Dokunmasız robot eliyle kumaşların kaldırılması

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler: Dokunmasız Tutma, Robot Eli, Kumaş, Radyal akış, Rijit Olmayan Malzemelerin Tutulması. Bu çalışmada, bir nozul sistemi vasıtasıyla, radyal akış kullanılarak kumaşların dokunmasız olarak kaldırılma şartlan incelendi. Kompresörden gelen havanın, malzemeleri ilk kaldırma özellikleri tesbit edildikten sonra, bu havanın basıncı ve debisi belli oranlarda artırılarak, nozul ve kaldırılan malzeme arasındaki boşluk ile kaldırılan malzemenin fiziksel değişimi incelendi. Dokunmasız kaldırma olayı; nozuldan çıkan havanın hızlı bir şekilde kaldırılacak malzeme yüzeyine çarpıp yanlara yönelmesi sonucu, malzeme ve nozul yüzeyi arasındaki basmcm, atmosfer basıncının altına düşerek bir vakum oluşturması şeklinde gerçekleşir. Çalışmanın temel amacı olan kumaşların yam sıra karşılaştırma yapabilmek için rijit malzeme (mika) ve yan rijit malzeme (karton) üzerinde de aynı deneysel çalışmalar yapıldı. Altı farklı kumaş üzerinde deneysel çalışmalar yapıldı. Bu kumaşlardan beş tanesi % 100 pamuk, bir tanesi ise %50 pamuk / %50 polyester karışımı dokuma kumaşlardır. Kullanılan bu kumaşların ağırlıkları, kalınlıkları ve hava geçirgenlik oranlan gibi fiziksel özellikleri birbirinden farklıdır. Bu kumaşlann dışında, değişik kanşma oranlarındaki dokuma ve örme kumaşlar üzerinde de sisteminin uygulanabilirliğini görme amacıyla çalışmalar yapıldı. Kullanılan tüm malzemeler, üretilen nozullann kapladıklan alan dikkate alınarak 90 x 90 mm2 dış ölçülerinde ve değişik ağırlıklarda hazırlandı. Çalışma sonunda hedeflenen amaçlar aşağıda verilmiştir: 1. Dokunmasız nozul sisteminin kumaşlann kaldınlmasına uygulanabilirliğini saptamak, 2. Nozul çap ve sayışım artırmanın kaldırma şartlarına etkilerini araştırmak, 3. Kaldınlan malzemenin ağırlığının artması durumunda, debi ve aralığın değişimini incelemek, 4. Kaldınlan malzemelerin fiziksel değişimlerini incelemek, 5. Türkiye sanayinde önemli bir yeri olan tekstilin otomasyonuna katkıda bulunmak. Çalışmada elde edilen sonuçlar aşağıdaki gibi ana hatlarıyla verilebilir: 1. Tüm malzemelerde kaldırma işlemi başarılı oldu. Kaldırma esnasmda malzemelerin yatay yönde kayması durdurucular vasıtasıyla engellendi. Bu Xdurdurucuların, dokunmasız kaldırma şartlarını ve prensibini etkilemediği kabul edildi. 2. Debinin geçtiği kesit sabit tutularak nozul çaplarının artırılmasının, özellikle kumaşların kaldırılmasında olumlu etkileri olmuştur. Tekli nozullarla aynı ölçülerdeki kumaşı kaldırmak, ancak nozul çapının çok büyük olması durumunda mümkün oldu. Dörtlü nozullarda ise, kumaş daha geniş yüzeyden tutulduğu için kaldırma daha kolay gerçekleşti. 3. Malzemenin ağırlığı arttıkça kaldırma debisinin arttığı, aralığın ise azaldığı görüldü. 4. Çalışmada kullanılan kartonun, nozullarm bulunduğu yerlerdeki çekme kuvvetinden dolayı eğildiği görüldü. Kumaşta ise; özellikle ince kumaşlarda belli sınır değerlerindeki debilerde kaldırma elde edildikten sonra debinin artırılması durumunda, kumaş kenarlarının titrediği ve daha sonra düştüğü gözlendi. 5. Bu nozul sisteminin kartezyen robot veya diğer robotlara takılarak bir bant üzerinde deneme çalışmaları yapıldıktan sonra tekstil sektörüne faydalı olması için ön çalışmalar yapıldı. XI

HANDLING OF FABRICS USING A NON-CONTACT END- EFFECTOR SUMMARY Keywords: Non-contact, End-effector, Fabrics, Radial Outflow, Handling of Non- Rigid Materials. In this study, using a nozzle system with radial outflow, non-contact handling conditions of fabrics are examined. After the characteristics of the air that comes out of the compressor have been obtained, by increasing the pressure and the flow rate of this air in certain ratios, the distance between the nozzle and the elevated material and physical changes in the elevated material have been examined. Because the air exhausting from the nozzle hits the surface of the material to be handled and is deflected outwards forming an air cussion under the nozzle surface, the pressure between the nozzle and the material drops lower than the atmospheric pressure creating a vacuum which is why a non-contact handling takes place. Along with the fabrics which are the main concern of the stufy, in order to make comparisons, experimental works have been carried out on a rigid material (mica) and a semi-rigid material (cardboard), as well. Experimental works have been done on six different fabrics. First five of these are 100% cotton, the sixth one is 50% cotton - 50% polyester weaving. Additional studies have been performed in order to see the applicability of the system on weaving and knitting fabrics with different percentages. All the materials that have been used are prepared in 90 x 90 mm outer sizes and in variety of weights. The objectives of the study are: 1. To determine the applicability of the non-contact nozzle system on the fabrics, 2. To investigate the effects of the increase in nozzle diameter and number on the handling conditions, 3. To examine the change in the flow rate and the distance when the weight of the handled material increases, 4. To examine the physical changes in the handled materials, 5. To contribute on the automation of textile which is highly important in Turkish industry. xnThe major conclusions that are obtained in this study could be itemized below: 1. Handling was successful on all materialss. Horizantal slipping of the materials during the levitation was prevented using stoppers. These stoppers, however, did not affect the non-contact handling condition. 2. Increasing the nozzle diameter while the area through which the flow passes is kept constant, improved the handling especially on fabrics. Handling of the fabric with the same size using One-Nozzle systems was achieved only if the nozzle diameter is very large. In Four-Nozzle systems, on the other hand, since the fabric is lifted from a larger surface, handling was easier. 3. It was observed that, as the material weight increases, the flow rate for the first-lift increases whereas the distance decreases, 4. It was observed that, the cardboard used in the study was bended because of the vacuum near the places where the nozzles were. On the fabrics (espacially thin ones) after the handling was obtained under certain flow rates, when the flow rate was increased, it was observed that the sides of the fabrics vibrated and finally they stalled. 5. Preliminary studies were made for the mounting of this nozzle system on a cartesian robot or on other robots in order to make test runs on a conveyor band and then put this into good use in the textile industry. xm