak için "2'li 5V Röle Kartı" kullanılmaktadır. Komponentin vakum tutucu tarafından alınıp alınmadığını kontrol amacıyla "Autonics PSAN" marka vakum sensörü kullanılmaktadır. Sistemin programlanması "Python"  yazılımı ile gerçekleştirilmektedir. Projenin modellenmesi Solidworks programı ile yapılmıştır.

Abstract:
Automation is the whole system that enables things to be done automatically without human intervention in industry, management and scientific works to facilitate human life. In other words, they are systems designed to ensure that some work done by humans is done by machines and that the order of operations is controlled without the need for human intervention. As a result of the rapid spread of automation technologies in the industry, Pick-Place machines have been widely used in different application areas. Its first industrial appearance was in 1959 in the foundry of General Motors for the transport of hot materials. Since then, the usage area of these machines has increased day by day. Today, Pick-Place machines have become the most needed systems for the structures we call Micromachining. These machines are frequently used in work areas such as image processing with camera placement, component arranging and soldering on PCB (Printed Circuit Board) board, places where chemicals harmful to human health are used, clean room applications, transporting parts that are difficult to be lifted by humans, with adapted auxiliary systems. The machine built within the scope of the project is preferable for small businesses since it is portable and cost-effective.

In this study, there is a vacuum gripper holder connected to a 3-axis motion system operating in a Cartesian system. The project aims to arrange these components on the electronic card more precisely and quickly, whereas the electronic card was previously arranged manually on the PCB. Before the SMT (Surface Mount Technology) components to be placed on the PCB board are placed on the PCB board, they must be arranged on the carrier tray called "Vacuum Gel Pack (VGP)". Stepper motors in the project were connected to TB6600 drivers and controlled via Arduino Mega 2560 board. "Two 5V Relay Board" is used to ensure that the 24V solenoid valve used in the vacuum holder in the gripper part communicates with the Arduino Mega 2560. "Autonics PSAN" brand vacuum sensor is used to control whether the component is taken by the vacuum holder. Programming the system "C Sharp" performed with software. Modeling of the project was done with Solidworks program.