plastik-ambalaj.com

Enjeksiyon robot teknolojileri ve satınalma rehberi

Günümüzde birim üretim maliyetlerini düşürmek üreticilerin birinci önceliği durumunda. Plastik parça üretimlerinde en büyük maliyet payını malzeme alırken, bir diğer büyük maliyet kalemi de işçiliktir. Özellikle verimsiz ve stabil olmayan işçilikler üreticilerde yüksek birim maliyetlerine yol açmakla beraber, üretim planlamalarının daha zor ve karmaşık bir hal almasına sebebiyet vermektedir. 

Plastik enjeksiyon prosesinde işçilik maliyetlerini azaltmanın en büyük yardımcısı parça alma robotları kullanmaktır. Hatta bu robotları makine başı otomasyonlar ile entegre ederek verimlilik çok daha yüNksek seviyeye getirilebilmektedir. 

Pnömatik robotlar mı servo robotlar mı?

Enjeksiyon robotları günümüz teknolojisine gelene kadar 3 eksen pnömatik, 2 eksen pnömatik tek eksen servo(hibrid) modeller ile endüstride kullanılmış ve halen bu tip eski robotlar birçok işletmede hizmet vermeye devam etmektedir. Pnömatik robotların geçmiş yıllarda tercih edilmesinin sebebi maliyetlerinin servo robotlara göre (3 eksen servo) çok daha ucuz olmasıydı. Fakat gelişen servo teknolojileri, servo motorların bir çok alanda kulanımının yaygınlaşması ve üretim maliyetlerinin düşmesi ile artık günümüzde iki tip robot arasındaki maliyet farkını ortadan kaldırmıştır. Buna paralel olarak bir çok bilinen robot üreticisi pnömatik tahrikli modelleri ürün gamlarından çıkarmıştır. 

Bunun sebebi sadece maliyet değil, pnömatik tahrikli robotların kabiliyetlerinin son derece sınırlı olması, kalıp değişimlerinde manuel ayar gereksinimleri nedeniyle oluşan uzun setup süreleri, iş güvenliği zaafları, yüksek bakım maliyetleri pnömatik robotların dezavantajlarından sadece bir kaçı olmaktadır. 

Enjeksiyon parça üreticileri artık yeni yatırımlarında 3 eksen servo sistemleri tercih etmekte ve mevcuttaki pnömatik robotları ise en kısa sürede 3 eksen servo robotlar ile değiştirmek için yenileme çalışmaları yapmaktadır. 

Başlıktaki sorumuzun cevabı, hem maliyet hem de hassasisyet ve teknik özellikleri ve ileri entegre otomasyon sistemleri ile uyumu noktasında değerlendirirsek, günümüz enjeksiyon parça üretimlerinde 3 eksen servo kullanımının minimum bir standart olarak yerleştiğini rahatlıkla söyleyebiliriz.

Servo robot alırken hangi özelliklere dikkat edilmeli?

Servo robot deyince, kartezyen robotlardaki X,Y ve Z eksenlerinin servo motorlar ile tahrik edildiği elektro-mekanik bir robot sistemini tariflemiş oluyoruz. Fakat “Servo Robot” tanımı satınalma kriteri olarak yeterli bir kavram değil. Burada robotta kullanılan servo motor ve sürücülerinin teknolojisi, kullanılan kontrol sistemi ve en önemlisi kullanıcının robot ile etkileşimini sağlayan yazılım bir çok detayı belirlemektedir. 

Avrupa menşeili robot üreticileri bu anlamda asgari gereksinim olarak servo teknolojilerinde belirli bir standardın üzerinde ürün üretmektedirler. Fakat özellikle Çin menşeili sistemlerde bu standart oluşmadığından, robot üreticisine bağlı olarak “Servo robot” tanımı altında daha eski teknolojiler ve teknik kabiliyetler ile çalışan robotları piyasada görmek mümkün. Tabiki talep olduğu sürece bu ürünlerin arzı da devam etmektedir. 

Fakat acaba her “Servo Robot” fiyat/performans açısından yüksek bir verim sağlar mı?

Yazımızın devamında, “Servo Robot” tanımının detaylarını ve plastik enjeksiyon ile parça üretiminde kullanılan servo robotlarda olması gereken özellikleri inceleyeceğiz.

Paralel hareket ve simultane çalışan alt programlar

Servo robotlar ile hassas bir şekilde verilen koordinatlarla robotların hareket etmesi sağlanabilir. Burada ±0.1 mm pozisyon hassasiyeti aranmalıdır. 

Diğer taraftan, X,Y,Z eksenlerinde hareket eden bir robotun, sadece sıralı olarak değil 3 eksenin aynı anda hareket edebiliyor olması da gerekir. Üstteki Şekil (a)’da sıralı servo hareketi yer almaktadır. Eğer robot paralel hareket yapabilmek özelliğine sahip ise, üstteki Şekil (b) deki gibi bir hareket ile daha kısa sürede istenilen noktaya robotun hareketi sağlanarak parça alma süreleri kısaltılabilir. 

Paralel çalışma mantığındaki ikinci önemli husus robotun işlettiği ana programın yanısıra, alt programların yazılabilir olması gerekir. Bu alt programların da ana programa paralel olarak çalışabilmesi verimlilik ve esneklik açısından son derece önemlidir.

Makine başı otomasyon sistemleri ile robotu entegre etmek istediğinizde bu alt programlar makine dışındaki sistemlerin kontrol edilmesi için kullanılabilir ve bu sırada robotun hareketini tamamlamasını beklemek zorunda kalmazsınız. Bu da yine en kısa sürede prosesi tamamlamanıza olanak sağlar.

Otomatik dizme programı

Robotlar ile kalıptan parçaların alınıp konveyör üzerine bırakılması en temel uygulama olup, günümüz üretim şartlarında tekil ürün yerleştirmesi yeterli olmayabilir. Bu noktada robotun kullanıcı tarafından belirlenen diziyi otomatik olarak uygulayabiliyor olması gerekir. Dizme programı olarak geçen bu özellik ile, istiflenecek parçaların ilkinin koordinatları kullanıcı tarafından robota öğretilir, sıra/sütun/kat olarak tekrar sayısı ve aradaki mesafeler belirtilir. Parametrik olarak yazılan bu değerler ile robot tüm parçaların bırakma noktalarını otomatik olarak hesaplamaktadır. Bir istif kümesi tamamlandığında, robot konveyörü döndürerek bir sonraki istife otomatik olarak devam eder.

Aktif tork kontrolü

Yüksek teknoloji ile çalışan servo motor ve sürücülerde enkoder ile pozisyon kontrolünün yanısıra tork kontrolü yapılabilmektedir. Tabi bu özelliğin robot yazılımı ile de destekleniyor olması gerekir. Daha ucuz servo sistemlerde bu özellik yer almamakta ve yazımızın başında belirttiğimiz “Servo Robot” kavramı ile üretilen farklı marka robotlar arasında önemli bir fark olarak ortaya çıkmaktadır.

Aktif tork kontrolü, servo motorun maksimum üretebildiği torku %0-100 arasında robot programında ayarlamanıza olanak verir. Peki bu özellik pratikte ne işe yarar?

En sıkça kullanılan uygulama, parçaların itici ileri hareketi ile itici üzerinde kalmadığı, hatta karşı tarafa doğru parçaların fırladığı durumlarda robot ile parçayı tutmak problem haline gelir. Bu durumda, şayet aktif tork konrolü özelliği olan bir robotunuz var ise, itici ileri vurmadan parçayı robot tutar, sonrasında X ekseni torku 0’a set edilir, yani eksen boşa çıkmış olur. Sonrasında itici ileri serbest komutu robot tarafından verilir, itici parça ile birlikte robotu da geriye doğru ittirmiş olur. Böylece robot ile itici hareketinin mükemmel senkronizasyonu sağlanmış olur. 

Aktif tork kontorlünün kullanıldığı diğer bir pratik uygulama ise, pozisyon vermeye gerek duymadan robotun hareket ettirilebilmesidir. 

Bu özellik ile örneğin X ekseninde (parça alma ekseni) belli bir koordinata kadar hareket eden robot, sonrasında parçayı tutana kadar otomatik olarak ilerleyebilir. Parçanın hangi koordinatta olduğunun bir önemi yoktur. Otomatik parça tutma olarak adlandırabileceğimiz bu özellik ileri teknoloji robotlarda bulunan ve günümüz şartlarında satınalma kriterlerinden birisi olmalıdır. 

Otomatik red parça ayırma

Günümüz enjeksiyon makine-lerinde, enjeksiyon parametlerinin belirlenen toleranslar limitinde gerçekleşmemesi durumunda, makineden “Red Parça” sinyali almak mümkündür. Bu sinyali işleyebilen bir servo robot, kalıp açıldığında parçayı alır ve örneğin sağlam parçaların bulunduğu konveyör yerine, bir red parça kutusu veya geri dönüşüm için direk kırma makinesine bırakabilir. Operatörden bağımsız olarak red parçaların otomatik ayrılması, enjeksiyon prosesinin otomatik olarak kontrol edilmesi noktasında son derece önemli bir kriter olarak karşımıza çıkmaktadır. 

Ayrıca, üretim başlangıçlarında belirlediğiniz kadar çevrim adedini, fire olarak robot ile ayırabilirsiniz. Bu özellik, sadece fire parçalar için değil, belirli periyotlarda kalite kontrol amaçlı parçaların ayrı bir bölgeye bırakılmasını sağlayabilirsiniz. 

Otomasyon sistemleri ile entegrasyon

Robotun makine başındaki diğer otomasyon sistemleri ile entegre olabilmesi, hatta buradaki elektro-mekanik sistemlerin çalışmasını, ekstra bir PLC ihtiyacı olmadan robot üzerinden kumanda edebilmesi üretimde size esneklik ve yatırım maliyetlerinizin düşmesini sağlar. WETEC olarak bir çok projemizde bu özelliği kullanarak düşük yatırım maliyetleri ile sadece parça alma değil, makine başı işlemlerini de robot ile kumanda ederek hem robotun maksimum verimlilikte kullanılmasını hem de üreticinin birim maliyetlerini düşürmesine yardımcı oluyoruz. 

Yazılımsal özellikler

Robot seçimlerinde diğer bir önemli kriter robotun yazılımıdır. Yazılım, temelde kullanıcının robota istenilen hareketleri yaptırabilmesi için program yazdığı ve manuel hareketleri kumanda ettiği arayüzden oluşur. Burada aşağıdaki noktaların seçtiğiniz üründe bulunması önemlidir

Serbest programlanabilir: İstediğiniz sıra ile hareket ve diğer komutların yazılabildiği, tüm giriş çıkış sinyallerinin kontrol edilebildiği bir programlama arayüzü

Koordinat öğretme: Hareket komutlarında sadece değerlerin manuel olarak kullanıcı tarafından girilmesi değil, manuel hareket ile istenilen noktaya gidilip, tek bir tuş ile bu noktanın robota öğretilebiliyor olması gerekir. Bu özellik ile operatör noktanın sayısal değerini bilmese dahi, kolayca program yapabilir.

Çalışma alanları: Güvenlik açısından robotun çalışmasının güvenli olduğu (kalıp için, kalıp üstü, makine dışı vb) gibi alanların tanımlanabiliyor olması gerekir. Böylelikle, operatör hatalı bir koordinat girse dahi, hedef nokta tanımladığınız çalışma alanlarının dışında ise, robot bu değeri kabul etmeyecek ve o noktaya gitmeyecektir. Böylece olası çarpışma kazalarının önüne geçilmiş olacaktır. 

Otomatik sinyal izleme: Robottaki tüm giriş sinyalleri istenilen aralıkta robot tarafından izlenebilir ve izlenen sinyalin durumunun (var/yok) değişmesi halinde, robot ve enjeksiyon makinesi anında durarak, olası çarpma,şart dışı hareket vs. sistemi korumaktadır.

Dokunmatik kontrol paneli: 8”-10” boyutunda dokunmatik bir kontrol paneli operatör kullanımı için ergonomik olacaktır. 

Sınırısız kalıp programı hafızası: Aynı makine-robot sisteminde çok sayıda farklı kalıp ile üretim yapılmaktadır ve her kalıp için farklı koordinat ve uygulamalar için farklı program yazma ihtiyacınız olacaktır. Bu noktada program sayısı açısından robotta bir kısıt olmadığından emin olun. Bazı markalar, 9, 99  gibi limitli program sayısı sunabilmektedir.  

USB ile yedekleme: Yazdığınız programların USB flash bellek ile yedeklenmesi, robotlar arasından taşınabilme özelliğini mutlaka arayın. Özellikle makineki bir problemden dolayı diğer makineye bağlamak durumunda kaldığınız bir kalıbın robot programını, diğer makineye kolayca taşıyabiliyor olmanız gerekir.Aksi durumda programı baştan yazarak vakit kaybınız oluşacaktır.

Satış sonrası destek

Yazımızda belirttiğimiz teknik kriterlerin yanısıra, satınalmada ki en önemli hususlardan birisi de satış sonrası destek hizmetidir. Robotun programlanması, kuru-lum sonrası eğitim, yerinde hızlı destek, 7/24 telefon/eposta ile destek gibi hizmetleri tedarkçi firmanın sağladığından emin olunuz.

Sonuç

Robot alımlarında, yazımızda açıkladığımız detay özelliklerin varlığından emin olun ve nasıl çalıştıkları hakkında üreticiden detaylı bilgi isteyin. Fiyat/performans matrisinizi hazırlarken doğru satınalma kriterlerini belirlemek adına, yazımızdaki özellikleri mutlaka değerlendirin. 

Yatırım, her işletmede maksimum fayda - minimum maliyet felsefesi ile değerlendirilir. Üretimde verimliliği düşük, daha eski teknolojilere yatırım yapmak, yatırım maliyetinizi düşürmek yerine kısa ve orta vadede arttıracaktır. WETEC robotlarda standart olarak sunulun tüm bu özellikleri, robot seçimlerinizde göz önüne almanızı tavsiye ederiz. 

Üretimde maksimum verimli günler dileriz.

Wetec / Burak Boray