Automation systems and design of an automated packaging machine

Abstract

Otomatikleştirilmiş çözümler/sistemler mekanik, elektrik/elektronik ve bilgisayar teknolojilerini kapsayan pekçok alt bileşenden oluşmaktadır. Dolayısıyla bu tip sistemlerin inşasında modüler ve mekatronik tasarım stratejilerinin uygulanması gerekmektedir. Bu tezde, öncelikle bahsi geçen bileşenler sınıflandırılarak açıklanmıştır. Daha sonra bir indeksleme sisteminden beslenen parçaları kavrayıp paketi içine yerleştiren bir otomatik paketleme makinesi tasarlanmış, imalatı gerçeklenmiş, kurulmuş ve test edilmiştir. Tasarlanan makine beş adet hareketlendiriciye sahiptir. İki adet step motor indeksleme sisteminin rotasyonel ve parça taşıyıcı kafanın doğrusal hareketi için seçilmiştir. Geri kalan aktüatörler, taşıyıcı kafanın aşağı-yukarı hareketini ve paketin doğrusal sürülmesini sağlayan iki adet pnömatik silindir ve tez kapsamında tasarlanan pnömatik bir kavrayıcı'dır. Makinenin kontrol sistemi üç adet PIC mikrodenetleyiciden oluşmaktadır. 16F877 ana kontrolcü (PLC-tipi fonksiyonlar) ve iki adet 16F84 step motor kontrolcüsü olarak kullanılmıştır. PIC'ler için gerekli elektronik devreler tasarlanmış, elektronik kartlara monte edilmiş ve PIC'ler C'de proğramlanmıştır. Son olarak, elektronik kart ve pnömatik valflerin muhafaza edildiği bir kontrol panosu tasarlanmış ve montajı gerçekleştirilmiştir. Automated solutions include several sub-systems which are related with mechanics,electric/electronics and computer technoloy,so modular and mechatronic designing strategies should be routed for integrating these components. In this thesis, firstly these related sub-systems classsified and explained. After that, an automated packaging machine which is gripping the parts that are being fed with an indexing system, and locating it into a package designed, manufactured, implemented, and tested. Designed packaging machine have five actuators. Two step motors have choosen for indexing rotary and part's holding head linear motions. Other actuators are two pneumatic cylinders which are used for holding head up-and-down motions and package linear feeding and a pneumatic gripper which is designed in the scope of this thesis. Control system of the machine is including three PIC microcontrollers that are a 16F877 used as an master controller (PLC-like functions) and two 16F84s used as step motor controllers. The electronic circuits for PICs designed and assembled on electronic boards and PICs programmed with C. Finally, a control cabinet designed and assembled which is used as an enclousure for the electronic boards and pneumatic valves.