ROBOTİK OTOMASYON İÇİN TASARIM
VE
KAYNAK İÇİN OTOMASYON SEÇİMİ

Endüstride çeşitli uygulamalar için kaynak otomasyonu seçimi basit veya çok karmaşık olabilir. Basit veya yaygın uygulamalar için önceden tasarlanmış ve tamamen entegre birçok sistem mevcuttur. Diğer uygulamalar için önce özel bir sistem geliştirilmeli, tasarlanmalı ve entegre edilmelidir. Otomasyona yatırım yapmadan önce istenen hedefleri anlamak ve bu hedeflere ulaşmanın fizibilitesini araştırmak önemlidir. Yalnızca otomasyon iyileştirmesinin mümkün olabileceği üretimdeki adım değişikliği vurgulamalıdır. En yaygın otomasyon hedeflerinden bazıları verimlilik artışına, kalite, güvenlik ve ekonomikliğe odaklanır [9].

 

3.6.1.Kaynağın robotik otomasyonu ile üretkenlik

Çoğu zaman kaynak ilerleme hızı onu yapan insan veya makineden daha ziyade kaynak yönteminin kendisi tarafından belirlenir. Otomasyon yardımıyla yapılamayan kaynak işleminin mümkün veya daha pratik hale getirildiği bazı durumlar mevcuttur. Bu duruma lazer kaynağı, yukarıdan aşağı pozisyonda GMAW, çoklu torç kaynağı gibi uygulamalar örnek olarak gösterilebilir. Kaynakta otomasyon işlemlerin daha sıkı ve optimum parametrelerde yapılmasına olanak sağlayarak bazı iyileştirmelere izin verebilir. Ancak çoğu zaman bu tek başına önemli verimlilik iyileştirmelerine yol açmaz.

 

Otomasyon, kaynak yapılma zamanını yapılmadığı duruma göre önemli ölçüde iyileştirerek üretkenliği arttırır. Büyük ölçüde parça taşıma ve manipülasyonun otomasyonuna bağlı olsa da bir robot veya otomatik makine genellikle kaynak işlemini insandan çok daha hızlı bir şekilde sıfırlayabilir ve yeniden başlatabilir. Ayrıca, bir kaynakçı tarafından manuel olarak birkaç kez yerine tek bir seferde daha uzun kaynak dikişlerini tamamlama becerisine sahip olabilir. Bu iyileştirmenin kapsamı, çoğu uygulama için simüle edilebildiğinden ve doğru bir şekilde hesaplanabildiğinden, büyük sermaye yatırımlarından önce değerlendirilmelidir.

 

3.6.2.Kaynakta robot kullanımı ile kaynak kalitesi

Ürün imalatında kalite, verimlilikten daha fazla gelişmeye yol açan ancak gerçekleştirilmesi daha zor olan faktördür. Otomasyon, daha fazla tekrarlanabilirlik ve güvenilirlik sunabilir. Bununla birlikte, kaynak otomasyonunun kalite sorunlarını mutlaka çözemeyeceği anlaşılmalıdır. Örneğin, eşleşen iki parçanın farklılığı uygun montaj için çok büyükse, manuel veya otomatik olmasına bakılmaksızın kaynak işlemi yapılmağa çalışılır. Bazı durumlarda, manüel bir kaynakçı, kaynaklı birleştirme yapmak için daha becerikli olabilir.

 

Otomasyon sisteminin mühendisliğinde parça boyutlarının, kaynak yerlerinin ve konumlarının değişkenliği hesaba katılırsa, sistemle ilgili kalite sorunlarının çoğu minimize edilir. Çevresel sensörler, tolerans dışı iş parçalarını, montajı vb. birleştirmeden önce belirleyerek iş parçası, işçilik ve zaman israfını ortadan kaldırabilir. Otomasyon sisteminin güvenilirliliği kaliteyi artırabilir. Kaliteli bir ürün için belirli prosedürler gerekli olduğunda, otomasyonda bu prosedürlerin her seferinde doğru bir şekilde takip edilmelidir.  İnsan hatası olmadan karmaşık uygulamalar için manuel kaynakçılar bu prosedürleri güvenilir bir şekilde gerçekleştiremez.

 

Otomasyon, kaynak parametresini veya uygulama sorunlarını tamamen çözmeyebilir. Fakat otomasyonun tutarlılığı bu sorunları saptamayı ve ortadan kaldırmayı kolaylaştırabilir. Uygulamaya geçmeden önce üretim için planlanan otomasyon ekipmanları ile kaynak yöntem ve prosedürleri dikkatlice değerlendirilmelidir. Otomatik ark kaynağı sistemlerinin belirgin bir avantajı ısı girdisi üzerinde önemli bir kaynak parametresi olan ilerleme hızının kontrolüdür. Tecrübeli bir manuel kaynakçı belirli ilerleme hızı/ısı girdisi aralıklarını koruyabilir. Ancak, el ile kaynakta genellikle kaynak havuzuna göre hareket ettiklerinden dolayı otomasyonda olduğu gibi ilerleme hızı aralıklarını korumak yerine, hedefledikleri ortalamalara ulaşmak için hızlanıp yavaşlayabilmektedirler. Bu durum otomasyonla elde edilen kaynak kadar istenilen kaynak kalitesine ulaşmayı zayıflatabilmektedir.

 

3.6.3.Kaynak otomasyonunda robotların kullanımıyla ilgili güvenlik

Üretim sürecinde güvenlik faktörü,  uygulamaları otomasyon kullanmaya yönlendirebilir. Kapalı alanlar, radyasyona maruz kalan bölgeler, aşırı su altı derinlikleri, zehirli malzemelerin çevresi, aşırı sıcaklıklar, basınçlı kapların veya boru hatlarının onarımı vb. gibi manüel kaynakçının risk altında olabileceği ortamlarda otomasyon, kaynak işlemlerinin kullanılmasına izin verebilir. Daha az aşırı uygulamalar için genel otomasyon, kaynak operatörünü veya robot operatörünü sıcak iş, duman, ultraviyole radyasyon, ağır parça yer değiştirme vb. gibi tehlikelerden uzaklaştırır.

 

Birçok otomatik makine ve robot, insanların tepki verebileceğinden daha hızlı hareket edebilir. Çoğu robot hızlarının kontrolü el kumandası tarafından veya çalışma alanı içinde bulunan operatörler tarafından yönetilmesi standart bir uygulamadır. İlave olarak çoğu robotik çalışma alan robotun tam hızlı otomatik modda çalışmasına izin verilmeden önce, tüm erişim noktalarının kapatıldığını ve personelin boş olduğunu gösteren sensörlerle bölümlere ayrılmıştır. Emniyet anahtarları, acil durum anahtarları, tork limitleri, çarpışma sensörleri vb. personele yönelik robot ve otomatik ekipman risklerini azaltmaya yardımcı olmak için yaygın olarak kullanılır. Robotik ve otomatik ekipmanlar için güvenlik sistemleri için endüstriyel standartlar mevcuttur.

 

3.6.3. Kaynak otomasyonunda robot kullanmanın ekonomisi

Orta büyüklükte bir ark kaynağı robotu genellikle 70.000 ila 120.000 ABD doları arasında bir fiyata elde edilebilir. Ek erişim, yük, görüş sistemleri veya diğer çevre birimleri için fiyatlandırma önemli ölçüde artabilir. Armatürler ve takımlar, genellikle özel olarak tasarlandığından oldukça pahalı olabilir. Bant sistemleri 20.000$ ile 150.000$ arasında değişebilir. Bir robot satın alırken, fizibilite ve maliyet-kazanç ekonomisi iyi bir şekilde değerlendirilmelidir. Gerekli olduğunda sadece kaynak alanında değil, tüm üretim hattında otomasyonu desteklemelidir. Kaynak robotunun üretim hedefleri ve sonuç olarak kaynak otomasyonu ile üretim sürecinde başarılı bir iyileştirmeye katkıda bulunulacaktır.