Ä°MALAT ENDÜSTRÄ°SÄ°NDE KULLANILAN KAYNAK ROBOTLARI

Hazırlayanlar: Dr. Ä°brahim ERTÜRK¹, Kaynak Uzmanı Mehmet ZEYBEK², Makina ve Kaynak Mühendisi Kamil YAÄžCI³

 ÖZET

Kaynak; imalatın önemli bir parçasıdır. Kaynak robotları, imalat sanayinde özellikle seri üretim yapan iÅŸletmeler için verimliliÄŸi artıran ve kaynak kalitesini standart hale getiren otomasyon sistemleridir. Genellikle otomotiv, ağır sanayi ve makine imalatı gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılırlar. Bu robotlar, MIG/MAG, TIG, lazer ve plazma kaynağı gibi farklı teknikleri kullanarak metal parçaları birleÅŸtirebilir. Ä°nsan iÅŸ gücüne kıyasla daha hassas, hızlı ve tutarlı bir ÅŸekilde çalıştıkları için kaynak hatalarını minimize eder ve iÅŸ güvenliÄŸini artırırlar. Ayrıca, programlanabilir olmaları sayesinde farklı üretim süreçlerine kolayca uyarlanabilirler. Kaynak robotlarının kullanımı, ilk yatırım maliyetine raÄŸmen uzun vadede iÅŸ gücü maliyetlerini azaltır, üretim süresini kısaltır ve kaliteyi artırarak firmalara rekabet avantajı saÄŸlar. Bugün endüstride el ile yapılan manuel kaynak yerine, otomasyona uygun robotik kaynak yöntemi tercih edilmektedir. Robotik kaynak yöntemi ile kaliteli, ekonomik kaynak dikiÅŸleri elde edilmekte. Hatta seri imalatta konumlama aparatları kullanılarak, kaynak edilecek iÅŸ parçaları kaynak öncesi (PA, PB gibi) pozisyonlara getirilerek kaynak edilmek suretiyle kaynakta hata oranını minimuma indirmektedir. Robotik kaynak yönteminde kaynak yönteminin belirlenen hareketinin bir programa uygulanması gerekmektedir. Bu hareketler koordinat sistemi olarak adlandırılmaktadır. Robotu da kaynak edilecek iÅŸ parçası etrafında gezdirebilmek içinde bir program yaratılmaktadır.

Anahtar kelimeler: Robot, kaynak, pozisyon, seri imalat.

ABSTRACT

Welding is an important part of manufacturing. Welding robots are automation systems that increase productivity and standardize welding quality, especially for mass production enterprises in the manufacturing industry. They are widely used in sectors such as automotive, heavy industry and machine manufacturing. These robots can join metal parts using different techniques such as MIG/MAG, TIG, laser and plasma welding. They work more precisely, quickly and consistently than human labor, minimizing welding errors and increasing work safety. They are also programmable and can be easily adapted to different production processes. Despite the initial investment cost, the use of welding robots reduces labor costs in the long term, shortens production time and increases quality, giving companies a competitive advantage. Today, robotic welding method suitable for automation is preferred instead of manual manual welding in the industry. With the robotic welding method, high quality, economical welding seams are obtained. In fact, by using positioning apparatus in mass production, the error rate in welding is minimized by bringing the workpieces to be welded to pre-weld positions (such as PA, PB) and welding them. In the robotic welding method, the determined movement of the welding method must be applied to a program. These movements are called coordinate system. A program is also created to move the robot around the workpiece to be welded.

Key words: Robot, welding, position, mass production.

GÄ°RÄ°Åž

1.1- Robot Kaynağı: Önceden farklı kaynak yöntemlerine ve imalat geometrilerine programlanabilen bir iÅŸlemdir.

1.2- Programlama: onaylanmış kaynak prosedürünün uygulanmasını ya da kaynak tertibatının belirlenen hareketlerinin bir programa uygulanmasıdır.

1.3- Otomatik ve Robotik Kaynak İşlemi: Yeni bir onay ve aşağıdaki değişkenleri gerektirir.

- Arklı ya da arksız kaynak veya birleştirme algılayıcısı

- Çok pasodan baÅŸka paso tekniÄŸine deÄŸiÅŸtirme,

- Sayısal kontrol düzeni dahil robot tipi ve sistemini deÄŸiÅŸtirme,

- Kullanılan iÅŸlemlere özel diÄŸer deÄŸiÅŸkenler

1.4 – ENDÜSTRÄ°YEL ROBOTLARIN FAYDALARI
• Ä°yi kalitede ve sürekli ürün elde etmek 
• Maksimum üretkenlik saÄŸlamak
• Ä°ÅŸçilik maliyetlerini azaltmak

 1.5 – Robotların Kullanım alanları

• Kaynak endüstrisi
• CNC tornalama endüstrisi

2. ROBOT HARAKETLERÄ°

• Robot hareketlerine her zaman yavaÅŸ hızlarda baÅŸlanmalıdır.

2.1 - KORDÄ°NAT SÄ°STEMLERÄ°: Robot dört ayrı koordinat sisteminde hareket edebilir. Her bir koordinat sistemi robotu farklı ÅŸekilde hareket ettirir.

2.2 – WORLD KOORDÄ°NAT SÄ°STEMÄ°: Robotun XYZ yönlerinde hareket veren, varsayılan sistemi World’dür. World kartezyen bir XYZ sistemidir. Birbirlerine dik açılar yapan XYZ yönlerinde robotu hareket ettirir.

Åžekil 2.1 World Sistemi

2.3 – JOÄ°NT KOORDÄ°NAT SÄ°STEMÄ°: Joint koordinat sisteminde, sistemin her seferinde bir eksen hareket eder. Yani aynı anda birden fazla tuÅŸa basılmadığı sürece sadece tek bir robot ekseni hareket edecektir. Eksenler birbirinden bağımsızdır. Joint robotun varsayılan koordinat sistemidir.

Åžekil 2.2 Joint Sistemi

2.4 – TOOL KOORDÄ°NAT SÄ°STEMÄ°: Tool sisteminde 6. eksen flanşının düzlemine paralel olarak birçok robot ekseni ile beraber hareket eder. EÄŸer robotun bileÄŸine bir tool (kaynak torcu, boya tabancası, vb…)  Takılıp uç noktası robota öÄŸretilmiÅŸ ise robot toola baÄŸlı olarak hareket edecektir.

Åžekil 2.3 Tool Koordinat Sistemi

2.5 – KAYNAK NOKTALARI EKLEME VE NOKTA REVÄ°ZYONU:

Bir robot programının kaynak yapabilmesi için; kaynak baÅŸlangıcı, varsa kaynak ara noktası ve kaynak sonuna özel komutlar konması gerekir. Bu noktalar programlama ekranında aÅŸağıdaki tuÅŸlarla öÄŸretilir.

• F2, ARCSTRT: Kaynak baÅŸlangıç noktası öÄŸretmek için,
• F3, WELDPT: Kaynak ara noktası öÄŸretmek için,
• F4, ARCEND: Kaynak sonu öÄŸretmek için.

Kaynak noktası öÄŸretme yöntemi yukarıda anlatılan nokta kaydetme yöntemi ile aynıdır. Robot istenilen pozisyona getirildikten sonra SHIFT tuÅŸu ile beraber F tuÅŸlarından birine basılarak hem robot pozisyonu hem de ilgili kaynak komutu öÄŸretilmiÅŸ olur.

Kaynak komutları nokta öÄŸretilirken konulabileceÄŸi gibi daha sonra da eklenebilir veya var olan bir kaynak komutu noktası silinmeden kaldırılabilir.

Tablo 2.1 Basit Bir Kaynak Programı

Nokta Düzeltme: var olan noktaların pozisyonu deÄŸiÅŸtirmek istendiÄŸinde TOUCHUP fonksiyonu kullanılır. TOUCHUP yeni bir nokta eklemez var olan bir noktanın koordinatlarını deÄŸiÅŸtirir. Ä°mleç noktanın üzerindeyken robot istenilen pozisyona getirilir. Sonrasında SHÄ°FT tuÅŸu ile beraber F5 TOUCHUP tuÅŸuna basılır. Ä°mlecin üzerinde bulunduÄŸu, noktanın eski pozisyonu silinir ve robotun o ‘an bulunduÄŸu pozisyon bilgisi noktanın içine yazılır.

Şekil 2.5 Kaynak Programının Rotası

2.5 – ROBOTU HAREKETLENDÄ°RMEK

Robotu hareketlendirmek için TP’nin arkasındaki deadman mandalına basılır ve basılı tutulur.

TP üzerindeki ON/OFF mandalı On konumuna alınır ve gerekiyorsa reset tuÅŸuna basılır. Robotu hareketlendirmek için iki tuÅŸa birden basılır. SHIFT tuÅŸlarından bir tanesi ile TP’nin saÄŸ tarafındaki 12 yön tuÅŸlarından bir tanesi,

• SHIFT tuÅŸlarından bir tanesine basılır ve basılı tutulur,
• Yön tuÅŸlarından bir tanesine basılır ve basılı tutulur,
• Robot hangi koordinat sistemi aktif ise o sisteme göre hareket edecektir.

Şekil 2.6.5 Eksenli Gazaltı Ark Kaynak Robotu

3 – KAYNAK PARAMETRELERÄ°

3.1 kaynak programı yazılırken bu parametreleride ayarlamak gerekir. Fabrika ayarı olarak 32 adet kaynak reçetesi kullanıcıya açılmıştır. Ä°stenir ise bu miktar 64 adete kadar arttırılabilir.

• Bu reçetelere ulaÅŸmak için DATA tuÅŸuna basın,
• Açılan ekranda F1TYP tuÅŸuna basın,
• Ä°mleci açılan menüden WELDSCHD satırına getirin,
• Enter’e basın

Tablo 3.1 Ekranda Reçete Listesi

1. WELD SCHEDULE: Kaynak parametresi numarası
2. PROCESS SELECT: Kaynak prosesi seçimi. Reçetenin hangi proses ile çalıştığı (pulse, sabit akım vb…)
3. WIRE FEED: tel sürme hızı
4. WOLTAGE (TRIM): Kaynak gerilimi (ark boyu)
5. PINCH: Ark geniÅŸliÄŸi
6. TRAVEL SPEED: Torç hızı
7. DELAVY TIME: Kaynak sonrasında bekleme zamanı. Kaynak sonunda robot durur ve buraya girilen zaman kadar akım ve tel vermeye devam eder. Bu sayede kaynak sonunda krater oluşumu engellenmiş olur.

Tablo 3.2 Parametre Listesi

3.2- KAYNAK PROSESÄ°: Robot ile haberleÅŸen kaynak makinelerinde genellikle birden fazla kaynak prosesi seçme imkânı vardır. Kaynatılacak malzemenin özelliÄŸine göre (karbonlu çelik, paslanmaz çelik, alüminyum vb..) kullanılan tel cinsine ve çapına (masif tel, özlü tel vb…) sabit gerilimli ya da pulseli kaynak tercihine göre proses seçilmelidir. Kaynak proseslerini tanımlama için menü tuÅŸuna basın. Ä°mleci 6. SETUP üzerine getirin. Yanda bir menü daha açılacaktır. Ä°mlecin listesinden Weld porc’a getirip ENTER’e basın [3]

Tablo 3.2.1 Kaynak Prosesi

• 5.- SONUÇ VE ÖNERÄ°LER
• 5.1- SONUÇ

Genel Tavsiyeler: Yaralanmaların önüne geçmek makine araçlarının zarar görmesini engellemek için robotun üzerinde doÄŸrudan bulabileceÄŸiniz uyarı ve bilgi etiketlerindeki talimatları eksizsiz ÅŸekilde uygulayın.

• Robot otomatik modda iken çalışma alanına girmeyin.
• Robot kafesinden uzak durun. Kafese girilmesi gerekiyorsa, sadece manuel modda iken ve T1 emniyet hızının olduÄŸu durumlarda giriniz.
• Robotun hızını asla düÅŸük olarak tahmin etmeyin. DoÄŸrusal hareketin anlık deÄŸerleri 4.4 m/sn hızındadır. Yatay hız çok daha fazladır.
• Lütfen mekanik iÅŸler sırasında, belirli bir robot için bakım kılavuzunu kullanın.
• Robotun çalıştırılması ve programlanması sırasında kaza riski daha yüksektir. Bu nedenle çalıştırma sırasında güvenlik kurallarına baÄŸlı kalın. Operatör ve kullanıcı, robotta çalışmaya baÅŸlamadan önce mutla bilgilendirilmelidir.

5.2- ÖNERÄ°LER

• Uyarı ve Bilgi Etiketleri: yaralanmaların önüne geçmek ve makine araçlarının zarar görmesini engellemek için robotun üzerinde doÄŸrudan bulabileceÄŸiniz uyarı ve bilgi etiketlerindeki talimatları eksizsiz ÅŸekilde uygulayınız.
• Taşıma kapasitesi doÄŸru ayarlandığında robotta aÅŸağıdaki etkiler oluÅŸabilir;

1. Daha iyi hareket, kısa devir süresi
2. Dinamikle iliÅŸki kuran daha etkili iÅŸlev

Etkili bir çalıştırma için robot tarafından kullanılan taşıma kapasite verilerinin olabildiÄŸince kesin olması önemlidir. ÇoÄŸu robot taşıma kapasitesi ayarının desteklenebileceÄŸi tek seçenek PAYLOAD ID ‘dir. Payload ID seçeneÄŸi, robotun taşıma kapasitesi özelliklerini otomatik olarak hesaplamasına imkân verir.

KAYNAKÇA

1. TSEN1418-EN ISO 14732 KAYNAK PERSONELÄ°-METALÄ°K MALZEMELERÄ°N TAM MEKANÄ°ZE, TAM OTOMATÄ°K ERGÄ°TME KAYNAÄžI Ä°ÇÄ°N T-YETERLÄ°LÄ°K SINAVI 2003

2. TS EN 719-ISO14731 KAYNAK KOORDÄ°NASYONU GÖREV VE SORUMLULUKLARI 1995

3. Ä°.ERTÜRK, TS EN ISO 14731’E  SANAÄ° BAKANLIÄžI KOSGEB Ä°ÇÄ°N VERÄ°LEN SEMÄ°NER NOTU 2012.ANKARA

4. FANUC R30Ä°A TEMEL PROGRAMLAMA MANUELÄ° DERS NOTU.

5. FANUC TEMEL PROGRAMLAMA EĞİTİM NOTU

6. FANUC İLERİ SEVİYE ROBOT PROGRAMLAMA EĞİTİMİ NOTU.

K.YURTIÅžIK KAYNAK MEKANÄ°ZASYON VE OTOMASYONU NOTU

LÄ°NCOLN ROBOTÄ°K MÄ°G/MAG KAYNAK MAKÄ°MNASI

7.PROF. DR. SELAHADDÄ°N ANIK, KAYNAK TEKNOLOJÄ°SÄ°NÄ°N DÜNÜ BUGÜNÜ GEDÄ°K HOLDÄ°NG YAYINI YAYIN NO:4 2006 Ä°STANBUL

8.PROF. DR. SÜLEYMAN KARADENÄ°Z KAYNAK MAKÄ°NALARI GEDÄ°K EĞİTÄ°M VAKFI YAYINI YAYIN NO: 5 2007 Ä°STANBUL