İki veya Daha Fazla Makinenin Ortak Çalışma Özellikler

 1.5. İki veya Daha Fazla Makinenin Ortak Çalışma Özellikleri

1.5.1. Çok İşlemcili Sistemler

Merkezi bir bilgisayara bağlı, birçok alt üniteden meydana gelen sistemlere çok işlemcili sistemler denir. Mikroişlemci adını taşıyan bu alt üniteler, yalnız Merkezi İşlem Ünitesi (CPU- Central Processing Unit) vazifesini gören bir mikroişlemci veya bir mikrobilgisayar olabilir. Mikrobilgisayarlar tezgah sistemlerini transfer hattını veya işlemin belirli  bir fonksiyonunu kontrol etmekte ve merkezi ya da diğer bilgisayarlara bilgi vermektedir.

 

Çok işlemcili sistemlerde mikrobilgisayarlar bir tek kart olarak imal edilirler. Bu kartlarda çeşitli sayıda mikroişlemciler mevcut olup orta bellek sistemine göre veya iki durak bellek (dual-port memory) şeklinde bağlanabilir. Bu son sistemin üstünlüğü, veri iletişiminde çok daha etkili olmasıdır.

 

1.5.2. Programlanabilen Kontrol Sistemi

 

Tüm mikrobilgisayarları oluşturan ünitelerin uyumlu olarak çalışmalarını sağlayan ve mikrobilgisayarların merkezi işlem ünitesinde yer alan bir kontrol ünitesi vardır. Mikrobilgisayarlar, CNC sistemlerinde kontrol ünitesinin bir kısmının yazılıma dönüştürülmesini yani programlanmasını sağlayabilirler. Ancak  bu sistemin kullanılma alanı çok sınırlıdır. Bu nedenle karışık sistemlerinde, çok prosesörlü sistemlerle birlikte programlanabilen kontrol (PC-Programable) sistemleri geliştirilmiştir.

PC’ler kontrol sisteminin programlanabilmesini sağlayarak yeni bir iş veya imalat değişikliğinde sistemin kolayca değiştirilebilmesine imkan vermektedir. Geliştirilmiş PC sistemleri; aritmetik operasyonlar, dijit-analog çevirme işlemleri, veri karşılaştırılması, kompleks fonksiyonların ve denklemlerin çözümü, arıza tespiti gibi işlemleri yapan sistemlerdir.

PC sistemlerinin üç ayrı uygulama şekli vardır. Bunlar; hiyerarşik, master ve dağılmış sistemdir. Hiyerarşik denilen sistemde, her işlem veya operasyon ayrı bir PC tarafından kontrol edilir. Bağımsız olarak çalışan bu PC üniteleri bir ana PC sistemine bağlıdır. Ana PC, PC ünitelerinin programlarını değiştirebilir veya bunlara yeni programlar yükleyebilir.

Master denilen sistemde bir PC sistemi, belirli sayıdaki tezgahları veya operasyonları kontrol etmektedir. Görünüşte basit olmasına rağmen yöntem çok karışık bir tel sistemi ile çalışmakta ve PC sisteminin bozulmasıyla tüm hat durmaktadır.

Dağılmış adını taşıyan sistemde her tezgah, işlem veya operasyon bir PC sistemi ile donatılır. Ancak sistemi oluşturan bütün PC üniteleri birbirleri ile bir iletişim hattı yardımıyla irtibat sağlarlar. Yani bir üniteden diğerine, veriler transfer edilebilir, saklama merkezine geri gönderilebilir veya bir merkezin kumanda sisteminden komut alabilirler.

1.5.3. Transfer Hatları

Parçanın teknolojik operasyon sırasına göre sıralanmış ve parçayı  tamamen işlenmiş hale getiren tezgahlar grubuna transfer hatları denir.  Transfer hatlarının otomatik olanı da vardır. Bunlar, parçanın getirilmesini, tezgahtan tezgaha taşınmasını, tezgaha bağlanmasını ve çözülmesini, ana kontrolünü, son kontrolünü ve hattan uzaklaştırılmasını otomatik olarak yaparlar. Bu nedenle bu sistemlere otomatik transfer hatları da denilir. Transfer hatları, çeşitli üniversal, otomat ve NC tezgahlarından ve tezgah sistemlerinden meydana gelerek parçaların işlenmesini, ve montajını yapabilirler. Bu hatlarda ısıl işlem ve yıkama tertibatları da yer alabilir.

Transfer hatları çok çeşitlidir. Ancak çalışma ilkeleri bakımından  transfer hatları rijit ve esnek olmak üzere iki gruba ayrılabilir. Rijit transfer hatlarında, birbirine kenetlenmiş şekilde bağlanan tezgahlardan parça, direkt olarak bir duraktan diğerine geçmektedir. Bu şekilde bir durağın çalışması, diğer durakların çalışmalarına bağlı olmaktadır. Herhangi bir durakta bir arıza olduğunda, tüm hat durur. Sistem çok verimli  olmakla beraber, belirli şekil ve boyutlara sahip olan bir parça için geçerlidir, bu parçadaki herhangi bir şekil ve boyut değişikliğini kabul etmez.

 Esnek hatlarda, her durağın magazin veya bunker şeklinde parça bekletme deposu ve otomat  parça besleme sistemi vardır. Bu şekilde bir durağın çalışması diğerlerine bağlı olmamakla beraber, parçada yapılan değişiklikler,  hatta yapılan bazı değiştirmelerle karşılanabilir.

Transfer hatları çok pahalı sistemlerdir. Dolayısıyla bu imalat yöntemlerinin seçimi gelişi güzel değil, bunu haklı kılacak gerekçelere dayandırılmalıdır. Bu seçimi etkileyen faktörler şunlardır :

 

  • İmal edilecek parça sayısı ,
  • İmal edilecek parçanın zamana göre kararlılığı; yani uzun süre piyasada  tutulacağı ve değişmeyeceği,
  • Parçanın şekli, boyutları ve malzemesi.

 

  1. a.      Rijit Transfer Hatları

Senkron transfer hatları olarak da bilinen bu sitemlerde, duraklar birbirine eş mesafede bulunur ve parça bir bantlı taşıma sistemi ile adım adım bir duraktan diğerine taşınır. Direkt transfer hatlarında,  parça durağın önüne vardığında hat durur ve parça bant üzerinde işlenir. İşlem parçanın iki veya üç yüzeyinde aynı anda gerçekleşebilir.

Girişli-çıkışlı rijit transfer hattında parça, adım adım çalışan bir bantlı sistem vasıtasıyla duraktan durağa taşınmaktadır. Ancak bu sistemde parça, durağın hizasına geldiğinde, ana bant hattı durur ve parça tezgaha taşınır; burada bağlanır, işlenir, çözülür, tekrar ana hata getirilir ve bunun üzerinden sonraki durağa taşınır. Tezgaha giriş ve çıkış sistemi, bir bantlı taşıma sisteminin yardımıyla veya mekanik  kollarla yapılabilir. Sistem direkt transfer hattından daha esnektir. İhtiyaç olduğunda herhangi bir tezgah değiştirilebilir.

 

  • b.      Esnek Transfer Hatları

 

Verimliliği daha düşük olan bu sistemlerin, rijit transfer hatlarına göre fiyatları daha düşük ve daha kolaydır. Sistemin esnekliği her tezgahta parça bekletme imkanına dayanmaktadır. Bu amaçla parça, işlemeye girmeden önce her tezgahta bekletilebilir veya boşta gezdirilebilir.

1.5.4. Esnek İmalat Hücreleri

Esnek imalat hücreleri, (FMC – Flexible Manufacturing Cell) çeşitli işlemler yapabilen ve aralarındaki ilişki çok esnek olan, iki veya üç tezgahtan meydana gelen bir sistemdir. Günümüzde bu tezgahların yükleme ve boşaltma işlemleri robotlarla yapılmaktadır. İki otomat tornadan ve bir robottan oluşan esnek imalat hücresini kısaca ele alırsak bu hücreyi; işlenmemiş ve işlenmiş parça deposu, ayrıca sistemin kontrol merkezi oluşturmaktadır. Robot, işlenmemiş parçaları depodan alır tornaya götürür ve parçayı tornaya bağlar. Bu tornada parça işlenirken robot, tornaya gider, burada işlemi bitmiş olan parçayı alır, depoya bırakır. İşlem bu şekilde devam eder. Esasen takım ve takım başlıkları transfer edilen ve çok çeşit parça işlenebilen üniteden; derin delikler, yüksek hızda frezeleme, bir veya çok eksenli işlemler, hidrostatik desteklenen millerle çok hassas delik delmeler, alın tornalamalar, gibi işlemler yapılmaktadır.

 

Esnek imalat hücrelerinde işlemler, üç kademede gerçekleştirilmektedir. Bunlar; stratejinin saptanması, imalatın organizasyonu ve imalattır. Stratejinin saptanması; bir merkezi bilgisayar, imalatın organizasyonu; işleme ait verileri hesaplayan bir bilgisayar ve bu ünitelere tayin eden ikinci bir bilgisayarla gerçekleştirilir. İmalat kademesinde ise; CNC sistemine göre program hazırlanması, PC sistemine dayanan kontrolün programlanması, yerel ünitelerin kontrolü, Direk Sayısal Kontrol (DNC- Direct Numerical Control) arayüze ait verilerin hazırlanması gibi işlemlerin gerçekleştirilmesi ve bunların tezgaha, robotlara, malzeme nakliye sistemine ve işleme ünitesine aktarılması yapılır.

 

Günümüzde bu ünitelerle insansız çalışan atölye ve fabrikalar oluşturulmaktadır. Burada parçalar parça yükleme durağında palet denilen tutturma tertibatına bağlanmakta ve tezgahtan tezgaha işlem bitinceye kadar bu paletler üzerinde taşınmaktadır. İşlem bittikten sonra yükleme durağının yanında olan boşaltma durağında, parça paletten alınmaktadır. Burada işlenmiş parça paleti ile işlenecek parça paleti yer değiştirmekte; işlenecek parça paleti, işleme konumuna iletilmekte ve hassas bir hareketle tam konumuna  yerleştirilmektedir. Kontrol sistemi, yönetim seviyesinden grup kontrol seviyesi, ünite kontrol seviyesi ve işlemeye kadar hiyerarşik düzende tertiplenmiştir. Yönetim seviyesinde, veriler işlenmekte ve kontrol seviyesi hazırlanmaktadır. Hazırlanan veriler grup seviyesine, buradan ünite seviyesine ve prosese gönderilmektedir. Kontrol seviyeleri, ekran, yazıcı, disk gibi ünitelerle donatılmaktadır.

1.5.5. Nümerik Sistemlerin Parça Kontrolü ve Montaj İşlemlerinde

         Uygulanması

Nümerik kontrollü sistemler, parçaların kontrol veya montaj işleminde de uygulanmaktadır. Bu bakımdan günümüzde, görüntü sistemi denilen bir sistem geliştirilmiştir. Bu sistem montajda, parçaların ayrılmasında, kontrolünde vb. işlemlerde de kullanılmaktadır. Montaj hattına yerleştirilen televizyon kameraları, parça ile ilgili ikazları, analizör denilen mikroişlemciye gönderirler. Mikroişlemci bu ikazları analiz eder, işler ve sonuçları dışa verir. Dışa verilen sonuçlar; kabul veya ret; iyi veya kötü, ya da belirli parçaları diğerlerinden ayrılması şeklinde olabilir. Bu işlemin gerçekleşmesi için parçanın geometrik ve diğer özelliklerini ifade eden bir program yazılır. Bu program bir program analizörü ile irtibat halinde bulunan bir bilgisayara verilir. Analizörde parçanın özellikleri analiz edilir ve parçanın görüntüsü ile karşılaştırılır. Karşılaştırmanın sonucu kabul veya ret şeklinde dışa verilir. Parçanın görüntüsü, siyah beyaz veya  daha iyi bir görüntü sağlamak amacıyla yarı renkli bir videoda gösterilebilir.

Sistemin görme hızı, alınacak bilgilerle ters orantılıdır. Yani bir parça ne kadar çabuk görünürse, o parça ile ilgili daha az bilgi alınır. Görüntü hızı azaldıkça, parça ile ilgili daha çok bilgi alınabilir. Günümüzde bu istem hacim bakımından küçük ve uzun ömürlü olan CCD (Charge-Compled Device) kameraları ile uygulanmaktadır. Sistemde yüzey hakkında gerekli bilgileri alan kamera ikazları, mikroişlemci sistemine gönderilir.

Burada ikazlar işlendikten sonra, yüzeyin durumunu gösteren bir kaydediciye ve kaplama işlemini gerçekleştiren tertibata gönderilir. Yüzey, programda ifade edilen özelliklere uygun olursa işlem devam eder; aksi durumda kaplama tertibatına gönderilen ikazlarla, kaplama işlemi otomatik olarak ayarlanır.

1.5.6. Sanayi Robotlarının Ortak Çalışmaları

 

Sanayi robotları, bir işleyici (manipülatör) ve programlı kontrol sistemi ile donatılmış, imalat prosesinde insanın kısmen veya tamamen yerini almak için şekillendirilmiş tertibatlardır. Robotlar; takım veya parça kaldırma, itme, çekme, yükleme, bir yerden başka bir yere transfer etme, çeşitli parçaların montajını gerçekleştirme gibi ardışık gelen işlemleri yapabilen yapıtlardır. Genellikle bir robot  mekanik ve programlama-kontrol sisteminden meydana gelir. Mekanik sistem, tutturma tertibatı ve gövdeden oluşur. Robotlar genellikle iki gruba ayrılır.

 

Birinci grubu oluşturan robotlar, bir parçayı veya takımı bir duraktan başka bir durağa taşıyabilirler. Bu robotların programları, geometrik ve çalışma komutlarını kapsar. Birinci grup robotlar besleyici veya yükleyici elemanlarla karıştırılmamalıdır.

 

Sezgi elemanları ile donatılmış olan ikinci gruptaki robotlar çevreden gelen herhangi bir ikazı algılayıcı ve bu ikaza göre bir karar verebilme yeteneğine sahiptirler. Bu tür robotlar elleme veya görme özelliğine sahip olabilirler. Göz -kol -bilgisayar ilkesine göre çalışan bu robotlar, belirli bir iş alanında, belledikleri bir parçayı geometrik şekline göre seçebilirler ve bununla istenilen işi yapabilirler. Bu robotların yapısı ve programları çok karışıktır.

 

Teknikte, çok eksenli hareket serbestliğine sahip olan besleyiciler ve yükleyiciler kullanılır. Ancak bu sistemler programlanabilir oldukları taktirde robot olabilir. Aksi taktirde besleyici veya mekanik kol adını taşırlar.

 

Robotların iş yapabilme kabiliyeti, hareket serbestliğine ve programlanabilme özelliğine bağlıdır. Hareket serbestliği, robot tarafından tutulan bir parçanın, bir noktadan başka bir noktaya ulaşabilmesi için verilebilen hareketlerin sayısıdır.

 

Bir parça, üçü dönme ve üçü de öteleme olmak üzere altı hareket serbestliğine sahiptir. Robotların hareket serbestliği bu tertibatları oluşturan elemanların hareket serbestliğine bağlıdır. Robotların tutma elemanları mekanik, pnömatik veya elektromanyetik olabilir. Robotların önemli bir özelliği, çalışma alanı veya iş hacmidir. İş hacmi tutma tertibatının bulunabileceği tüm noktaların birleşmesi ile elde edilen hacimdir. Robotların kontrol tipleri; noktasal, doğrusal, eğrisel, tüm hareket yönleri veya sadece bazıları kontrollü olabilir. Hareketlerin programlanmasında; kartezyen, silindirik veya küresel koordinat sistemi kullanılabilir.

Robotlar gezer veya sabit olabilir. Gezer robotlarda sistemin sınırlarını oluşturan sistemin çevresi; kuvvet ve hareket algılama elemanları ile donatılmış tutma elemanlarından; kuvvet, moment, yol algılama elemanları ile donatılmış kollardan ve kuvvet, moment, elektrik akımı, basınç algılama elemanları ile donatılmış tahrik sistemlerinden oluşur.

Yukarıda belirtilen robotlar, birlikte de çalıştırılır. Bir robot belirli bir noktasına kadarki işleri tamamlarken, diğer bir robot işin kalan kısmını tamamlar. Birden fazla robot aynı işte çalıştırılacaksa, her birinin yapacağı görev önceden tanımlanmalıdır.

1.5.7. DNC Sistemleri

DNC ( Direct Numerical Control ) sistemi, merkezi bir bilgisayar tarafından kontrol edilen, bir grup NC tezgahından oluşan bir sistemdir. DNC sistemlerinde de, CNC sistemlerinde olduğu gibi tezgah ile irtibat, bir program taşıyıcısı ile değil, direkt olarak bir bilgisayarın yardımıyla sağlanır. Bu sistemlere “on-line” da denilir. Buna karşın program taşıyıcısı ile bağlantı kurulan sistemler de vardır. Bunlara da “off – line” adı verilir.

Genel olarak bir DNC sistemi; kütle dış belleği, Merkez işlem ünitesi, çalışma belleği ve ara yüz ünitesinden oluşan merkezi bilgisayar, tezgahların giriş çıkış terminalleri, tezgahların kontrol ünitesi ve tezgahlardan meydana gelir. Tezgahlar, geleneksel NC veya CNC olabilirler. Her iki sistemde de parçanın işlenmesi için program, dış bellekten mikrobilgisayara verilir ve buradaki bellekte saklanır. Ancak tezgahların NC veya CNC olmasına bağlı olarak merkezi bilgisayarın yüklendiği fonksiyonlar farklıdır. NC tezgahları ile donatılmış DNC sistemlerinde merkezi bilgisayar, verilerin işlenmesinin yanı sıra, enterpolasyon, tezgah kızağının hareketlerinin kontrolü gibi işlemleri de yapar. Bu sistemlerde bir parçanın işlenmesi için her defasında merkezi bilgisayar tezgahlara gerekli bilgileri aktarır. CNC tezgahları ile donatılmış sistemlerde ise, merkezi bilgisayar sadece verilerin işlenmesini yapar ve bunları bir defa olmak üzere CNC sistemlerine gönderir. NC ile donatılmış DNC sisteminde, merkezi bilgisayar daha pahalı, ancak tezgahlar daha ucuzdur. BTR ( Behind Tape Reader ) de denilen CNC ile donatılmış DNC sisteminde, merkezi bilgisayar daha ucuz, tezgahlar ise daha pahalıdır; ancak bu durumda sistem daha esnektir.

DNC sistemleri, daha emin ve daha çabuk veri iletişimi, verilerin merkezi olarak işlenmesi ve imalat sistemlerinde büyük bir esnekliğin sağlanması gibi üstünlüklere sahiptirler. Bununla beraber çok pahalı sistemlerdir.

Geliştirilmiş DNC sistemlerinde merkezi bilgisayar, parçanın işlenmesi için gereken verilerin yanı sıra, işlem operasyonlarının sıralanması, imalatın planlanması, parçaların programlanması, takımların işe ve operasyona göre dağıtılması, parçaların taşınması ve depolanması gibi işlemler de yapabilir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Close
Join me: