Robotik Paletleme Uygulamaları
Birkan Akbıyık
Günümüzde robot kullanımının yaygın olduğu kaynak, işleme, makine besleme, yapıştırma gibi uygulamaların her birinin imalat sektörünün farklı bir alt segmentinde yoğunlaştığını görmekteyiz. Ancak paletleme / palet bozma uygulamaları bu genellemenin dışında kalmakta ve neredeyse her sektörde kendine yer bulmaktadır.
Kısaca tanımlamak gerekirse, üretim hattının sonunda çıkan ürünleri taşınmak üzere paletler üzerine yerleştirme işlemine paletleme; farklı iş noktalarından paletler üzerinde gelen ara ürünleri üzerinde dizili bulundukları paletten alıp üretim hattına taşıma işlemine palet bozma denmektedir.
Paletleme / palet bozma uygulamaları manuel olarak yapılabilmektedir. Fakat işlemin, gerektirdiği yoğun iş gücü, yarattığı ergonomik sorunlar ve yüksek verimlilik ihtiyacı alanda robotlaşmanın hızla ve yoğun şekilde artmasına sebep olmaktadır. Dünyada 2014-2019 arasındaki 5 yıllık dönemde paletleme robotlarının satışı yıllık ortalama %11 artmış ve bu artış 2019 yılında toplam satılan robotların % 3,2’sine ulaşmasını sağlamıştır. Türkiye’de ise aynı dönemde paletleme robotları satışı yıllık ortalaması %17 artarken, 2019 yılında satılan tüm robotların yaklaşık %5’ini paletleme robotları oluşturmuştur.
Paletleme uygulamalarında robotların kullanılması kolay devreye alınabilen, hızlı ve esnek paletleme hücreleri oluşturabilmeye inkan sağlar. Üretimle ilgili veriler bu hücreler üzerinden kolaylıkla izlenebilir. Ortamda insan sağlığına zarar verebilecek maddeler varsa, robotların kullanımıyla güvenli bir çalışma ortamı sağlanabilir.
Standart bir robotik paletleme hücresinde ürünleri robotun önüne getiren bir besleme bandı, robota entegre edilen bir taşıma aygıtı, HMI, PLC ve güvenlik çiti, ışık perdesi gibi çevre güvenlik ekipmanları yer alır. Daha yüksek seviyede otomasyon istenen hücrelerde ise palet besleme üniteleri, streçleme üniteleri, AGV’ler gibi ürünler robotik paletleme hücresine dahil edilebilir. Lineer bir kızak üzerinde hareketli olarak yerleştirilerek robotun birden fazla istasyonda çalışması sağlanabilir.
Hücre, öncesinde çevre birimleriyle birlikte simülasyon ortamında eksiksiz bir şekilde oluşturulup, yerleşimi, tüm erişim noktaları ve çevrim süreleri kontrol edilebilir. Bu sayede sistemin güvenli ve kolay devreye alınması garanti edilir.
Paletleme uygulamlarının hemen hemen her sektörde bir ihtiyaç olması paletlenecek ürün yapısında çeşitliliği ortaya çıkarmaktadır. Ürünün şekli, ağırlığı, materyal yapısı gibi fiziksel özelliklerine uygun olacak şekilde robotlara farklı tutucu aygıtlar (mekanik, vakum, manyetik gibi) entegre edilebilir. Zorlu ürün tiplerini sorunsuz taşımak ya da ürün katları arasına aynı robotla ayırıcı yerleştirmek gibi ilave operasyonlar için birden fazla tutma yöntemini birleştiren tutucu aygıtlar da kullanılabilir.
Pek çok paletleme uygulamasında, paletleme robotu olarak sınıflandırılan 4 eksenli robot tipleri kullanılmaktadır. Ancak günümüzde küçük ayak izleri, daha esnek çalışma alanları ve yüksek verimlilik sağlamaları sebebiyle yeni nesil 5 eksenli ve paralel kol içermeyen modeller öne çıkmaya başlamıştır. Aynı zamanda ürünün alma ve bırakma yerinin yapısına, ürünün fiziki şekline ve ürünü eğme, döndürme gibi işlemlerin ihtiyacına göre standart 6 eksenli robotlar da paletleme uygulamalarında kullanılmaktadır.
Robotun kullanılacağı ortam, robot modeli seçiminde belirleyicidir. Zorlu ortamlar özel robot tiplerini zorunlu kılar. Robotun operasyonunun ortam şartlarından olumsuz etkilenmemesi için yüksek sıcaklık aralığına sahip sıvı ve toz koruması üst seviyede olan robotlar tercih edilmelidir. Örneğin, soğuk depolarda çalışmak için -30oC'de dahi verimli şekilde çalışabilecek özel robot modelleri kullanılabilir.
Bunun yanı sıra, robotun çalışması esnasında yaptığı salınımların ortamdaki üretimi olumsuz etkilememesi için de özel robot modelleri geliştirilmiştir. Temiz odalarda kullanılmak üzere düşük partikül salınımlı modeller ya da gıda sektörüne özel geliştirilen gıdaya güvenli yağ tipleri kullanan modeller bu alanda örnek olarak gösterilebilir.
Paletleme uygulamalarının devreye alınmasında özel uygulama yazılımları kullanılabilir. Bu yazılımlardaki standart programlama yapısında sistemdeki bileşenler (giriş ve çıkış istasyonları, tutucular, paletler, ürün tipleri ve ölçüleri gibi) tanımlandıktan sonra palet dizilimleri ve hücrenin çalışma senaryosu robota kolaylıkla öğretilebilir. Bu standart program yapıları, ilk devreye alma süre ve maliyetlerini düşürmesinin yanı sıra, sonradan eklenecek yeni ürün tipleri ya da mevcut ürünlerde yapılacak değişiklikler için de kolaylık sağlamaktadır.
KUKA.PalletTech yazılımı, farklı paletleme dizilim ve istasyonlarına sahip sistemlerin kolay ve hızlı devreye alınmasını sağlar.
Üretimin her alanında verimlilik artışı yönünde yapılan iyileştirme çalışmaları üretim hatlarında kapasite artışı olarak etkisini göstermektedir. Üretim hattının son noktası olan paletleme istasyonlarının da bu kapasite artışlarına uyum sağlayabilmesi ve üretimde bir darboğaz noktası haline gelmemesi için robotik paletleme sistemleri her sektörün ihtiyacına karşılık verebilecek yapıda, kolay devreye alınabilinen, esnek ve güvenli çözümler sağlamaktadır.
