PNÖMATİK , ELEKTRİKLİ ve VAKUMLU KALDIRMA SİSTEMLERİ
Otomosyon Dergisi Mayıs 2012 Sayısı – Yazan: Tolga Karasu
Ergonomik olarak belli bir hareket-yük kombinasyonunun üzerindeki yükleme, boşaltma ve taşımalarda operatöre destek, yerden ve yukarıdan birçok çözüm ile yapılabilmektedir. (bkz. 3eElectrotech – Şubat 2012 sayısı – Operatöre Destek Sistemleri)
Yukarıdan taşıma sistemlerinden (bir konstrüksiyon üzerinde asılı hareket ederek yükü kaldırma ve taşıma işlemi yapan veya yere bir ayak ile sabitlenerek belli bir kol açıklığında prosesi gerçekleştiren standart veya özel tasarım çözümlerinden) pnömatik, elektrik ve vakum prensibine sahip olan çözüm ve örnekleri bu yazı ile değerlendirilmiştir.
Yaygın kullanılan Pnömatik Manipülatörler, teknolojinin ilerlemesi ise yeni yeni yaygınlaşan Elektronik – Akıllı Kaldırma Sistemleri ve diğer ikisi için basit bir alternatif olan Vakumlu Kaldırma Sistemleri’dir.
PNÖMATİK MANİPÜLATÖRLER;
Yük ve çalışma uzayına göre kaldırma kapasitesi ve kol boyu seçimi ile operatörün kaldıracağı yükü üzerine alan, moment taşıyan sistemlerdir.
Proje kısıtlarına göre üst konstrüksiyona eklenen raylara asılarak çalışma uzayı artırılan bu tür manipülatörler, ayaklı yapıları ile standart bir ürün olarak da bir çok tesiste karşımıza çıkmaktadır.
En ciddi avantajları moment taşıyabiliyor olmalarıdır. Eğer malzeme alma veya bırakma yerinde ileriye uzanma, bir yapının altına veya içine girme gibi durumlarda, asimetrik yapıdaki malzemelerin taşınmasında tüm artı oluşan yükleri kol yapısı karşılamaktadır.
Çalışma prensibi ise, manipülatör ucundaki boş ve dolu yüklerin birinci kol eklemine eklenen pnömatik pistonlar ile karşılanmasıdır. Değişen yüklerde, piston basıncının valf ile ayarlanması ile denge sağlanır.
ELEKTRONİK – AKILLI KALDIRMA SİSTEMLERİ;
Teknolojinin ilerlemesi ve kullanıcıların zamanla artan hız, performans ve daha iyi ergonomik şart ihtiyaçları, operatör destek sistemlerinin son versiyonları olan elektrikle çalışan, servo kontrollü sistemleri güçlü bir alternatif olarak piyasaya sunulmuştur.
Akıllı kaldırma sistemleri, operatörün ergonomik seviyede tuttuğu handle( tutamak) ile yukarıda, sistemi ve yükü taşıyan gövde içindeki servomotoru kontrol etmesi ile anlatılabilir.
Burada, operatörün tutamağı yukarı yönde tetiklemesi ile motor-kasnak sistemi halatı yukarı yönde çeker, aşağı tetiklemesi ile halatı aşağı yönde kontrollü (istenen hızda) bırakır.
Sistemin ihtiva ettiği loadcell sayesinde sürekli ağırlık ölçümü yapılır, ve değişen yüklere göre anlık kontrolle, sürekli operatöre 0(sıfır) yük yansıtılır, değişen ağırlıklara uyum, aynı işi yapan pnömatik sistemlerde mevcut değildir, valften ağırlık ayarı yapmak gerekir.
Diğer operatör destek sistemleri, örneğin pnömatik manipülatörlerde, operatör kol ekseni etrafında taşıyacağı yükle beraber, kol sistemlerini de taşımak, hareket ettirmek zorundadır, halatlı akıllı kaldırma sistemlerin de ise bu ataletler mümkün mertebe düşüktür. Bu nedenle de, ciddi performans ve hız kazançları sağlanabilir.
Akıllı kaldırma sistemleri, kollu veya raylı olarak proses ihtiyaçlarına göre projelendirilir. Ray olarak da, normal bilinen raylardan farklı, %0.2 gibi düşük sürtünme katsayılarına sahip, özel alüminyum raylar kullanılır.
Örnek olması için, al-taşı-bırak proseslerinde, çok basit bir gripper tasarımı ile 10 sn çevrim zamanlarına ulaşılabilir.
Halatlı-akıllı kaldırma ve manipülatör sistemlerin de en kritik nokta, gripper(parça tutucu) tasarımıdır. Proses kullanıcısının operatör olması nedeniyle, robotlu sistemler gibi kapalı bir çevrim değildir, operatör isteyeceği, kabül edebileceği ve rahatlıkla kullanabileceği bir sistemi, tüm ekipmanları kullanarak yapmak zorunludur. Bu sebeple, tecrübe ve çözüm kabiliyetinin yüksek olduğu mühendislik firmaları ile çalışılması ve ortak çalışma yapılarak, kritik noktaların paylaşılması, sonuca ulaşılmasında ciddi faydalar sağlayacaktır.
Bu tür yüksek performansın amaçlandığı sistemlerin düşünülmesi durumdan, talep eden firmaların, sağlayıcı firmalardaki mühendislik ve servis kabiliyetlerine dikkat etmeleri standart satış ritüellerinden daha önemlidir.
VAKUMLU KALDIRMA SİSTEMLERİ;
Vakum, pnömatik sistemlerin bir alt başlığı olmakla beraber, kaldırma ve taşıma konusunda ayrı bir alternatif olmayı başarmıştır.
Çalışma prensibinin basit olması, sistemin sade ve kullanım rahatlığı, çok karışık hareket ve davranışları olmayan projeler için ideal bir sistemdir.
Buradaki temel prensip, yükün aşağı yukarı hareketinin (–) atmosfer basındaki değişimle sağlanmasıdır. Sistemde yük kapasitelerine göre seçilmiş belli çaplarda hortum, vakum üreteceği ve kontrol tutamağıdır.
Kontrol tutamağı üzerindeki mandalın tetiklenmesi ile hortum içindeki vakum kontrol edilir, ve o vakum değişimi yükün pozisyonunu belirler.
Diğer bir çeşitlenme de malzeme tutma kısmıdır, yine ürün yüzeyine göre değişik vantuz çeşitleri ve kombinasyonları bulunmaktadır.
Sonuç olarak, operatör üzerindeki yükün alınması ve sağlıklı, ergonomik çalışma şartlarının sağlaması konusunda birçok ekipman ve ürünler halihazırda bulunmakta ve her geçen gün geliştirilmektedir. Burada temel kısıt, düşünülen proses için hangisinin en uygun çözüm olacağı, ve bu tarz standart ekipmanların ötesine geçildiğinde çevresel sistem ve düzenlemelerin, gerekli mühendislik ve çözümlerin nasıl sağlanacağıdır.
MODSİM,
2005 yılında modelleme ve simülasyon üzerine mühendislik firması olarak kurulan Modsim, yatırım ve darboğazların bünyesindeki simülasyon paket programları ile matematiksel irdelenmesi, olabilecek en uygun çözümlerin belirlenmesi yönünde hizmet vermekle başlamıştır.
Süreç içinde, tecrübe ve gereksinimler doğrultusunda, malzeme taşıma prosesleri üzerine distribütörlüğünü üstlendiği ileri teknoloji ekipmanlar ile projelendirme, tasarım, imalat, devreye alma ve servis hizmeti sunmaktadır.
Tolga Karasu hakkında bilgi;
2003 İstanbul Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği mezunu olarak çalışma hayatına başladı.
2003-2005 yılları arası Altınay Robotik ve Otomasyon bünyesinde kazandığı ciddi tecrübe ve yeteneklerle, sahibi olduğu Modsim firmasında iş hayatına devam etmektedir.
http://www.otomasyondergisi.com.tr/arsiv/yazi/pnomatik-elektrikli-ve-vakumlu-kaldirma-sistemleri