Ders 1: Pnömatik Neden Kullanılır?

Verimli bir iş hücresinin, bir nesnenin giriş noktasından istenen hedefe kadar iş hücresi içindeki akışını kontrol edebilmesi gerekir. Bu, birden fazla nesnenin farklı yönlerde hareket ettirilmesini gerektirebilir. Bir iş hücresi içindeki nesnelerin hareketini yönlendirmenin pnömatik sistemler de dahil olmak üzere birçok yolu vardır. Pnömatik, hareketi yaratmak için basınçlı havayı kuvvet olarak kullanır.

Bu Derste şunları öğreneceksiniz: 

• Bir iş hücresindeki nesnelerin akışını kontrol etmek için farklı mekanik çözümler
• Doğrusal ve dönme hareketi arasındaki fark 
• Endüstriyel ortamda pnömatik sistemlerin avantajları
• Pnömatiklerin endüstriyel uygulamaları

Aşağıdaki videoda, bir montaj hattındaki pnömatik bileşenler bir ürünün parçalarını oluşturuyor. 

Bir İş Hücresi İçindeki Malzeme Akışının Kontrolü

Önceki Ünitede, konveyörleri kullanarak bir nesneyi çalışma hücresi boyunca hareket ettirdiniz. Konveyörleri daha verimli şekilde hareket ettirerek süreci nasıl optimize edeceğinizi buldunuz. Bu, bir nesneyi bir yere taşımanın başarılı bir yöntemiydi. Peki, sistemde birden fazla nesneyi taşımak nasıl mümkün olacak? Peki ya bu nesnelerin farklı yerlere taşınması gerekirse? Malzemelerin uygun bir oranda girmesini sağlamak için nesnelerin konveyör sistemine nasıl girdiğini kontrol edebilmeniz gerekir. Ayrıca nesneleri farklı yönlere gönderebilmeniz de gerekir. Bu, konveyörlerle birlikte başka sistemlerin de çalışmasını gerektirecektir.

Malzemelerin nakliye için paketlenip ayrıştırıldığı bir fabrikayı düşünelim. Farklı nesneler konveyörler boyunca hareket eder ve farklı yerlere yönlendirilmesi gerekir. Öncelikle malzemelerin başarılı bir şekilde tasnif edilebilmesini sağlayacak şekilde sisteme girilmesi gerekiyor. Daha sonra bunların etkili bir şekilde farklı yollara yönlendirilmesi gerekecektir. Malzeme akışını kontrol etmeye yardımcı olabilecek çok sayıda farklı mekanik çözüm bulunmaktadır.

Birden Fazla Robotik Kol Kullanımı

Daha önce 6 Eksenli Robot Kolu kullanarak nesneleri alıp palete yerleştirmiştiniz. Robotik bir kol nesneleri tekrar tekrar hareket ettirebildiğinden, nesneleri alıp konveyör sistemine yerleştirmek için kullanışlı olabilir. Robotik bir kol aynı zamanda bir nesneyi belirli bir konumdan alıp farklı bir konveyöre taşıyabilir. Ancak bu, iş hücresindeki her olası giriş ve çıkış noktasında bir robotik kola ihtiyaç duyacağınız anlamına gelir. Bu etkili olabilir ancak aynı zamanda çok pahalı ve potansiyel olarak tehlikelidir. Çok sayıda robotik kolun kullanılması, çok sayıda ekipmanın küçük bir alana yerleştirilmesini gerektireceğinden, güvenli olmayan bir ortam yaratabilir.

Ayrıca bu görev için robotik bir kolun doğru araç olup olmadığı da bir sorudur. Robotik kollar çeşitli şekillerde hareket edebilme yeteneğine sahiptir, bu da onları çok yönlü ve alma-yerleştirme görevleri için kullanımı kolay hale getirir. Ancak nesneleri konveyörlere bindirip indirmek veya nesneleri paketlere yerleştirmek gibi durumlar genellikle basit hareketleri tekrarlar ve etkili bir şekilde tamamlanması için tam eklemli bir robotik kola ihtiyaç duyulmaz. Bir iş hücresindeki malzeme akışının nasıl kontrol edileceği düşünülürken, her giriş veya çıkış noktasında ihtiyaç duyulan hareket türünün dikkate alınması önemlidir. 

Doğrusal ve Dönme Hareketi

Bir paketi bir konveyörden diğerine yönlendirmek gibi tekrarlayan görevler genellikle yukarı ve aşağı, ileri ve geri hareket ettirmek veya belirli bir miktarda döndürmek gibi basit hareketleri içerir. Bir görevi tamamlamak için gereken hareket türünü bilmek, uygun çözümü seçmenize yardımcı olabilir. Bu iki hareket türü hakkında biraz daha düşünelim. 

Birden Fazla Motor Kullanımı

Bir nesneyi sadece bir hareket türü kullanarak nasıl hareket ettirebileceğimizi düşündüğümüzde, bir motor uygulanabilir bir çözüm gibi görünüyor. CTE Workcell'inizde motorlar dönerek konveyörleri hareket ettirir. Konveyörlere nesnelerin giriş ve çıkışını kontrol etme görevine daha fazla motor eklenmesinin yardımcı olup olamayacağını düşünelim. 

Bir nesnenin bir konveyörden diğerine hareket etmesini sağlamak için, bir motor, bir yönlendiriciyi döndürerek yolu açmak veya kapatmak için kullanılabilir. Bir kapının kolunun yukarı ve aşağı hareket ederek bir arabayı engellemesi veya kapıyı açarak yola doğru trafik akışını kontrol etmesi gibi, bir motor da bir yönlendiriciyi benzer şekilde hareket ettirmek için kullanılabilir.

Bu şekilde görev gerçekleştirilebilir ancak motorlar çok fazla yer kaplar. Ek motorlar için alan oluşturulması, konveyörlerin ve iş hücresinin diğer bileşenlerinin yoluna çıkabilir ve yine potansiyel olarak tehlikeli bir çalışma ortamı yaratabilir. Motorların aralarının açılması, çalışma hücresi için daha büyük bir alan gerektirebilir ve maliyeti engelleyici olabilir. Eğer bir yönlendiricinin düz bir çizgide yükseltilmesi veya alçaltılması gerekiyorsa, doğrusal hareket kullanan bir çözüm daha uygun olabilir.

Akışkan Sistemleri

Akışkan sistemleri iş yapmak için akışkanları (sıvılar veya gazlar) kullanır. Akışkan sistemleri genel olarak iki ana türe ayrılır: hidrolik ve pnömatik. Bu sistemler, akışkanları hareket ettirmek, kontrol etmek ve yönlendirmek için akışkan dinamiği ve mekaniği prensiplerinden yararlanarak mekanik enerji yaratırlar. Hidrolik ve pnömatik, bir pistonu silindir içerisinde hareket ettirmek için basınçlı akışkanlar (hidroliklerde sıvılar, pnömatiklerde gazlar) kullanarak doğrusal hareket yaratır. Bu hareket, akışkanın akışını yönlendiren valfler tarafından kontrol edilir ve hassas ve güçlü doğrusal hareketlere olanak tanır.

Hidrolik yüksek kuvvet ve hassas kontrol senaryolarında üstünlük sağlayarak ağır makine ve endüstriyel uygulamalarda vazgeçilmez hale gelmektedir. Genellikle ekskavatörler, buldozerler ve kepçeler gibi ağır inşaat ekipmanlarının kollarını, kepçelerini ve ataşmanlarını çalıştırmak için kullanılırlar. Hidrolik sistemlerin yüksek basınç kabiliyetleri, onları büyük yüklerin kaldırılması ve taşınması, beton dökümü ve karıştırma gibi ağır malzemelerin taşınması için ideal hale getirir.

Pnömatikise imalat ve günlük uygulamalarda hızlı, güvenli ve uygun maliyetli operasyonlar için idealdir. Dişçi koltuklarından kamyon hava frenlerine, paketleme hatlarından otomasyonlu fabrikalardaki diğer aletlere kadar her şeyde kullanılırlar. Pnömatik sistemler, matkaplar, çivi tabancaları ve matkaplar gibi hafif aletler için idealdir. Birçok pnömatik aletin hava ile çalışan yapısı onları taşınabilir ve kullanımı daha kolay hale getirir.

Hidrolik ve Pnömatik Arasındaki Temel Farklar 

Hidrolik veya pnömatik sistem arasında seçim yaparken, görevin büyüklüğünü ve ölçeğini göz önünde bulundurmak önemlidir. Hidrolik, çok fazla kuvvet gerektiren, daha büyük ölçekli, daha ağır nesneler için tasarlanmıştır. Yönlendiriciyi hareket ettirmek veya bir nesneyi konveyör bandına itmek gibi daha küçük, daha hızlı ve tekrarlanabilir görevler için pnömatikler etkili ve verimli bir çözümdür.

Pnömatik Sistemlerin Avantajları

Bu ünite boyunca pnömatik sistemlerin bileşenlerini ve hareket yaratmak için nasıl çalıştıklarını öğreneceksiniz. Sistemin nasıl çalıştığına dalmadan önce, pnömatik sistemlerin birçok durumda neden avantajlı olduğuna bakalım. Pnömatiklerin endüstriyel ve fabrika otomasyonunda yaygın olarak kullanılmasının birçok nedeni vardır. 

• Verimlilik ve Hız 
  • Pnömatik sistemler, basınçlı hava akışının yüksek hızı sayesinde hızlı hareketler elde edebilirler, bu da onları hızlı ve tekrarlanan eylemler gerektiren görevler için iyi bir seçim haline getirir. Daha kısa sürede daha fazla malzeme işlenebildiğinden, üretim süreçlerinde daha yüksek verimliliğe katkıda bulunur. 
• Basitlik ve Güvenilirlik 
  • Pnömatik sistemler, diğer elektrikli sistemlere kıyasla daha az hareketli parçaya sahip olabilir; bu da onları tasarlamayı, bakımını ve onarımını daha basit hale getirir. Bu aynı zamanda pnömatiklerin zamanla daha güvenilir olmasını ve ekipmanın ömrü boyunca bakım nedeniyle daha az kesintiye uğramasını sağlar.
• Maliyet Etkinliği
  • Pnömatik bileşenler ve sistemler, hem ilk maliyetler hem de devam eden işletme maliyetleri açısından hidrolik veya elektrikli sistemlere göre daha az maliyetli olma eğilimindedir. 
• Emniyet
  • Pnömatik sistemler hava kullandığından, hidrolik gibi diğer sistemlere göre daha güvenli bir alternatiftir; çünkü hava güvenli bir şekilde tahliye edilebilir ve tehlikeli ortamlarda kirlenme veya yangın riski oluşturmaz.
• Güç ve Esneklik
  • Pnömatikler, boyutlarına ve ağırlıklarına göre önemli miktarda kuvvet üretebilirler; bu da onları çok yönlü kılar ve farklı uygulamalara ve görevlere uyacak şekilde kolayca ölçeklendirilebilir hale getirir. 
• Çevresel Faydalar
  • Pnömatik sistemler, kolayca bulunabilen ve çevreyi kirletmeyen havayı ortam olarak kullanırlar. Bu durum, temiz bir çevrenin çok önemli olduğu gıda ve ilaç gibi sektörlerde özellikle faydalıdır.

Pnömatiğin Endüstriyel Uygulamaları

Tekrarlayan, hızlı ve hassas hareketleri maliyet etkin, güvenli ve çevre dostu bir şekilde gerçekleştiren mekanizmalarla malzemeleri manipüle etme yeteneği, pnömatikleri üretim ve endüstriyel otomasyonun temel unsuru haline getirmiştir. Pnömatik sistemler birçok şeyi yapmak için kullanılır, bunlar arasında şunlar yer alır: 

• Malzeme Taşıma- Pnömatikler, bir iş hücresindeki konveyörler gibi diğer sistemlerle birlikte nesneleri yönlendirmek ve malzeme akışını kontrol etmek için kullanılır.
• Kelepçeleme ve Tutma- Pnömatik kelepçeler ve tutucular, işleme veya montaj işlemleri sırasında parçaları güvenli bir şekilde yerinde tutabilir.
• Paketleme- Paketleme makinelerinde ürünleri hızlı ve etkili bir şekilde kapatmak, kesmek ve etiketlemek için pnömatik sistemler kullanılır. 
• Alet Çalıştırma- Matkaplar, taşlama makineleri ve anahtarlar gibi pnömatik aletler, güvenilirlikleri ve kullanım kolaylıkları nedeniyle montaj hatlarında sıklıkla kullanılır. 

Pnömatik, endüstriyel otomasyonun temel taşlarından biridir ve modern üretim süreçlerinin verimliliğine ve etkinliğine katkıda bulunur. Pnömatiklerin endüstriyel otomasyonda nasıl kullanıldığını görmek için aşağıdaki videoyu izleyin.

Anlayışınızı Kontrol Edin 

Bir sonraki Derse başlamadan önce, aşağıdaki belgedeki soruları mühendislik defterinize yanıtlayarak bu Dersteki kavramları anladığınızdan emin olun.

Anladığınızı Kontrol Edin soruları > (Google Dokümanı / .docx / .pdf)

Sonraki > seçerek bir sonraki derse geçin. Pnömatik sistemlerin bileşenlerini öğrenmek için.