Robotlu Boya Projeleri

İnsan sağlığı için önemli riskleri barındıran ve uygulanması ve tekrarlanabilirliği oldukça zor olan boya uygulamalarında robotlar son yıllarda pek çok tesisde görev yapmaya başlamıştır. Boya uygulamalarında kullanılan boya kimyasal malzemesi su bazlı veya solvent bazlı olabilir. Solvent bazlı uygulamalarda hem insan sağlığı için daha yüksek risk bulunurken hem de tesisin güvenliği açısından da daha yüksek bir risk vardır. Ortamda atılan boyanın içinde solvent bulunmasından ötürü patlama riski vardır. Bu riskin sebebi solventin patlayıcı bir kimyasal olması ve bu patlama olayının olması içinde elektrik kontağı veya kıvılcımı gibi bir etkenin yeterli olmasıdır. Bu patlamayı tetikleyici nedenlerin kaynağıda robotların hareketlerini sağlayan motorları olabilir veya robot sisteminde yer alan herhangi bir elektrik enerjisiyle çalışan sistem bileşenide olabilir. Bu patlama riskinin önüne geçebilmek için solvent bazlı boya ile çalışılacak robotlu boya projelerinde robot seçimleri sırasında patlamaya karşı korumalı diye adlandırılan robot hareket eksenlerindeki tahrik motorlarının hepsinin kapalı bir yapı içine alındığı, özel elektrik bağlantı ekipmanlarının kullanıldığı ve robot konstürksiyonunun sürekli olarak hava ile basınçalndırılıp, çalışma ortamındaki havada bulunan solventin robot motor ve elektrik aksamı ile temas etmesi engellenen robotlar seçilir.

Boya projelerinde seri üretimde üretilen parçaların aynı kalınlıkta boya ile boyanması gerekmesi, parça üzerine atılan boya dışında boya uygulaması sırasında çevereye giden fazla boyaların olması, ortamın insan sağlığı için uygun olmaması, daha yüksek üretim hızlarına çıkılmak istenmesi, kalite standartı yakalama arzusu, boya projelerinde uygulayacı rolünün insandan robotlara geçmesine sebep olmuştur. Robotlu boya projelerinin kazandırdıklarını aşağıda özetlenmektedir.

- Üretim adetlerinde artış: Robotların insanlara göre çok daha yüksek hızlarda çalışabiliyor olması vardiya başına, gün başına, haftalık ve aylıki ve toplamda yıllık bazda üretim adetlerini insanla yapılan uygulamalara göre %30’ ile %50 oranında artış sağlanmaktadır.

- Kalite standartı: Robotlar boyama esnasında hep aynı hareketi yaptıkları yani aynı yörüngeyi izledikleri için boya tabancası ile parça arasındaki mesafe hep sabit ve aynı açıda kalmakta bu sayede birbirini takip eden parçalar üzerinde

atılan boya miktarında değişiklik olmamakta ve bütün parçalar üzerinde aynı oranda boya kalınlığı elde edilmektedir.

- İnsan sağlığı: Boya projeleri insan sağlığı için zararlı kimyasal maddeler bulundurmaktadır. Bu boya maddelerinin insan tarafından solunması ciddi sağlık problemlerine sebep olmaktadır. Boya projelerinde robotların kullanılmaya başlanması ile bu projelerde çalışan insanlar bu bölgelerden çıkarılmış, işletmelerde farklı alanlarda görevlendirilimiş ve insan sağlığı ile ilgili risklerin önüne geçilmiştir.

- İşletme güvenliği: Boya projelerinde özellikle solvent içerikli malzemelerin kullanıldığı uygulamalarda patlama ve beraberinde yangın riski vardır. Bu riskin minumuma indirilmesi için bu tür ortamlarda insan insiyatifinden çıkılmalı ve bunun yerine robotlu projeler devreye alınmalıdır. BU sayede işletme güvenliği artırılmış olunur.

- İşletme tasarrufu: İnsanla yapılan boya projelerinde parça dışına atılan boya miktarları, yani israf olan boya miktarı çok fazladır. Boya projelerinde robotların kullanılması sayesinde çevreye atılan ve israf olan boya malzemesi miktarı minumuma indirilir. Ciddi anlamda işletme tasarrufu sağlanır.

- Çift tabanca uygulaması: İnsanla yapılan boya projelerinde operatör sadece bir adet boya tabancasını tutabilir. Bu sebepten dolayıda kullanılan boya tabancasının kapasitesi kadar parça üzerine boya atılabilinir. Gerekli boya miktarını parça üzerinde elde edebilmek içinde yeterli sayıda parça üzerinden boya tabancası ile geçiş yapmak gerekir. Robotlu boya projelerinde ise robot eline birden fazla boya tabancası aynı anda bağlanabilir. Bu sayede proses sırasında atılan anlık boya miktarı insanlı bir uygulamaya göre tabancası sayısı kadar artmış olur. Boyama prosesi kısalır, parça üzerindeki boyanacak yüzey daha çabuk kapanır.

- Yüzey kalitesi: Boya projelerinde çalışan insanlar her defasında parça üzerine boya atarken tabancayı doğru açıda tutamayabilir. Bu durum parça üzerinde boya akmasına ve dalgalanmalara sebep olur. Yüzey kalitesi problemi oluşuturur. Robotlu boya projelerinde robot boya tabancası veya tabancalarını hep aynı açıda tuttuğu için en iyi yüzey kalitesi elde edilmiş olunur.

Örnek bir robotlu boya projesi şekil 33’de görülmektedir.

Şekil 33: Robotlu Boya Projesi Örneği Örnek bir robotlu boya projesi yerleşimide şekil 34’de görülmektedir.

Şekil 34: Robotlu Boya Projesi Yerleşimi Örneği

Robotlu boya projelerinde genel olarak aşağıdaki sistem bileşenleri yer alır:

- Robot: Parçaya uygun erişim ve taşıma kapasitesine sahip olmalıdır. Boya robotu örneği şekil 35’de gösterilmektedir.

Şekil 35: Boya Robotu Örneği

- Robot Kontrolörü: Boyama projesi uygun yazılım yüklenmiş olmalıdır - Robot Boya Tabancası: Parçalara uygun olarak iki tutuculu bir robot eli, biten

parçanın makinadan alınmasını, ve yerine yeni parçanın konmasını sağlar. Şekil 36’da robot elindeki boya tabancasına bir örnek gösterilmiştir.

Şekil 36: Bilekiçi Boya Tabancası Örneği

- Hortum ve Kablo Paketi: Robot elinde bağlı olan boya tabancalarına gerekli olan hava, elektrik, ve boyanın iletilmesi için robot üzerinde hortum ve kablo grupları yerl alır. Robot hareketi sırasında hortumların ve kabloların kırılmaması, kopmaması için hortum grupları esnek malzemeden seçilir.

- Pnömatik Pano: Robot tarafından boya tabancası ile atılacak boyanın fan genişliğini, miktarını, boya ve hava karışımını ayarlamak için sistemde bir pnömatik pano olur. Buı pano içine yerleştirilen pnömatik ekipmanlar ile boya prosesi ayarlanır.

- Boya Kabini: Robotlu boyama projelerinde boyama uygulaması boya kabinlerinde yapılır. Boya kabinlerinde ortama giden fazla boyanın geri dönşümünü sağlamak için toplama sistemleri vardır. Ayrıca ortama zehirli gazların çıkmasını engellemek için filitre sistemleri bulunur. Ortama atılan fazla boyanın toplanması için su perdeleri ve havlandırma sistemleride boya kabinleride yer alır. Bir boya kabini örneği şekil 37’da gösterilmektedir.

Şekil 37: Boya Robotu ve Boya Kabini Örneği

- Parça Besleme Sistemi: Çoğu robot projesinde olduğu gibi robotlu boya projelerinde de parçların robot uygulama bölgesine getirilmesi ve prosesi tamamlanan parçaların uygulama bölgesinden götürülmesi için konveyör sistemleri kullanılır. Bu konveyör sistemleri yerden veya havadan olabilir. Konveyörler üzerinde askılar olur ve bu askılara hattın başında parçalar takılır. Parçalar boyandıktan sonra askılardan alınır ve yerine yeni parçalar

takılır. Parça besleme sistemiyle ilgili bir konveyör yapısı şekil 38’de gösterilmektedir.

Şekil 38: Boya Kabini ve Konveyörü Örneği

- Güvenlik Ekipmanları: Robotlu boya projerinde ortamın güvenliğinin sağlanması hem robotun çalışması sırasında ortama dışarıdan izinsiz insan girişlerinin engellenmesi hem de ortama atılan boyanın işletmenin diğer bölglerine gitmesini engellemek için kapalı kabin yapıları oluşturulur. Robotlu boya projelerinde sistem dışına boya ve benzeri kimyasal malzememe çıkışını engellemek için tel güvenlik kafesi yapısı kullanılmaz. - Servo Kontrollü Parça Döndürme Sistemi: Bazı robotlu boya projelerinde

robot boyama bölgesinde robotun parçanın her tarafına doğru açıda yetişebilmesi için döndürme sistemleri konveyörler üzerinde gerekli yerlere adapte edilir. Bu sayede robot parçayı boyarken, gerekirseparça kendi merkez ekseni etrafından döner ve doğru açıda durur. Dönme prosesi kademeli olabileceği gibi, silindirik ve benzeri parçalarda süreklide olabilir.