ROBOTIC AND PLC CONTROL BASED AUTOMATION SYSTEM DESIGN FOR TIRE BEAD WRAPPING MACHINES


Creative Commons License

Yıldırım E., Yılmaz S. , Öngir S.

International Marmara Sciences Congress (IMASCON Autumn 2021), Kocaeli, Turkey, 10 - 11 December 2021, pp.189-192

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Kocaeli
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.189-192

Abstract

In the parts where the vehicle tires fit on the rims, there are tire bead circles that are made from steel wires with increased carbon ratio. In order to apply rubber material around the bead circles effectively, the circumference of the bead is covered with a porous cloth called as “miliken”. This coating process is made by the operator with machines. In this study, six-axis robot arms are placed between two bead wrapping machines. The robot arm must be able to take the unwrapped circles and drop the wrapped circles so two circle arranging apparatus are designed for feeding and collecting. A mechanical structure is added to the current wrapping machines. This mechanical structure is able to wrap circles with miliken. The mechanical structure cuts the wrapping when the circle is completely wrapped. After that the mechanical structure also ensures the wrapping of remaining piece on the circle. The manual process which is handled by an operator is automated for ring sizes ranging from 13 inches to 21 inches diameters. Wrap counter and an input for the number of wraps options have been added to the existing machines. A collaborative system has been obtained by communicating the PLC based wrapping machines with the robot control unit. In order to prevent stopping of two machines in case of a malfunction, an option to work with the operator has also been added. With this study the need of permanent operators for the machines is removed. Thus, the labour force of two operators was saved. The process of wrapping circle has been standardized with this automation. Human errors have been eliminated. Number of wrapped circles per unit time has increased by an average of 30%. If necessary in the future time, more than two machines can work together with a single robot arm.

Araç lastiklerinin jantlara oturduğu kısımlarda, karbon oranı arttırılmış çelik tellerden oluşturulmuş lastik topuk çemberleri bulunmaktadır. Bu çemberin etrafına uygulanan kauçuk malzemenin çembere daha iyi yapışabilmesi için, öncesinde çemberin etrafı miliken ismi verilen gözenekli bez bir yapı ile kaplanır. Bu kaplama işlemi makinalarda operatör aracılığı ile yapılmaktadır. Gerçekleştirilen çalışmada iki çember sarma makinası arasına altı eksenli bir robot kolu yerleştirilmiştir. Çıplak çemberleri robot kolunun alabileceği şekilde, sarımı bitmiş çemberide robot kolunun bırakabileceği bir şekilde besleme ve toplama olarak iki çember dizim aparatı tasarlanmıştır. Mevcut sarma makinaları üzerine, milikenin sarımını çember üzerinde başlatıp, sarımın tamamlanmasından sonra kesecek ve son parçanın sarımını tamamlayan mekanik bir yapı ilave edilmiştir. 13 inç ve 21 inç çapları arasında değişen çember boyutları için operatör ile yapılan ayar otomatik hale getirilmiştir. Yine mevcut makina üzerine sarım sayma ve sarım sayısı girilme seçenekleri ilave edilmiştir. PLC tabanlı çalışan sarma makinaları ile robot kontrol ünitesi haberleştirilerek ortak çalışan bir sistem elde edilmiştir. Arıza durumlarında iki makinanın beraber durmaması için, operatör ile de çalışabilme seçeneğide eklenmiştir. Yapılan çalışma ile makinalarda sürekli operatör kullanım ihtiyacı ortadan kalkmıştır. Bu sayede iki operatörün iş gücünden tasarruf sağlanmıştır. Gerçekleştirilen otomasyon ile çember sarımı standart hale getirilmiş, operatör kaynaklı hatalar ortadan kaldırılmıştır. Birim sürede sarımı yapılan çember sayısı ortalama % 30 oranında arttırılmıştır. İlerleyen süreçlerde ihtiyaç olması durumunda tek bir robot kolu ile ikiden fazla makinanın birlikte çalışmasınında sağlanabileceği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: PLC kontrol, robotik kontrol, otomasyon, çember sarma