Otomasyon dergisi, Türkiye'nin otomasyon konusundaki ilk ve en köklü dergisidir. 1992 yılında “Türkiye’de Otomasyonsuz Fabrika Kalmasın” sloganıyla yola çıkan dergi, Türkiye endüstrisinin otomasyon konusunda bilgilendirilmesini kendisine misyon edinmiştir. Dünyadaki ve Türkiye'deki gelişmeleri anında okuruna iletmeyi; otomasyon alanında yapılacak yatırımların, doğru ve kârlı olabilmesi için yol gösterici bir rol oynamayı amaçlamıştır.

STROĞU ELEKTRİKLİ AYARLANABİLİR PNÖMATİK SİLİNDİR

BURAK KOLALIa,c, PROF.DR.SEMİH ÖTLEŞa,b aEGE ÜNİVERSİTESİ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, ÜRÜN YAŞAM DÖNGÜSÜ YÖNETİMİ ANABİLİM DALI bEGE ÜNİVERSİTESİ, ÜRÜN YAŞAM DÖNGÜSÜ YÖNETİMİ (PLM) MÜKEMMELİYET MERKEZİ c ENGINO ENGINEERING & INNOVATION

ÖZET

Sistem kolay kullanımlı ve özelleştirilebilir, düşük maliyetli pnömatik silindirdir. Gıda ve beyaz eşya sanayi başta olmak üzere, seri imalat yapan tüm firmalarda üretim sürecini iyileştirecektir. Kullanımı için ek bir ekipman ya da eğitim gerekmediği için, müşteri için hesaplanamayan bir maliyet de barındırmamaktadır. Mevcutta, ürünün iki farklı alternatifi bulunmaktadır, stroğu ayarlanabilir olmayan pnömatik silindirler ve elektrikli eksenler. Pnömatik silindirlerin stroğu ayarlanamadığı için, ürün değişimi sırasında hatta duruş verilmeli, hat yükseklik ayarları manuel olarak yapılmalıdır. Elektrikli eksen kullanımda ise satınalma maliyetleri çok yüksek olmaktadır. Ayrıca gıda üretimi yapan firmalarda, elektrikli eksen kullanımı, sağlık açısından risklidir.

Anahtar Kelimeler: Pnömatik Aktüatör, Elektrikli Aktüa- tör, Endüstri 4.0

GİRİŞ

Projenin amacı, orta ve yüksek seviye teknoloji kullanarak üretim yapan firmalarda konveyör, silo ve benzeri ağır sistemlere hareket verirken kullanılacak ekipmanların manuelden otomatiğe çevrilerek; üretim sürecini iyileştirme ve üretim hatlarına planlanmış bakımlar haricinde duruş vermeyerek üretim hacim ve kalitesini arttırmaktır.

Ülkemizde ve dünyada, tasarlanan/tasarlanacak teknolojiyi kullanarak müşteriye hazır çözüm sunan bir firma olmadığı için, sektörde ürün ve işlem bazlı bir açık bulunmaktadır. Bu nedenle müşteri, talebine uygun bir cevap alamamakta, bu nedenle de üretim teknolojisini geliştirememektedir. Bu da ülke olarak 4. Endüstri devrimini sadece büyük sermayeli firmalarda yakalayabilmemiz anlamına gelmektedir. Proje, stroğu elektrik motoruyla ayarlanabilen ve PLC içeren büyük çapta pnömatik silindirdir.

• Elektrik ayarlı stroklu pnömatik silindir, Türkiye’de ve dünyada herhangi bir firma tarafından özel taleple dahi üretilmemektedir.

 

• Projenin ana konusu, 1 ton ve üzeri yüklerdeki silo, konveyör vb sistemlerin yüksekliklerini, üretilecek ürünün modeline göre otomatik olarak ayarlayan, çalışması pnömatik, ayarlaması elektrikli olan bir silindirdir.

• Dahili PLC sayesinde müşteri sadece ana makinesinden sinyal göndererek ya da proje çıktısı silindirin üzerindeki ekrana komut girerek silindirin çalışma boy aralığını ayarlayabilecektir.

• Projenin çıktısı olan pnömatik silindirde, bilinen markaların standart pnömatik silindir aksesuarları kullanı- labilecektir.

• Çıktı, üretim devam ederken hava ya da enerjiye ihtiyaç duymadığı için, kullanım maliyetleri ve çevreye zararı minimum düzeydedir.

Proje, üretimde endüstriyel otomasyonun yaygınlaştırılarak, sadece büyük sermayeli firmaların değil, KOBİ’lerin de 4. Sanayi Devrimi’nin bir parçası olmasını sağlayacak, bu şekilde üretim maliyetleri tabandan başlayarak düşecek, ortaya çıkan ürünlerin kalitesi daha yüksek olacaktır.

Bu veriler ışığında, silindirin düşey konumda montajı halinde, üzerine binen 1558N’luk bir kuvveti dengeleyebileceği, yük artması durumunda da basınç yükseltici kullanılarak dengelenebilecek yük miktarının 3116N’a kadar çıkabileceği görülmektedir. Prototip ürünün Ø63mm silindir seçilmesinin sebebi, kaldırabileceği yük ve kapladığı alan bakımından optimum seviyede olmasıdır. İhtiyaç halinde Ø320mm’ye kadar silindir kullanılabilir. Ø320mm silindirin basınç yükselticiyle kullanılması senaryosunda;

2. Vidalı Mil Hesapları Sistemde kullanılacak vidalı mil ve bilyalı somun ikilisinin kuvvetleri aşağıdaki bilgiler ışığında belirlenmiştir.

Bu senaryoda, yukarıda işaretli vidalı milin seçilmesi halinde, sistem yük altında ve statik durumdayken vidalı mil ve bilyalı somun ikilisinin taşıma kapasitesinin darboğaz yaratmayacağı görülmektedir. Maksimum dinamik yüklenme değerine bakıldığında, aynı vidalı milin 5 barda çalışan Ø160mm silindire kadar kullanılabileceği gözükmektedir.

 

1. MOTOR HESAPLARI

Motor hesabı yapılırken, sistemin dinamik çalışması öngörülmemiş olup, tam minimum-maksimum ayar mesafesi olan 150 mm’yi 30 saniyede katedeceği öngörülmüştür. Bu bilgiler ışığında, 1 Nm’lik 60rpm bir motor kullanılması uygun görülmüştür. Strok ayarı, silindir yüksüz durumdayken yapılacağı için, silindirin itme kuvveti ya da üzerinde taşıdığı yük bu hesaplarda yer almamaktadır.

3. SONUÇLAR

Tüm veriler incelendiğinde, sistemin özelleştirilebilir ve yüksek taşıma kapasitesine sahip olduğu göz önüne alınarak, aşağıdaki alanlarda kullanılabileceği sonucuna varılabilmektedir. Gıda Sanayi(Süt ve Peynir Ürünleri Üreten Firmalar) • Peynir kesiminde farklı gramajdaki peynirler arası geçişlerde otomatik peynir boyutlama. • Yarı mamul ya da nihai ürün hatlarında ürün değişimi sırasında hattın yüksekliğinin otomatik olarak ayarlanması. Beyaz Eşya Sanayi • Yarı mamul ya da nihai ürün hatlarında ürün değişimi sırasında hattın yüksekliğinin otomatik olarak ayarlanması. Tütün Sanayi • Silolardan otomatik yükleme yapılırken, üretilecek olan mamulün değişmesi halinde yüklemenin yapıldığı kolinin/kutunun yüksekliğinin otomatik olarak ayarlanması. • Yarı mamul ya da nihai ürün hatlarında ürün değişimi sırasında hattın yüksekliğinin otomatik olarak ayarlanması.