Bilgisayar Nümerik Kontrollu CNC Sistemlerinin Tasarım ve Çalişma Prensipleri

'Elektronik Genel Bilgi' forumunda Mavi_Sema tarafından 24 Mayıs 2009 tarihinde açılan konu

  1. Mavi_Sema

    Mavi_Sema Özel Üye

    Sponsorlu Bağlantılar
    Bilgisayar Nümerik Kontrollu CNC Sistemlerinin Tasarım ve Çalişma Prensipleri konusu BİLGİSAYAR NÜMERİK KONTROLLÜ (CNC) SİSTEMLERİNİN TASARIM VE ÇALIŞMA PRENSİPLERİ


    Son yıllarda bilgisayar kontrollü makine kontrolü Türkiye endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Bilgisayar nümerik kontrol (CNC) teknolojisi, takım tezgahlarında, robotlarda, konveyorlarda ve her türlü hız pozisyon kontrolü yapan makinalar da yaygın larak kullanılmaktadır. Teknoloji ilk defa 1954 yılında bir amerikan üniversitesinde, (MIT) tamamen elektronik devreler kullanılarak (NC) geliştirilmiştir. 1970 ‘lerdeki mini ve mikro bilgisayar teknolojisinde atılımlara paralel olarak katı elektronik devrelerin işlevlerini birden fazla mikro işlemci yüklenip, günümüzdeki bilgisayar nümerik kontrollü (CNC) sistemlere geçilmiştir. CNC üniteleri programlanabilen mantık kontrol (PLC) devreleri ile entegre edilerek çok eksenli takım tezgahı ve robotlar da türlü imalat ve montaj işlevlerini yüklenmiştir. Modern bir işlem merkezinin beş ana mil ekseninin koordine hız ve pozisyon kontrolü, otomatik takım ve palet ile iş parçası değiştirme; tazgahın gerçek zamandaki operasyonunu gözetme; kontrol ve yönlendirme; iş mili, sulama ve yağlama sistemlerinin kontrolü tezgahın hatalarını gerçek zamanda ölçülüp giderilmesi; takıma gelen kuvvetlerin kontrolü (5); takım kırılmasının hissedilmesi (3) gibi işlevler “akıllı” bir CNC sistemi (2) tarafından birlikte yapılmaktadır.
    Bu makale, endüstride çalışan makine tasarım ve kontrol mühendisleri veya konu ile ilgilenenlerin anlayacağı bir şekilde yazılmıştır. Makale de bir NC (Nümerik Kontrol) programının temel yazılım ve işlem prensibi; bir CNC tezgahındaki mekanik ve elektrik aksamlarının işlevi, ünitelerin basitlerştirilmiş servo kontrol modelleri, servo ayarı, gerçek zaman da doğrusal ve dairesel enterpolasyon teknikleri pratik olarak verilmiştir. Verilen temel bilgilerin yalnız CNC tezgahjları için geçerli olmayıp, robotlar, hız ve pozisyon kontrolü yapan hidrolik sürücülere de uygulanabilir. Makale de, British Colombia Üniversitesi ‘ndeki laboratuarımızda kurduğumuz bir CNC Frezenin parametleri de örnek olarak okuyuculara sunulmuştur.

    NC PROGRAMLAMANIN TEMEL YAPISI

    Parça geometrisinin ölçülerine ve takım boyutlarına göre NC programlar el ile açık olarak, APT program paketi veya grafik destekli CAD/CAM sistemleri yardımıyla yazılır. NC programlarındaki kodlar genel olarak aşağıdaki standart sınıflarına ayrılır :

    Nxx : Program blok sıra numarası
    Gxx : Hazırlık kodları
    Mxx : Röle sinyal kodları
    Fxx : İlerlerme hızı
    Sxx : iş mili hızı
    Txx : Takım numarası
    Xxx, Yxx, Zxx, Axx, Bxx, Cxx, Uxx, Vxx, Wxx : Eksen koordinatları

    Burada xx nümerik değişkeni temsil etmiştir.
    Hazırlık kodları (Gxx) CNC yönetici programının içindeki paket NC algoritmaları içerir. Örneğin dairesel (G02, G03) ve lineer (G01) standart kodları CNC sistemindeki gerçek zaman da çalışan dairesel kodlarıdır. Vida işleme, matris olarak yayılmış delikleri sırasıyla delme, takımın çap ve uzunluğunun ayarlanması gibi değişik operasyonları yapabilen alt programlar G kodları sınıfına dahildir. Röle sinyal kodları (Mxx) tezgahdaki röleye veya PLC ‘ye (Programmable Logical Control) bağlı anahtarları açıp kapamak için kullanılır. Örneğin iş mili motorunun ve sulama pompasının çalıştırılması veya durdurulması, eksen ilerlemelerinin durdurulması , programın bittiğini belirtip tezgahın başlangıç noktasına götürülmesi gibi komutları içerir. NC programlarının yazılımı CNC tezgah kılavuzlarından ve referans kitaplardan [4] öğrenilebilir. Teknik resim ve talaşlı imalat tecrübesi olan mühendisler ve teknisyenler NC programlamaya kısa bir zaman içinde (5 gün) kolaylıkla öğrenebilirler. Şekil-1 ‘de gösterilen basit bir parçanın CNC freze için yazılmış NC programı örnek olarak ek, 1 ‘de verilmiştir.
    Ek-1 ’ deki NC programı tezgahın CNC ünitesine direkt olarak klavyesinden veya RS-232 seri iletişim kablosu ile merkezi imalat bilgisayarından aktarılabilir. Aynı NC program grafik destekli CAD/CAM program paketlerinden daha hızlı ve hatasız olarak parçanın resminden çıkartılabilir.
    Bu teknolojik makale de NC programının tezgahın CNC sistemi içinde hangi aşamalardan geçerek talaşlı imalatı gerçekleştirdiğinin açıklanması hedeflenmiştir.

    EK – 1 :

    PROGRAM AÇIKLAMALAR
    N01 G90
    N02 G71
    N03 G92 X-12.5 Y-12.5 Z50.0


    N04 G00 Z2.5 M03 S800


    N05 G01 Z-7.5 F25.0 M08

    N06 X162.5 F125

    N07 Y0.0
    N08 G02 X220 Y57.5 157.5 J0





    N09 G01 X232.5
    N10 Y70
    N11 G03 X 18 Y122.5 I-52.5 J0

    N12 G01 X107.5
    N13 Y110

    N14 G02 X80 Y82.5 I-27.5 J0
    N15 G01 X40
    N16 G03 X-12.5 Y30 I0 J-52.5-
    N17 G01 Y-12.5
    N18 Z3.8
    N19 G00 Z50 M09 M05

    N20 M30 Koordinat sistemi sabit
    Ölçüler metrik sistemiyle verilmiştir. (mm)
    Başlangıçta tezgah öperatörü takımın üç merkezini parçaya göre bu noktaya getirecektir. Takım hareket yeri.
    İş milini saat ibreleri istikametinde 800 dev/dak ‘da döndür ve takımı yüksek ilerleme hızıyla z = 2.5 koordinatına daldır.
    Sulama suyunu aç ve takımı 25 nn/dak paso ile Z = 7.5 koordinatına (P1) daldır.
    Takımı 125 mm/dak paso ile P2 noktasına sür. (Not : değiştirilmeyen parametreler aynen muhafaza edilir)
    Takımı aynen paso ile P3 noktasına götürür.
    Saat ibreleri istikametinde olan dairesel köşeyi işle. (Not : I ve J dairesel işleme parametreleridir ve CNC yönetici programındaki dijital enterpolasyon algoritması için gereklidir. Formülü : I Xc-Xe, J=Yc-Ye. Burada Xc, Yc dairenin merkezinin koordinatları; Xe, Ye ise daire parçasının başının koordinatlarıdır.)
    Bir takım yarıçapı kadar x ekseninde kay. (P5)
    Bir takım yarıçapı kadar y eksenin çık. (P6)
    İlerleme yönü bir evvelki harekete göre saat yönünün tersi (G03), dairesel parçayı işle. (P7)
    Sol tarafa doğru işle. (P8)
    Takımı dairesel parçanın başlangıç ucuna pozisyonla. (P9)
    Saat istikameti yönündeki dairesel profili işle. (P10)
    Sola doğru işle. (P11)
    Saat yönünün tersine dairesel hareket. (P12)
    Başlangıç noktasına dön. (P1)
    Parça yüzeyinden (Z=3.8) çık.
    Takımı Z = 50 koordinatına hızla götür, soğutmayı kapat, iş milini durdur.
    Program bitti, takımı değiştirme istasyonuna götür.


    CNC SİSTEMİNİN ELEKTRONİK VE MEKANİK YAPISI

    Bir CNC tezgahı üç ana üniteden oluşur : Mekanik aksam, güç besleyici amplifikatör ve motorlar, bilgisayar üniteleri. Mekanik aksam tezgahın motorsuz çıplak halidir. Her ana mil tezgaha bir hareket verdiğinden, tezgahın serbestlik derecesi eksen sayısı ile belirtilir. Örneğin, Şekil-2 ‘de üç eksenli bir dik frezenin üniteleri gösterilmiştir. Her ana mile bir servo motoru (doğru veya alternatif akımlı) direkt veya bir kademeli redüktör aracılığıyla bağlanır. Doğru akımlı servo motorlar hız kontürolünün kolaylığından dolayı tercih edilmekle birlikte, son zamanlardaki alternatif akımlı servo motorların da hassas hız kontrolü mümkün olamay başlamıştır. Makale de daha yaygın olarak kullanılan doğru akım motorları dikkate alınmış olup bir ilerleme milinin servo mekanizması Şekil-3 ‘te gösterilmiştir. Doğru akım motorları tezgahın hız ve moment gereksinimlerine göre seçilir. Motor kalkış ve kesem sırasındaki dinamik ve statik yükleri istenilen hızlarda taşıyabilmelidir. Kalkış sırasında tezgah tablası ve ana millerinin ataletini istenilen ilerleme hızına getirirken gelecek dinamik moment, statik sürtünmeden gelen sabit moment ve viskoz sürtünmeden gelen hızla orantılı değişken momentlerin toplamı motora yük olarak gelir. Talaş kesme kuvvetleri de tezgah tablası ile ana mili bağlayan somun vasıtasıyla ana mile ve motora kesme momenti olarak taşınır. Seçilen motorun moment kapasitesi toplam yük momentlerinin üstünde olmalıdır. Motora en fazla yük ivmelendirme sırasında ortaya çıkan, atalet momentiyle orantılı olan dinamik momentlerdir. Motorun güç besleyici devresinin (amplifikatör) yaklaşık 2 saniye zaman aralığı süresince normalin üstünde moment verebilme kapasitesi vardır ve ivlendirme sırasında kullanılır. İlerleme mil sabit bir hıza ulaşınca dinamik moment sıfır olur ve sadece kesme kuvvetlerinden ve sürtünmeden gelen statik- sabit momentler motoru yükler ki bunlarında şiddeti düşüktür. Motorun sürekli moment kapasitesi bu statik yükleri taşıyabilecek şekilde olmalıdır. Tablo- 1 de british colombia üniversitesi labaratuvarımızda kurduğumuz CNC (Je) sürtünme (B,Tf) ve motor parametreleri verilmiştir. Motorun dönme hızı kutuplarına verilen doğru akımlı voltajla orantılıdır. Motorun ürettiği moment sabiti (Kt) denip motor üreticisi tarafından belirtilir. Motora gelen doğru akımlı voltaj güç besleyici amplifikatör den sağlanır. Servo amplifikatörü, akım amplifikatörü, doğru akım voltaj gücü amplifikatörü ve PWM (vuru aralıklı modülatör ) devlerinden oluşmuştur. Pratik çalışma prensibi şekil 3’ de gösterilmiştir. Doğru akımlı servo motorları göbeklerine hız ölçücü takamotre ve konum belirleyici enkoder sensörleri takılmış olarak satın alınır. Takometrenin motorun dönme hızı ile orantılı olarak ürettiği voltaj (X3) servo amplifikatöründe CNC bilgisayarlarından gelen komut hız voltajı ile karşılaştırılır. Fark, diğer adıyla hız hatası akım amplifikatöründen geçirilir. Genelde servo amplifikatörlerinde armatürden ölçülen motor akımı (i), güç devresinden üretilen akım ile karşılaştırılır. Akımın geri beslenmesi Ka, motorun statik momentleri sürekli olarak yenebilmesi ve hızda düşüş olmaması içindir. Akım hatası voltaj ve PWM amplifikatörlerinden geçirilir. PWM devresinin verdiği dalgalar ekseri 8000 Hz ’in üstünde olmalıdır, yoksa modülatörün çıkarttığı ses gürültüsü operatörü rahatsız edici şiddettedir. Akım ve voltaj amplifikatörlerinin verebileceği derğerler kapasitelerine göre sınırlıdır. İstenen fazla akım ve voltaj yerine limit değerler salgılanır. PWM ‘den salgılanan dalgalı voltaj ana millere bağlı doğru akım motorunun kutuplarına kablo ile iletilir. Dalgalı voltajın averaj şiddeti, motorun sarım parametlerine (empedans ve direnç) bağımlı olarak armatürde akım oluşturur. Motorun verdiği moment armatürdeki akımın şiddeti ile motor sabiti vasıtasıyla orantılıdır. Motor momentinin bir kısmı hareket yönü (sgn) ile işareti değişen sabit Couloumb sürtünmesine ve kesme kuvvetinin motor miline ileten momentini yenmek için harcanır. Geri kalan moment masa-ana mil-motor milli tertibatının ataleniti ve viskoz sürtünmeyi (B) yenmek için kullanılır. Sonuçta motor ve ona bağlı olan mil dönmeye başlar. Bu u dönme hızına orantılı olarak motorda elkromotor voltajı oluşur.Ana milin dönüş hareketi
    boşluksuz,bilyalı somun ile tezgah tablasının doğrusal hareketi doğru orantılıdır. Örneğin,
    ana mile redüktörsüz direkt bağlı motorun tam devri,tezgah tablasının ana mil vidasının
    hatvesi kadar ilerlemesini sağlar. Motorun dönme hızının kontrolü demektir ki bu da motora
    verilen ortalama doğru akım voltajının sürekli otomatik kontrolünü gerektirir. Servo amplifikatörün görevi de budur. Motorun miline bağlı olan enkoder, üzerinde yarıklar olan bir disk ve optik okuyucudan oluşmuştur. Enkoder de birbirine göre hafifçe kaydırılmış (fa afarkı olan) iki adet disk vardır. Bu açı farkı tezgahın ileri veya geri (saat yönü veya aksi istikameti) hareketlerini hissetmek için yapılır. Örneğin burada örnek gösterilen tezgahın enkoderlarındaki iki diskin her birinde 1000 adet yarık vardır, dolayısıyla toplam yarık miktarı 2000 adettir. Mil döndükçe her yarık diktörtgen bir vuru (pulse) verir. Enkoderin verdiği bu vurular motorun göbeğinden alınıp kablo ile CNC bilgisayarına aktarılır. Bilgisayardaki enkoder-dikoder entegre devreleri dönüş yönünü saptayıp her vurudan iki adet ani bir vuru (impulse) sinyali üretir.
    Dolayısıyla motor milinin bir dönüşünde enkoder-dekoder devresi 4000 adet ani bir vuru sinyali üretir. Bir ani vuru tezgah tablasının temel uzunluk birimine eşittir ki, bu da ana mil hatversinin dörtbinde biridir.

    1 TEMEL UZUNLUK BİRİMİ (TUB) = ANAMİL HATVESİ / 4000

    Örneğin ana mil hatvesi 4 mm olan bir tezgahta 1 TUB = 1 mikrometredir. Tezgah tablası ilerledikçe bu impulslar devamlı değişerek tablanın gerçek pozisyonunu temel uzunluk birimi olarak iki yönlü dijital sayacı da (up-down counter) kaydedilir. Bu işlem, otomatik kontrol devresinde inttegrasyon işlemi (1/s) olarak modellenir. CNC bilgisayarı dijital enterpolasyon alt programından temel uzunluk birimi olarak belirli zaman aralıklarıyla gelen pozisyon kumandalarını enkoder sayısındaki değerler karşılaştırır. Pozisyon komutundaki ani vuruların zaman aralığı o eksenin ilerleme hızına bağlı olarak bilgisayardaki enterpolasyon alt program tarafından belirlenir. Örneğin ilerleme hızı 10 mm/saniye olan bir CNC sisteminde, dijital enterpolasyon alt programı her 100 mikro saniyede bir TUB ani vuruşunu pozisyon komutu olarak salgılar. Salgılanan pozisyon komutu ile enkoder sayıcındaki gerçek pozisyon değeri sabit dijital servo kontrol zamanı (T) aralıklarıyla okunarak pozisyon hatası hesaplanır. (Bkz. Şekil-3) Bu pozisyon hatası dijital servo algoritmasından geçirildikten sonra dijital/analog (D/A) devresinden geçirilerek voltaj karşılığı servo amplifikatörüne hız komutlu olarak kablo ileverilir. Bu şekilde tezgahın bir ilerleme milinin hız ve pozisyonunu sağlayan servo devresi tamamlanmış olur. Tezgah durdurulacağı zaman sistemin ataleti dikkate alınarak 0,1 saniye kadar önce hız doğrusal olarak yavaşlatılmaya yani enterpolasyon algoritması daha aralıklı zamanlarla TUB üretmeye başlar. Sonunda toplam pozisyon adedi kadar TUB salgılanınca, dijital enterpolasyon komut salgılamayı durdurur ve tezgahın enkoder sayıcısı da tezgah tablasının komut kadar ilerlediğini belirtirse pozisyon hatası sıfır olur. Bu sayısal sıfır değer D/A devresinden servo amplifikatörüne sıfır voltaj salgılar. Sonunda motorun kutuplarına gelen voltaj sıfır olur ve ilerleme yumuşak bir şekilde istenen pozisyonda durur.
    Görüldüğü gibi servo sistemi amplifikatör devresi (Şekil-3b) ve bilgisayar algoritması (Şiekil-3a) olarak ikiye ayrılmıştır. Servo sisteminin pratikte sallanmasız ayarı aşağıda açıklanmıştır.

    İLERLEME MİLLERİNİN SERVO HIZ VE POZİSYON KONTROLÜ

    Sistemin detaylı kontrol analiz modeli daha evvel yayınladığımız akademik makalelerde verilmiştir. Bu yazıda amaç endüstride çalışan mühendislere pratik bilgi aktarma olduğu için, Şekil – 2 ‘de gösterilen detaylı servo sistemi Şekil – 4 ‘de görüldüğü gibi basitleştirerek verilmiştir. Burada akım ve voltaj amplifikatörleri potansiyometre yardımı ile ayarlanabilen kazanç katsayısı olarak kabul edilmiştir.
    Doğru akım motorunun empedansı genelde çok küçüktür ve ihmal edilebilir. Motorun verdiği moment akıma bağlı olarak motor sabiti ile değişir.
    Tm = Kt i
    Moment kesme ve Coulomb sürtünmesinden gelen yüklü, ana mil-tabla tertibatının ataletini ivmelendirmek ve kızaktaki viskoz sürtünmeyi yenmek için harcanır.

    Tm = Je. (dw/dt) + Bw(t) + Td

    Burada w(t) (rad/s) motor milinin dönme hızıdır. Sistemin defransiyel denklemi Laplace transformasyonu ile s bazında içerildiğinde aşağıdak hız denklemi bulunur.

    W(s) = K/(Je.S + B) . i(s) – 1/(Je.S + B). Td

    Dış yükleri dikkate almazsak (Td=0), servo motorunun hızı ile CNC bilgisayarından gelen hız komut voltajı arasındaki transfer fonksiyonu servo diyagramından aşağıdaki gibi çıkartılabilir.

    w(s) / U(s) = (Sg.Rg.Kt) / Je.S + (B+Rg.Kt.Tg.Hg) = Kv / (1+tmS)

    Burada Kv = Sg.Rg.Kt / (B + Rg Kt Tg Hg) geri beslemeli hız devresinin kazanç katsayısı,
    tm = Je / (B + Rg Kt Tg Hg) de zaman sabitidir. Yukarıdaki denkleme U (Volt) şiddetinde bir adım fonksiyonu verildiğinde (U/s) ve sistemin ters Laplace transformasyonu hesaplandığında motorun hızı aşağıdaki şekilde değişir.

    w(t) = KvU [1 – exp (-t/tm)]

    Bu denkleme göre hızda hiçbir zaman salınım olmaz. Şekil-5 ‘de Tablo-1 ‘de verilen ilerleme mil servosunun adım tahriki sonucu denklemde verilmiştir. Gerçekte sistemin diferansiyel denklem derecesi çok daha yüksek olduğu için salınımlar olabilir. Fakat CNC tezgahlarında hız devresi salınım olamayacak şekilde ayarlanır. Motor sabiti (Kt) ile takometre sabiti (Hg) imalatçı tarafından verilir. Rg ve Tg kazançları servo amplifikatöründeki tornavida girişli potansiyometreler aracılığıyla ayarlanır. Bu ilk servo ayarlama sırasında pozisyon kontrolü tamamen devreden çıkartılır. Pratikte bir fonksiyon üreticisi ile averahı sıfır olan, +5 V ile –5V arasında 10 Hz frekansda salınım yapan bir kare dalga servo amlifikatörün girişne bağlanır. Servo motorun hızı iki girişli bir osiloskopda gözlenir. Girişlerden birisi kare sinyal, diğeri ise motorun hızı ile doğru orantılı olan takometre sinyalidir. Motor 10 Hz ‘de (50 milisaniye sağa 50 milisaniye sola dönerek) salındıkça tezgah tablası da ileri geri hareket yapar. Eğer sabit bir voltaj verilirse motor aynı yönde dönerek tablayı bir yönde kaçırıp kızaklardan fırlatır. Bu tehlikeli durumu önlemek için ortalaması sıfır olan kare bir sinyal girişi uygulanır. Sinüs eğrisi verilirse sistemin dinamiği tahrik olamayacağı için tezgahın ayarı imkansızdır. Pratikde servo ayarı sırasıyla şöyle yapılır :

    Önce Rg kazancı tornavida ile minimuma (ileri kazanç) , sonra takometre kazancı Tg geri besleme kazancı maksimuma getirilir. Bunun sebebi takometrenin düşük hızlarda verdiği voltajın kablolarındaki akım gürültüsüne baskın içindir. Eğer motorun hızı kare köşesine yüksek frekansta salınım yapmadan, düzgün bir şekilde yaklaşıyorsa ileri kazanç potansiyometresi tornavida ile yavaş yavaş hızın salınım yapıp istenilen seviyeyi aşmaya başlamasına kadar arttırılır. Burada amaç ileri kazancı arttırarak tezgahın istenen hıza daha kısa bir zamanda ivmelenip çıkabilmesidir. Tezgahın kare sinyaline hiç salınım yapmadan düzgün şekilde yaklaşması ileri kazancın bu limit noktasından hafifçe geri çekilmesiyle sağlanır. İdeal bir servo ayarının sonucu Şekil – 5 ‘de gösterilmiştir. Tezgahın bir ana mil servosu ayarlandıktan sonra, aynı kare sinyal sırasıyla diğer eksen kontrol servolarına da uygulanır. Dikkat edilecek husus tüm servoların hız kontrol eğrilerinin, yani transfer fonksiyonlarının hassas bir şekilde eşitlenmedir. Servo eşitleme bir eksen referans kabul edilerek yapılır. Aynı kare sinyali referans ve eşitlenecek servo güç besleyicisine verilir. Eşitlenen servonun ileri kazanç potansiyometresi ayarlanarak servorların kare tahrikine olan cevapların aynı olması sağlanır. Bu dinamik eşitleme işlemi diğer eksen servoları için de tekrarlanır. Eğer iki eksen servorları dinamik olarak eşitlenmezse CNC ‘deki doğrusal (G01) ve dairesel (G02, G03) enterpolasyonlar komut konumlarından sapmalar doğurur ve işlenen parçanın hassasiyetini bozar.
    Eksen servorlarının ayarlanıp eşitlenmesinden sonra geri beslemeli pozisyon kontrol devresi , enkoder ve bilgisayar (CNC) ünitesinin bağlanması ile harekete geçirilir. Pozisyon kontrolü için ayarlanacak yegane sistem dijital kontrol veya filtre [ D(z) = Kp (z-a) / (z,b) ] parametlerinin sayısal değerlendirmelerinin hesaplanmasıdır. Bu değerler gerçekte iyi bir kontrol analizi ve bilgisayar benzeşimi ile yapılır. Fakat endüstride çalışan mühendisler aşağıdaki basit tekniği kullanarak dijital pozisyon kontrol devresini ayarlayabilirler. Geri beslemeli sistemin sürekli bazdaki açık transfer fonksiyonu, enkoder kazancı ve pozisyon hatalarının integralini içeren dijital sayıcıyı hız kontrol devresine ilave ederek bulunur.
    Bu sürekli bazdaki sistem CNC bilgisayarından dijital / analog (D/A) devresiyle sabit kontrol zamanı (T) aralıkları ile iletilen dijital komutlarla tahrik edilir. Dolayısıyla sistemin dijital konumdaki karşılığı bulunur.
    Burada z ileri fark operatörü olarak anılır. Açık devre transfer fonksiyonun kutubu dijital filtrenin sıfırı a ile eşitlenip, dijital filtrenin kutubuna sıfır değeri verilir. (b = 0) Bu arada filtrenin kazancı Kp = 1 olarak tutulur. Tezgahta CNC ‘den ileri geri NC kumandaları verilip takometreden ölçülen hızda titreşim olup olmadığına bakılır. Kp titreşim sınırının alt limitine kadar arttırılır. Kp kazancının yüksek olması servonun istene hızlara daha ulaşmasını sağlar. Sonuçta geri beslemeli ilerleme mili pozisyon kontrol servosunun dijital bazdaki transfer fonksiyonu...
    CNC tezgahlarındaki ilerleme milinin gerçek konumu o anda olması gereken komut pozisyonun sürekli olarak gerisindedir. CNC tezgahlarında bu fark “following error” veya takip hatası olarak tanımlanır. Takip hatası, sistemin dinamiği ve ilerleme hızı ile orantılıdır. İlerleme hızının sabit olduğu bir eksenli harekette takip hatası aşağıdaki ilişkiden kabaca hesaplanır.

    ess = lim (fT) / Go (z)

    Burada f (TUB/saniye) ilerleme hızı, T (saniye) kontrol aralığı Go (z) açık sistemin transfer fonksiyonudur.

    Go (z) = D (z) Gv (z)

    Görüldüğü gibi, profil işlemede yüksek ilerleme hızlarında hata artacaktır. Hassas talaşlı imalatta kavis köşelerinde düşük hızlar veya CNC sisteminin kavisi dönmeden önceki hareketinin bitirilmesi beklenmelidir. Genel de, CNC sistemlerinde sürekli ve kesintili NC blok işleme opsiyonları vardır ve programlanabilir. Hassas kavisli işlemlerde kesintili, kaba ve kalıp işleme de ise kesintisiz opsiyon ile CNC sistemi kullanılmalıdır. Kalıp işleme de NC blok sayısı kısa uzaklıklarla çok miktarda olacağından ve sistemin ataleti ivmelendirmeyi ve yavaşlamayı zorlaştıracağından dolayı kesintili işlem gereksiz ve zaman alıcıdır.

    GERÇEK ZAMANDA DİJİTAL ENTERPOLASYO TEKNİKLERİ

    Yönetici program operatörünün yüklediği standart NC programı ile tezgahın mekanik-elektronik aksamları ve alt programları arasında iletişim sağlar.
    Örneğin aşağıdaki basit bir NC program bloğunu ele alalım,

    N20 G90 G01 X10, Y5.0 M03 F30 S1200 T01

    Blok CNC yönetici programı tarafından kağıt şeritden, klavyeden veya hafızadan ASCII kod standartlarıan göre okunur ve dekode edilir. Blok numarası 20 ‘dir, 1 numaralı takımın seçilip iş mili hız kontrol işlemcisine milin 1200 devir/dak ‘a da saat yönünde dönmesi talimatı verilmektedir. Takımın merkezi bulunduğu noktadan (10.5) koordinatına 30 mm/dakika vektörel hızla gitmesi doğrusal dijital enterpolatör alt programı tarafından sağlanmaktadır.

    Pratikte her CNC ‘de doğrusal (G01) ve dairesel (G02, G03) enterpolasyon opsiyonları olmakla beraber, spline ve hiperbolik enterpolasyonları da yapabilen CNC yönetici programları da vardır. Aşağıda doğrusal ve dairesel enterpolasyon algoritmalarının gerçek zamanda çalışan bilgisayara (CNC) uygulanması örneklenmiştir. Her iki algoritmada da klasik Digital Differential Analyzer (DDA) metoduna göre uyarlanmıştır. Daha detaylı ve değişik algoritmalar referanslardan bulunabilir (2, 4).
    Hız Kontrolü : tezgahın vektörel ilerleme hızı eğrisel hareketler de talaş kalınlığının kontrolü açısından sabit olmalıdır. Pratikte en kolay hız kontrolü sabit ivmelendirme hız profili, (Trapez Hız Profili) ile yapılır. (Şekil – 6)
    İvmelendirme (t1) ve yavaşlama hızları (t3 – t2) ilerleme mili tertibatının ataletine bağlıdır ve eksri tezgahlarda 0.1 saniye kadardır. Tezgahın değişken hızı bilgisayar saatinin frekansını program ile ayarlayarak yapılır. Örneğin, şekil-6 ‘da görülen impulsların zaman aralığı programlanarak yapılır. Entegrasyon zaman aralığı Ti
     
  2. Mavi_Sema

    Mavi_Sema Özel Üye

    Hazırlayanlar: Veli Pehlivanoğlu, Mehmet Batı
    Danışman: Prof. Dr. Mustafa Kurt
    Marmara Üniv. Teknik Eğ. Fak. Makina Böl
    İstanbul 2002
    Önsöz
    Günümüzde bilgi işlem alanındaki gelişmeler inanılmaz boyutlara ulaştı Metal sanayinde kullanılan manuel tezgahlar gün geçtikçe kendini bilgisayar destekli üretim yapabilen CNC (Bilgisayar Sayısal Kontrol) makinaların yerine bıraktı Ve ülkemizde günden güne sayıları giderek artmaktadır Bu çalışmamızda CNC Torna ve Freze makinalarında kullanılan FANUC Kontrol Sisteminde karşılaşılan genel hatalar ve bu hataların giderilmesi CNC makinalarının özellikleri, diğer manuel ve konvansiyonel makinalarla üstünlüklerinin karşılaştırılması bilgisayar makina ilişkisi, Kontrol panelinin tanıtımı ve tezgah bakımı üzerinde durulmuştur. (*)
    Türkiye’de yaygın olarak kullanılan Kontrol Sistemi FANUC’tur. 1990 yılında ülkemizde kullanıcı sayısı artmıştır. FANUC günümüzde çok geniş servis ağı olan bir kontrol sistemi haline gelmiştir.
    Ancak şunu belirtmemiz gerekir ki, çalışmalarımızda daha önce bu konu ile ilgili çalışmalar yapmış değerli hocalarımız Yrd. Doç. Dr. Oğuz Girit, Prof. Dr. Mustafa Kurt ve özel sektörde kendini kanıtlamış firmalar Yena Makina, Mega, Ses 3000, İstanbul Makina bizlerle bilgilerini paylaştıkları için teşekkür ederiz.
    Çalışmalarımızın bu alana yönelen öğrenci arkadaşlara özel sektördeki firmalara faydalı olmasını ümit ediyoruz yapıcı eleştiri ve öğütleri bekliyoruz.
    Çalışmalarımızın beklenen hizmeti sağlamasını dileriz
    Veli Pehlivanoğlu - Mehmet Batı
    İstanbul, Haziran 2002
    ________________________________________
    1-CNC TEZGAHLARIN TARİHÇESİ VE TANITIMI
    1.1 Talaş Kaldırma ve Takım Tezgahının Tanımı
    İmalatın amacı, hammadde halinde bulunan herhangi bir malzemeyi, belirli bir şekilde dönüştürmektir, îmalat, insan veya hayvan gücü kullanarak ilkel yöntemlerle veya mekanik enerji kullanarak makinalarla yapılabilir. Makinaların çoğunlukla kullanıldığı imalat sistemine sanayi denilir. Toplumun, örneğin tarım, tekstil, gıda vs. gibi herhangi bir üretim alanına tatbik edilebilen sanayi, ülkenin kalkınmasında ve ekonominin gelişmesinde önemli rol oynar.
    İmalatın hedefi olan ürün, üretim araçları ile gerçekleştirilir. Çok geniş bir anlamda tüm üretim araçlarına takım tezgahları denilebilir. Ancak dar bir anlamda tüm üretim araçlarına sadece metal, plastik, ahşap ve taş gibi malzemeleri işleyen bunlara belirli bir şekil veren üretim araçlarına takım tezgahı denir. Takım tezgahlarından en yaygın olanları metalik malzemeleri işleyen takım tezgahlarıdır.
    Herhangi bir imalat, şekil değişimine uğrayan malzemenin yanı sıra, imalat yönetimi, takım ve tezgah olmak üzere üç etkenin yardımı ile gerçekleşir. İmalat yönetimi, hammaddeye şekil vermek için uygulanan fiziksel olay; takım, imalat işlemi gerçekleştiren eleman; tezgah, imalat yönetimini gerçekleştirmek için hammaddeye ve takıma gereken hareketleri sağlayan makina’dir. Tekniğin gelişmesi ile, bu konular kendi aralarında yapılan incelemelerin ve araştırmaların sonucu olarak ayrı ayrı gelişme göstermişler ve günümüzde, imalat Yöntemleri, Takım Tezgahları ve Tezgah Konstrüksiyonu olarak ayrı ayrı bilim dallarını oluşturmuşlardır. Bunların yanı sıra, imalat işlemini kolaylaştırmak işleme kalitesini sağlamak amacı ile gerek parçaların, gerekse takımların tezgaha tutturulmasını inceleyen Tutturma Tertibatı Konstrüksiyonu; bir parçaya nihai şekli vermek için, en yüksek prodüktiviteyi ve en düşük maliyeti sağlamak amacı ile uygulaması gereken imalat yönetimim inceleyen İmalat Teknolojisi; aynı kriterlere göre tüm fabrika çapında veya fabrikalardan kurulu holding ve karteller çapında imalat proseslerini inceleyen Fabrika Organizasyonu ve Yöneylem Araştırması gibi bilim dalları da meydana gelmiştir. Ancak bu bilim dallarını iki guruba ayırmak mümkündür Teknik yönü ağır basan birinci guruba imalat yöntemleri, takım konstrüksiyonu, tezgah konstrüksiyonu, tutturma tertibatı konstrüksiyonu ve imalat teknolojisi; ekonomik yönü ön planda olan ikinci guruba da yöneylem araştırma ve fabrika organizasyonu girmektedir.
    İmalat yönetimi, mekanik ve fiziksel-kimyasal olmak üzere iki büyük guruba ayrılabilir. Bunlardan en önemlisi olan mekanik imalat yöntemleri Talaşlı ve Talaşsız olmak üzere ikiye ayrılır. Adı üzerinde talaşsız imalat yöntemleri talaş kaldırmadan, talaşlı imalat yöntemleri ise talaş kaldırarak şekil veren yöntemlerdir Talaşsız imalat yöntemleri döküm, dövme, presleme, haddeleme, çekme, derin çekme sıvama, bükme, kaynak, lehim, yapıştırma ve perçinleme; talaşlı imalat yöntemleri ise, tornalama, delme, frezeleme, planlama, vargelleme, broşlama, taşlama, honlama, lebleme gibi işleri kapsamaktadır. Fiziksel-kimyasal işleme gurubuna elektroerozyon, tel erozyon, kimyasal, elektro-kimyasal elektron, lazer ve plazma ile işleme gibi yöntemler girmektedir
    Çok kısa bir zamanda gerçekleştirilmesine rağmen, talaşsız imalat yöntemleri yüzey boyut ve şekil kalitesi bakımından parçada istenilen kaliteyi sağlayamamaktadırlar. Bu nedenle bu şekilde imal edilen parçaların yüzeylerinin bir kısmı veya tamamı, talaşlı imalat yöntemi ile işlenmektedir. Bundan dolayı talaşsız imalat işlemlerine primer (sıra bakımından birinci) talaşlı imalat yöntemlerine ise seconder (sıra bakımından ikinci) imalat yöntemleri de denilir.
    1.2 CNC Tezgahların Tarihçesi ve Gelişmesi
    Üretim aracı olarak takım tezgahlarının kullanılması insanlık tarihiyle başlar. Ancak 19.yy. başlangıcında İngiltere ve diğer Batı Avrupa ülkelerinde sanayi devriminin başlamasıyla, takım tezgahları günümüzdeki anlamı ile hızlı bir gelişme göstermişler ve bu ülkelerde, sanayinin belkemiğini oluşturan güçlü bir takım tezgahı sanayii kurulmuştur.
    Sanayinin ilk aşamasında parçalar, tezgahlarda kaba boyutları ile işleniyor ve sonra birbirleriyle çalışması (assembly) için elle araştırma yapılıyordu. 19.yüzyılın ortalarında, parçaların değiştirilebilirlik ilkesinin bulunması, parçaların tezgahlarda toleranslı olarak imal edilmesini sağlamış ve montajlar, elle araştırma ile değil de, parçanın tezgahlarda işlenmiş hali ile yapılabilmiştir. Bu buluş prodüktiviteyi artırarak seri imalatın başlamasında ilk etken olmuştur. 19.yüzyılın sonlarına doğru imalat teknolojisinin ve imalat organizasyonunun ilkelerinin tespiti ile, seri imalat çağı başlamış, 1900 yılında, o tarihe kadar takımlar için kullanılan alaşımsız ve az alaşımlı takım çeliklerinin yanı sıra, Taylor tarafından hız çelikleri uygulamaya konulmuş, kesme hızlarında ve buna bağlı olarak üretimde büyük artışlar sağlanmıştır. Bu şekilde lokomotifler, motorlar, türbinler, ucuz fiyata otomobiller, dikiş makinaları ve saatler daha çok imal edilmeye başlanmıştır. 1930'lu yıllarda sert karbürün bulunması, kesme hızını daha da artırarak daha kaliteli yüzeylerin elde edilmesini sağlamıştır. Şöyle ki, bu gelişmelerin sonucu olarak atölyelerde başlayan usta ve işçilerin kişisel tecrübelerine dayanan talaş kaldırma olayı pratik seviyeden bilim seviyesine ulaşmıştır. Bu hususta M.E. Merchant, F.W. Taylor ve M. Kronenberg gibi bilim adamlarının büyük katkıları olmuştur. Bu gelişmelere paralel olarak gerek takım gerekse tezgah konstrüksiyonunda önemli değişiklikler olmuş ve yine aynı yıllarda, üretimin artırılmasında önemli bir etken olan otomatik takım tezgahlarının imalatı başlamıştır.
    Takım tezgahları alanında büyük devir, 1950 yıllarında nümerik programlamaya göre çalışan ve Nümerik Kontrollü (NC-Numerical Control) denilen tezgahların uygulamaya konulmasıyla başlar. Aynı tarihlerde seramikten yapılan takımların kullanılması ile kesme hızları ve işleme kaliteleri büyük değerlere ulaşmış ve her iki uygulamada takım tezgahı gerek nitelik, gerekse nicelik bakımından büyük gelişmeler göstermiştir. Bu gelişme, daha önce bilinen mekanik otomat tezgahtan da kapsama alarak günümüzde, pim kontrollü, kam kontrollü, kopya kontrollü, tek akslı, çok akslı, transfer tezgahları olarak bilinen büyük bir tezgah yelpazesini oluşturmuştur. NC tezgahların bilgisayarla donatılması ile CNC (Computer Nümerical Control) ve DNC (Direct Nümerical Control) tezgahlan oluşmuş, bilgisayarların ve kişisel bilgisayarların kullanılması ile de bu tezgahlar işlemi optimizasyon düzeyinde yapmaya başlamışlardır.
    Tezgahların bu gelişmelerine paralel olarak imalat sistemlerinde de büyük gelişmeler olmuştur. Şöyle ki, 1947 yılında ortaya atılan otomasyona dayalı imalat sistemi genişletilerek optimizasyon devrine geçilmiş, robotların kullanımı gittikçe artarak günümüzde robot fabrikaları ve robot tesisatları kurulmuştur. Ayrıca bilgisayarların yardımı ile ayrı ayrı yapılan bilgisayar destekli konstrüksiyon CAD (Computer Aidet Design) ve bilgisayarlı imalat CAM (Computer Aidet Manufacturing) işlemleri birleştirilerek CAD-CAM (Bilgisayar Destekli Konstrüksiyon ve imalat); ve bunların CNC ve DNC tezgahların birleşmesi ile Esnek İmalat Sistemleri FMS (Flexible Manufacturing System) ortaya atılmıştır. İmalatı yansıtan FMS ile fabrikanın kalite kontrol, stok kontrol, muhasebe alım satım ve yönetim gibi diğer kısımları bilgisayar kontrolü altında birleştiren Bilgisayar Destekli Bütünleşik İmalat Sistemleri CIM (Computer Intemated Manufacturing) devri başlamıştır. Bu gelişmeler imalat teknolojisinde, takım ve tezgah konstrüksiyonunda büyük gelişmeler meydana getirmiştir.
    Talaş kaldırma ve Takım tezgahı alanındaki gelişmeler, özelliğinden dolayı, diğer gelişmeler; örneğin ulaşım, haberleşme, uzay, enerji alanındakiler gibi toplum tarafından sezilememekte ve takip edilememektedir. Ancak yukarıda belirtilen tüm alanlardaki gelişmelerin gerçekleşmesini, takım tezgahı alanındaki gelişmelerin sağladığı unutulmamalıdır.
    ________________________________________
    2-CNC TEZGAHLARIN ÜSTÜNLÜKLERİ
    Günümüzde takım tezgahları ve bunlarla birlikte bir çok tertibatlar ve cihazlar CNC şeklinde yapılamamaktadır. Bu nedenle bu hesaplar kanımca günceliğim yitirmiştir. Bununla beraber CNC tezgahların üstünlüklerini bir daha belirtmekte yarar vardır:
    2.1. Konvansiyonel tezgahlara göre;
    • Yardımcı ve hazırlık zamanların çok düşük olması, prodüktivitenin önemli şekilde artması ve maliyetin azalması.
    • Daha yüksek ve özellikle sabit kalite elde edilmesi.
    • Daha az ve basit tutturma tertibatlarına gereksinme olması.
    • Çok karmaşık parçaların, yüksek bir doğrulukla işlenebilmesi.
    2.2. Mekanik otomat tezgahlara göre;
    • Çok daha esnek olması, yani işleme koşullarının çabuk değiştirilebilmesi.
    • Ayar zamanının çok daha kısa olması.
    2.3. CNC tezgahların mahsurları
    • Daha hassas olması ve dolayısıyla çevre etkilerine karşı daha iyi muhafaza edilmesi.
    • Bozulma ihtimallerinin daha büyük olması ve ayrıca tamirat için uzmanlaşmış elemanlara ihtiyaç duyulması.
    • Programlama için kalifiye elemanlar istemesidir.
    Bu nedenle özellikle ilk olarak CNC tezgahlarım kullanan firmalar, aşağıdaki hususlara dikkat etmelidirler:
    • Tüm bölümlerin ve özellikle CNC tezgahı ile yakın ilişkili olan personelin,CNC tezgahlar hakkında bilgi edinmesi ve bu hususta personelin eğitilmesine önem verilmelidir.
    • Konstrüktörler ve ressamlar imalat resimlerini CNC tezgahların özelliklerine göre hazırlamalıdırlar.
    • Takım ve tutturma tertibatların CNC tezgahlarda kullanılmak üzere bir organizasyon yapılmalıdır.
    • Tezgahların bakımı için özel önlemler alınmalıdır.
    ________________________________________
    3. NC TEZGAHLARININ KONSTRÜKSİYON ÖZELLİKLERİ
    3.1 Teorik Esaslar
    Takım tezgahlarının amacı, hammaddeye toleranslarla belirtilen bir kalitede şekil vermektir. Şekil verme işlemi, takım ve parçanın izafi hareketlerinin sonucu olarak talaş kaldırma ile gerçekleşir. CNC tezgahlarında programla belirtilen bu hareketler, tezgahın kontrol ünitesi tarafından vurgu şeklinde elektronik sinyallere dönüştürülür; bu sinyaller motoru ve buna mekanik iletim sistemi (dişli çark, cıvata mekanizması vb.) ile bağlı olan kızağı harekete geçirirler. Tezgahın Şekil 3.1'de gösterilen iletim seması dikkate alınırsa, bu sistemin hızı Şekil 3.2a'da gösterildiği gibi aniden O'dan nominal değere ulaşmaz. Gerçek hız-zaman (u=f(t)) diyagramı Şekil 3.2b'de gösterildiği gibidir.
    Burada hızın nominal değere ulaşma zamanına gecikme zamanı denilir ve esasen kızağın konumu bakımından bir hata meydana getirir. Ayni şekilde durma zamanı da aniden değil durma zamanı denilen belirli bir zamandan sonra gerçekleşir. Gecikme ve durma zamanları ivmeleme ve yavaşlama zamanına bağlıdır. Bu faktörler küçülürse, gecikme ve durma zamanları büyür ve buna bağlı kızağın konum hataları da büyür.
    Yukarıdaki açıklamalar basit bir şekilde de yorumlanabilir. Bir sisteme sinyallerin verilmesi ile o sistem aniden harekete geçmez; sistemin yapışma bağlı ve konum hatalarına neden olan bir gecikme zamanları meydana gelir. Buna göre kontrol ünitesinden gönderilen sinyallerle motor hemen harekete geçmez; aynı şekilde motorun harekete geçmesi ile kızak hemen harekete geçmez. Buna kontrol tekniğinde sistemin cevabı (cevap frekansı) denilir. Mekanik sistemlerde gecikme zamanı yani kızağın konum hataları: parçalar arasındaki boşluklara, sistemi
    oluşturan parçaların rijitliğine, hareket halindeki parçaların kütlelerine, parçalar arası meydana gelen sürtünmeye ve sönümleme olayına bağlıdır. Bunun yanı sıra bu faktörlerin etkisi altında tezgahta, parça kalitesin! bozan titreşimler de meydana gelebilir; buna kararsızlık denilir. Bu bakımdan yüksek bir işleme kalitesi
    ve kararlı bir çalışma için, CNC tezgahlarının şu özelliklere sahip olmaları gerekir:
    Yüksek rijitlik;Parçalar arasında minimum boşluk;Düşük kütleler ve momentler;Düşük sürtünme ve uygun bir sönümleme.

    3.2 Konstrüksiyon Örnekleri
    CNC tezgahların konstrüksiyonu hakkında bir fikir vermek için, Şekil 3.2'te bir CNC torna tezgahı verilmiştir. Mekanik otomat tezgahlarla karşılaştırıldığında CNC tezgahlar konstrüksiyon bakımından çok daha basit olarak görülmektedir. Ayrıca Şekil 3.4 ‘te CNC freze tezgahı gösterilmiştir:

    Şekil 3.2
    Şekil 3.4
    Delikli plakalar üst ve alt yüzeyleri çok iyi işlenmiş, üzerinde delikler bulunanj, boyutları 250 mm x 500mm’ye kadar parça bağlanabilen dökme demirden yapılan elemanlardır. Plakalar çok hassas ve güvenilir şekilde tezgah tablasına bağlanır ve plaka üzerinde parça turtturulur. Deliklerin bazıları saf delik, bazılarında vida vardır. Çok iyi işlenmiş (taşlanmış ) olan saf deliklere parçanın konumlandırılması için pimler yerleştirilir.
    3.3 Tezgah gövdeleri
    Tezgah tipine göre, tezgah gövdeleri birbirinden oldukça farklıdır. Ancak bir genelleştirme yapılırsa tezgahların gövdesi, banko ve kolon'lardan meydana gelir. Banko tezgahın bulunduğu zemine göre yatay; kolon bu zemine göre dikey vaziyette bulunan gövde kısmıdır. Buna göre bazı tezgahlar örneğin torna, sadece bankodan (Şekil 3.4); bazıları örneğin freze sadece kolondan meydana gelirler. Tezgah gövdeleri; yüksek rijitliğe ve kütleleri azaltmak için hafif konstrüksiyona sahip olmaları; başka bir deyişle rijitlik / kütle oranı yüksek olması gerekir. Ayrıca malzeme seçiminde sönümleme özelliği de dikkate alınır. Rijitlik/kütle oranı üzerinde yapılan teorik ve deneysel incelemelere göre, bu bakımdan en uygun kesitin içi boş kesit olduğu anlaşılmıştır. Boş kesitler eğilme
    ve burulma gibi zorlamalarda, kesitteki gerilmelerin dağılımım eşitlemekle beraber eylemsizlik momentim de artırırlar. Ancak bu durumda elemanın dış boyutu da artar. Boş kesitli elemanların rijitliklerini artırmak için kaburgalar veya özel şekillendirmeler yerleştirilir. Gövdelerin burulma rijitliği, gövdeyi oluşturan kısımların birbirine bağlama şekline bağlıdır. Genellikle cıvatalarla ön gerilme şeklinde yapılan bu bağlamalar, bir yandan veya iki yandan olabilir. Genelde iki yandan yapılan bağlama, burulma rijitliğini arttırır. Tezgahların rijitliği, tasarım sırasında günümüzde geliştirilmiş bir hesap yöntemi olan sonlu elemanlar yöntemi ile kontrol edilir (Şekil 3.4).

    Şekil 3.4 Tezgahın rijitliği ve tablanın hareketleri
    Şekil 3.5. CNC Torna tezgahı
    3.4 Hareket iletim elemanları

    CNC tezgahlarında kullanılan iletim elemanları vida mekanizması, dişli çarklar, dişli kayış kasnak mekanizması, kaplin veya kavrama gibi elemanlardır. Bu elemanların konstrüksiyonunda: yüksek rijitlik, minimum boşluk, düşük sürtünme ve yüksek verim gibi faktörler dikkate alınmalıdır.
    İletim elemanlarının en önemlisi vida mekanizmasıdır. Bu elemanlardan istenilen; yüksek rijitlik, düşük sürtünme, yüksek verim, helis açışı 3...4° gibi faktörler, konvansiyonel tezgahlarda kullanılan normal trapez vida ile
    karşılanamaz. Bu nedenle CNC tezgahlarda bilyalı vida mekanizması kullanılmaktadır (Şekil 3.6). Bu elemanların rijitliği çok yüksek olmakla beraber, sürtünmesi çok düşük ve verimi çok yüksektir. Ayrıca vida ile somun arasındaki boşluklar kolayca ayarlanabilir ve bir ara bilezikle, rijitliği büyüten ön gerilmeli hale getirilebilir.

    Şekil 3.6 bağlantı elemanları
    Şekil 3.7
    3.5 Yataklar ve kızaklar
    Kızak yoları ve yataklar tezgahın hareketli elemanlarım desteklemekle beraber, bunların belirli bir doğrultuda hareket etmelerin! sağlarlar. Kızak yolları, destekledikleri kızakların bir tek doğrusal yönde hareket etmelerim sağlarlar (Şekil 3.6). Yataklar destekledikleri millerin sadece kendi eksenleri etrafında dönmelerim sağlarlar. Pek tabi ki hem dönme hem de doğrusal hareket imkanı sağlayan kızak- yatak sistemleri de vardır.
    Yataklar ve kızaklar çalışma ilkesi bakımından (Şekil 3.7); kaymalı ve yuvarlanmalı olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Yuvarlanmalı yataklara rulman da denilir.
    Yatak ve kızaklarda meydana gelen en önemli olay sürtünmedir. Sürtünme bu elemanlarda: aşınma, enerji kaybı ve sıcaklığının yükselmesine neden olur. Bu bakımdan sürtünmeyi ve onun neden olduğu menfi olayları azaltmak için yatak ve kızaklar yağlanır. Yağlama bakımından yatak ve kızaklar kuru, sınır, hidrodinamik (a), hidrostatik sıvı (b), hidrostatik hava (c) olabilirler. Yüzeylerin arasında yağ bulunmayan sürtünme hali olarak açıklanan kuru sürtünme, büyük konum hataları, dinamik karasızlık, enerji kaybı aşınma meydana getirir. Bu nedenle CNC sistemlerde kuru sürtünme halinde çalışan yatak ve kızaklar kullanılmaz. Sınır sürtünmesi, yüzeylerin arasında yağ bulunmasına rağmen sıvı sürtünmenin meydana gelmediği sürtünme halidir; burada önemli olan yağın yapışma kabiliyetidir. Sıvı sürtünmesi yüzeylerin tamamen bir yağ tabakası tarafından ayrıldığı ve sürtünmenin yağ molekülleri arasında meydana geldiği sürtünme halidir. Sıvı sürtünme hidrodinamik ve hidrostatik olmak üzere iki gruba ayrılır. Hidrodinamik sıvı sürtünmede yüzeyleri ayırtan yağ tabakası, yüzeyler arasında kama şeklinde bir boşluk olduğu durumda, belirli bir izafi hızda kendiliğinden oluşur. Mil yatağa göre eksantrik bir konum alır (Şekil 3.7). Bu nedenle bu sistemler CNC tezgahlarında kullanılmaz. Hidrostatik sıvı sürtünmesinde yağ tabakası, sistemin dışında bulunan yüksek basınçlı bir yağ pompası ile oluşturulur. Özetlenirse tezgahlarda;
    • Yataklar: hidrostatik sıvı ve yuvarlanmalı;
    • Kızaklar: sınır, yuvarlanmalı ve ender hidrostatik sıvı şeklinde kullanılırlar.
    ________________________________________
    4- CNC TEZGAHLARIN ÜNİVERSAL TEZGAHLARLA KARŞILAŞTIRILMASI
    4.1. CNC Tezgahların Geliştirilmesinin Amaçları
    • Üretimin hızının artırılarak birim maliyetinin azaltılması.
    • Şekil ve ölçü zorluğu olan, çok işlem gerektiren parçaların üretiminin kolaylıkla yapılabilmesi.
    • Seri imalat parçalarının şekil ve ölçü hassasiyetinin bozulması ve kolayca kontrol edilebilmesi.
    • Klasik yöntemlerle işlenmesi mümkün olmayan parçaların üretiminin yapılması.
    4.2. CNC Tezgahların Avantajları
    • Verimliliği arttırır.
    • İşlenen parçaların ölçü ve şekil tamlığı yüksektir. Bu nedenle bozuk parça sayışı çok düşüktür ve kalite kontrolü kolaydır.
    • Özel takım ve iş bağlama aparatlarına duyulan ihtiyaç azdır. Bu nedenle takım ve aparat stoklama sorunu azdır. Ölü yatırımların maliyetleri düşüktür.
    • CNC Tezgahlarda çok sayıda işlem aynı anda (bir bağlamada) yapılabileceğinden tezgahlar arasındaki iş parçası akışı azdır.
    • İşlem süreleri sabit olduğundan, üretim takibi yapmak, planlamak, denetlemek ve önceden zaman tespiti yapmak (elle veya bilgisayarla programlama imkanı ile) mümkündür. Bu da imalat seçeneklerinin tespit edilebilmesi ve üretim planlamasıyla iş parçasının işlem maliyetinin belirlenme kolaylığım sağlar.
    • Programdaki esneklikler ve çabuk müdahalelerle dizayn değişiklikleri (ölçü-şekil) oldukça hızlı ve kolay olacaktır.
    4.3 CNC Tezgahların Dezavantajları
    • İlk yatırım ve işletme maliyeti yüksektir.
    • Tezgah programcı ve kullanıcıların özel eğitim görmeleri gerekmektedir.
    • Elektrik ve elektronik donanımlarının bakım-onarım maliyeti yüksektir ve bu tür işlemler için kalifiye personel gerekmektedir.
    • Kesici takımların seçilmesi kesme şartlarının belirlenmesi, magazine yerleştirilmesi, ölçülerin tespiti çok daha fazla dikkat ister.
    • Teknik resimlerin hazırlanması ve kalite kontrol aşamalarının tespiti bu tezgahların özelliklerine göre yapılması gerekir.
    • Yukarıda verilen bilgiler doğrultusunda CNC Tezgahların her uygulama için doğru ve ekonomik olmayacağı açıktır.

    Bu durum yukarıdaki grafikten de anlaşılabilir. Basit ve az sayıdaki parça imalatı çoğu zaman üniversal tezgahlarda daha ucuz ve kolay yapılabilir. Ancak çok ince ayrıntıları olan, şekil ve ölçü hassasiyeti yüksek parçaların imalatı sayıları azda olsa CNC Tezgahlarda daha ucuz ve hızlı yapılabilir. CNC Tezgahlarda programlama bittikten ve imalat için gerekli olan hazırlıklar sonra parça başına düşen işlem süresi oldukça kısadır.
    CNC tezgahlarda imalat adedi çok yüksektir. Kesme hızları ayarlandığında ve işlem sırasında sabit kaldığından dolayı takım ömürleri genelde daha uzundur. CNC tezgahlarda bir çok işlem birden yapılabildiği için birkaç klasik tezgah yerine kullanılabilir.
    ________________________________________
    8-NC TEZGAHLARDA AKTARMA (DNC)
    DNC: Direct Numerical Control / Distributed Numerical Control
    8.1 128 CNC tezgaha tek PC’den DNC uygulaması
    • 2 CNC tezgahtan 128 CNC tezgaha kadar tek PC'den denetim
    • NC Program yükleme, Tezgahtan Program Çağırma
    • CAD / CAM / PDM Sistemlerine ve Network'lere (Intranet ve Internet) Entegrasyon Tape Reader Desteği, NC Program Editörü CNC Üretim Hattı Otomasyonu ile Zaman ve İşgücü Tasarrufu + Asgari Hata
    • 128 CNC tezgaha tek PC’den DNC uygulaması.
    • Kullanımı kolay ve Microsoft Windows 95/ NT tabanlı nesne-yönelik DNC Explorer yazlım paketi.
    • Sürükle-Bırak (Drag&Drop) yöntemi ile tezgahlara program gönderebilme.
    • CNC Operatörlerinin tezgah üzerinden program çağırabilmesi (Remote Request)
    • %100 Network uyumlu DNC sistemi, mevcut CAD/CAM sistemi ile entegrasyon.(WindowsNT, Novell,Unix, VMS, OS/2)
    • Network sorunlarından etkilenmeden çalışabilme (Server Safe).
    • Uzun dosya isimleri (256 karakter) desteği, (long filename support).
    • Yüksek hızlı talaş kaldırma işlemlerini destekleyen 256Kbps’e kadar veri transferi hızları. (Hi-Speed Machining Support)
    • Hata düzeltme özelliklerine sahip hazır DNC protokolleri (Bridgeport Easylink, Fanuc Protocol A, Expand A, Kermit, OkumaB, Mazatrol, Xmodem, vb)
    • (DNC Protocol Builder) DNC Protokol Kurucusu ile eski model, özel amaçlı üretilmiş, hazır destek imkanı kalmamış tezgahları için uygun protkol oluşturma.
    • Kullanıcı tarafından düzenlenebilen/değiştirilebilen 100’den fazla CNC Şablonu (CNC Templates) ile CNC parametrelerine hızlı ve kolay ulaşım.
    • RS-232 veya RS-422 uyumlu bütün CNC tezgahlarla iletişim imkanı ve arka planda çalışma (background working).
    • Kullanıcı tarafından düzenlenebilen/değiştirilebilen CNC/DNC Dosya Yöneticisi (Predator File Manager). İşlemlerin işe, müşteriye veya tezgahlara göre organizasyonu.
    • Entegre Predator CNC Editörü ile NC dosyalarının kıyaslaması, ilerleme ve ayna hızlarının otomatik değiştirilmesi, 256 seviye “undo/redo” imkanı, CNC tezgah sınırlarının (hareket, ilerleme hızı, ayna hızı) hesaplanması, atelye hesapları için calculator, 32MB uzunlukta NC dosyalarını açma, NC kodlarının grafik doğrulaması.
    8.2 DNC Nedir?
    Günümüzde, CAD/CAM sistemlerinin modern üretim ortamları için tasarımdan imalata kadar geçen süreç içinde kaçınılmaz bir gereksinim olduğu bilinmektedir.
    Şu anda ülkemizin önde gelen büyük, orta, küçük ölçekli; büyümeyi, kalite ve verimliliği artırmayı, yurtdışına açılmayı hedefleyen bir çok sanayi kurulşunda CAD/CAM sistemleri halen kullanılmakta veya kullanma aşamasındadır.
    CAD/CAM sistemlerinin diğer bir tamamlayıcı unsuruda DNC sistemleridir. Ülkemize az bilinen yada bilindiği halde fazla önem kazanmayan bir kavram olan DNC sistemleri, halen çok az sayıda olsa da özellikle savunma sanayi kuruluşları tarafından kullanılmakta veya kurulma aşamasındadır.
    Yurtdışında yapılan istatistiklere göre DNC sistemleri imalat sanayinde olduça yüksek verim artışı sağlamaktadır. Konu ile ilgili yapılan istatistikler bu yazının son bölümünde yeralmaktadır.
    DNC, Doğrudan Nümerik Kontrol veya Dağıtılmış Nümerik Kontrol olarak tanımlanmaktadır. Doğrudan veya Dağıtılmış Nümerik kontrol, imalat sanayide CNC tezgahlar için yazılan programların merkezi bir bilgisayarda depolanarak ilgili CNC tezgahlara gerektiği zaman yüklenmesi veya tezgahlardan merkezi bilgisayara geri gönderilmesi işlemidir.
    8.3 Neden DNC Sisteme İhtiyaç Vardır veya Duyulmuştur?
    CNC tezgahları olan ve DNC sistemi olmayan bir imalat sanayinde, CNC tezgahlara program girilmesi aşağıdaki yöntemlerden biri veya birkaçı ile yapılır.
    CNC tezgahın kontrol sistemi üzerinden program satırları tek tek girilir. MDI (Manuel Data Input)
    Herhangi bir bilgisayarda text dosyası olarak program yazılır, diskete alınır ve CNC tezgahın disket sürücüsü mevcut ise tezgaha yüklenir.
    CAM programı kullanılarak takım yolları oluşturulur, postprosesörden geçirilir ve yine diskete alınarak tezgaha yüklenir.
    CAM sistemi ile veya manuel olarak yazılan program, taşınabilir bir bilgisayara yüklenir, bilgisayar tezgahın yanına götürülür, bilgisayarın seri portu ile CNC tezgahın RS232 portlları arasına kablo ile bağlantı yapılır. Gerekli protokol ayarlarından sonra program tezgaha yüklenir.
    CNC tezgah imalatcısının sağladığı ve sadece o tezgah için tasarlanmış olan yazılım ve donanımı içeren bir sistem (Mini DNC gibi) kullanılır.
    Kontrol sistemleri eski olan tezgahlar için, perfore şeritlere (Punch Tape) yazılan programlar tezgah üzerindeki şerit okuyucudan geçirilerek program yüklemesi yapılır.
    Yukarıda anlatılan yöntemlerin dezavantajları şöyledir;
    Öncelikle, tezgah başında kontrol sisteminin tuşlarını kullanarak yazılan programlama yöntemi, CNC tezgahın çalışma verimliliğini düşürür. Hernekadar, bazı kontrol sistemleri bir taraftan parça işlerken diğer taraftan program girilmesine olanak sağlasada, bu yöntemde iş kazası veya hatalı parça üretme riski doğar. Bilineceği gibi CNC program yazma işlemi yoğun matematik işlemleri gerektirir. Bir taraftan hesap yaparak diğer tarfatan işlenen parçaya dikkat edilmesi, iş kazası, hatalı parça üretme riski veya hatalı program yazma ihtimalini artırır. Program girerken yapılabilecek bir rakam hatası, yüksek maliyetli tezgah arızalarına sebep olabilir. Bu sebepten CNC tezgahlar için yazılan programlar, gürültüsüz dikkatin dağılmayacağı ortamlarda ya CAM sistemi kullanarak yada herhangi bir bilgisyarda text dosyası halinde yazılmalıdır.
    CNC tezgahlara, disket kullanarak program yükleme bir önceki yönteme göre oldukça kolay ve pratiktir. Ancak bir çok kontrol sisteminde disket okuyucu bulunmaz. Diskette program saklamanın bir mahsuru ise; disketteki bilgiler manyetik ortamlardan kolayca etkilenebildiklerinden acil ihtiyaç durumlarında bozuk disket problemleri ile karşılaşma riskleri vardır. Ayrıca programlarda yapılan değişikliklerden dolayı kullandığımız disketteki bilgilerin son değişiklikleri içermeme ihtimali de vardır.
    Taşınabilir bir bilgisayar ile CNC tezgahlara program yüklenmesi en sık kullanılan yöntemlerden biridir. Bu yöntemi kullanabilmemiz için taşınabilir bilgisayarımızda CNC tezgah ile iletişim sağlayabilecek bir yazılım (Procomm, Crostalk, HyperTerminal, vb.) bulunması ayrıca CNC tezgah üzerinde RS 232 portu, uygun kablo bağlantısı ve bilgisayar ile tezgahın iletişim sağlayabilmesi için protokol ayarlarının (baudrate, parity, vs.) yapılması gerekir. Her tezgah için gerekebilecek farklı kablo ve farklı protokol ayarları bu yöntemin dezavantajlarıdır. Ayrıca bu tip ayarları yapabilecek eğitimli bir personelin imalat devam ettiği sürede hazır bulunması gerekir.
    Özel amaçlı olarak geliştirilmiş program yükleme yazılım ve donanımları ise genellikle pahalıdır. Her tezgahın yanında bir tane bulundurmak oldukça yüksek maliyetlidir. Ayrıca eski kontrol sistemli tezgahlar için bu sistemlerden bulmamız her zaman mümkün olmayabilir.
    Eski kontrol sistemlerinde bulunan serit okuma sistemleri kullanılarak program yükleme işlemi çok zaman alıcı ve zahmetli bir süreçtir. Şerit üzerinde oluşacak delik hataları büyük tezgah arızalarına sebep olabilmektedir. Program üzerinde yapılacak bir karakterlik değişiklik bile, eski şeritin tamamının atılarak yeni bir şeritin hazırlanmasını gerektirir.
    DNC sistemleri sadece yukarıda anlatılan sorunları çözmekle kalmamakta, beraberinde ilave birçok avantajlar da sağlamaktadır.
    8.4 DNC Sistemin Yapısı Nasıldır?
    DNC sistemi donanım olarak bir merkezi bilgisayar, DNC hub olarak adlandırılan seri port çoklayıcı ve tezgah ile DNC hub arasındaki kablo bağlantılarından oluşur.
    Yazılım olarak ise merkezi bilgisayarda CNC programları veri tabanı mantığı ile tutan ve bunların yönetimini sağlayan ve her tezgah ile olan iletişimi sağlayan protokolleri tutan bir yazılım gereklidir.
    Opsiyonel olarak merkezi bilgisayar olarak adlandırılan bilgisayar ile CAM sistemi arasında network bağlantısı yapılarak, CAM sisteminde hazırlanan CNC programlar doğrudan tezgahlara yüklenebilir
    8.5. DNC Sistemin Avantajları
    DNC sistemi ile hazırlanan CNC programlar tek bir merkezde toplanır. Merkezi bilgisayarda yapılacak olan düzenli yedekleme ile veri kayıp riski ortadan kalkar.
    CNC programlar, tezgah operatörleri tarafından yüklenebilir (download), özel olarak bu amaç için yetiştirilmiş bir personel bulundurmaya gerek kalmaz.
    Merkezi bilgisayar, CNC programların en son versiyonunu tuttuğu için tezgah operatörlerinin yanlış program yükleme riski kalmaz.
    Gerektiğinde CNC program tezgah operatörü tarafından tezgah üzerinde değiştirilirse, programın değiştirilmiş hali merkezi bilgisayara geri gönderilebilir (upload)
    Merkezi bilgisayara upload edilen programlar için, karşılaştırma programı kullanılarak farklı satırlar kolayca tesbit edilebilir.
    Merkezi bilgisayar, mevcut CNC programları belirli bir kataloglama mantığı ile tuttuğundan programlara erişim kolay ve hızlı olur.
    DNC sistemi ile, Kesici Takım Ölçme (Tool Presetter) tezgahı arasında herhangi bir CNC tezgah gibi bağlantı sağlanırsa, takım boy ve çap offsetleri bir dosya olarak merkezi bilgisayara upload edilerek ilgili tezgaha download edilebilir. Böylece operatörler tarafından CNC tezgaha girilmesi gereken yüzlerce takıma ait çap ve boy bilgisi hatasız ve hızlı bir biçimde yüklenir.
    DNC sistemi, Koordinat Ölçme (CMM) tezgahlarına bağlanalarak parça ölçümünde kullanılan programlar upload/download edilebilir. Ayrıca Reverse Engineering olarak adlandırılan yöntem ile CMM tezgahına bağlanan parçaların bilgisayarda modellerini oluşturmak için gerekli koordinat bilgileri
    Tezgahlara ait PLC dosyalarının birer kopyaları merkezi bilgisayarda tutulabilir ve gerektiğinde ilgili tezgahlara yüklenerek tezgah fonksiyonlarını etkileyen sorunlara çok kısa sürede müdahale edilebilir.
    ISO 9000 veya benzeri bir kalite sisteminin kullanılması durumunda CNC programların revizyon kontrolu ve yönetimi için ideal çözüm sağlanır.
    Program upload/download işlemleri için otomatik kayıt tutulur. Bu sayede hangi program hangi tezgaha ne zamam yüklenmiş, ne kadar zaman sonra yeni program yüklenmiş gibi bilgilere istenildiği zaman ulaşılabilir.
    Daha gelişkin DNC sistemlerinde (Machine Tool Monitoring) olarak adlandırılan yöntemler kullanılarak CNC tezgaha ait veriler (ilerleme, devir, tezgah alarmları, kesici takımın aşınma durumu) gibi bilgiler kayıt olarak tutularak gerekli istatistiki bilgiler elde edilebilir.
    Takım yollarının grafik simülasyonu da DNC paketlerinin bir modülü gelir. Bu sayede CNC programlarındaki takım yolları tezgaha yüklenmeden önce test edilip doğrulanabilir.
    8.6 DNC Sisteminin Kazandırdıkları
    Her program yüklemede ortalama 10 dakika (Disket ile veya taşınabilir bir bilgisayar ile program yüklemeye göre)
    Her program için ortalama 20 dakika takım boy ve çap ofseti girilmesinde (Manuel olarak tezgah kontrol sistemi üzerinden offset değerleri girilmeye
    MDI yöntemine göre program başına ortalama 60 dakika
    Upload edilen programların farklılıkarının karşılaştırılmasında program başına ortalama 30 dakika zaman kazanılacağı yapılan istatistiklerle belirlenmiştir.
    Ayrıca, yanlış, eski revizyon CNC program veya takım ofseti yüklemekten kaynaklanan hatalı parça üretimi ve hatalı parçaların kalite kontrolu için harcanan kayıp zaman ve malzemelerin verimliliğe olan etkisinin her zaman dikkate alınması gerekmektedir.
    ________________________________________
    17. TEZGAH BAKIMI
    CNC Tezgahlardan ideal verim almak ve ömrü uzatmak için çalışma ortamı, bakım en önemli konudur. Ayrıca meydana gelen basit arızaların giderilmesi ve bunların nedenlerinin araştırılıp önlem alınması tezgahın uzun süre hassas ve verimli çalışmasını sağlar.
    17.1. CNC Tezgahların Çalışma Ortamı
    Makineden yüksek performans elde etmek için oda sıcaklığı toz titreşim v.b. etkilere dikkat
    etmek gerekir. Oda sıcaklığının büyük miktarda değiştiği bir ortamda yüksek hassasiyetin elde edilemeyeceği n i söylemek gerekmez. Makinenin direkt güneş ışığı, havalandırma ve ısıtıcı cihazların etkisinden korunmasına dikkat edilmesi gerekir.
    Toz, soğutma sıvılarının buharı ve demir tozları ile kirlenmiş hava, makinanın kızak ve elektronik kartlarının ömrünü büyük ölçüde azaltır. Özellikle elektronik cihazlar toz ve nemden çok etkilenirler. Makine mümkün olduğu kadar temiz bir yerde kurulmalıdır.
    Ayrıca tezgah diğer makinalar tarafından meydana getirilen titreşimlerden ve yüksek frekanslı elektrik sinyalleri üreten makina ve cihazlardan korunmalıdır. Yüksek frekanslı elektrik sinyali gürültü üreten cihazlar:
    a- Ark kaynak makinaları
    b- Direnç kaynak makinaları
    c- Yüksek frekanslı kurutma makinaları
    d- transdüksiyonla ergitme ve sertleştirme cihazları
    17.2.1. Periyodik Bakımlar
    Günlük Bakımlar
    A- Her gün iş bitiminde tezgah operatörü, aşağıdaki işlemleri yapmalıdır:
    a) Tezgahın enerjisinin dalın (ince anlatılan sıra ile kesilmesi,
    b) Tezgahta birikmiş talaşların temizlenmesi,
    c)Tezgahların uzak gibi çalışan kısımlarının koruyucu yağ ile yağlanması. Bu işlem özellikle suda çözünen soğutma sıvısı kullanıldığında önemlidir.
    B- Tezgah operatörü, her gün işe başlamadan önce aşağıdaki kontrolleri yapmalıdır.
    a) Yağlama tankındaki yağ seviyesi,
    b) Operatör paneli ve elektrik panosunun temizliği,
    c) Yağ ve hava kaçakların olup olmadığı,
    d) Tezgahın aynası (torna için),paleti (işlem merkezlerinde) ve takım magazininin temizliği,
    c) Kızaklarda talaş olup olmadığı,
    f) Hidrolik tankındaki yağ seviyesi,
    g) Hidrolik basınçların,
    h) Elektrik panosundaki havalandırma fanlarının çalışıp çalışmadığı,
    i) Anormal ses ve titreşim olup olmadığı,
    l) Kumanda ünitesinin ekranında alarm olup olmadığı,
    k) takımların bağlantılarının sağlamlığı.
    17.2.2. Haftalık Bakımlar
    A- Bütün ikaz lambalarının bozuk olup olmadığı,
    B- Hidrolik yağ seviyesi,
    C- Basınç momentleri,
    D- Kağıt bant şerit okuyucunun temizliği.
    17.2.3. Aylık Bakımlar
    A- Elektrik panosu hava filtresi derinin temizliği,
    R- Tezgah limit sviçleri,
    C- Buton ve anatarların çalışıp çalışmadığı.
    17.2.4. Üç Aylık Bakımlar
    A- Tezgahın seviye kontrol
    B- Sonsuz vida ile dişli arsında boşluk olup olmadığı,
    C- Soğutma sıvısı takının temizliği,
    D- Elektrik panoları hava filtresinin temizliği.
    17.2.5. Altı Aylık Bakımlar
    A- Hidrolik yağım değiştirip, tankın temizlenmesi,
    B- Hidrolik yağ filtresinin temizlenmesi,
    C- Ayna dişlisi yağının değiştirilmesi.
    17.2.6. Elektrik Panosunun Temizliği
    Elektrik panosu soğutma ünitesi ve fan motorları periyodik olarak temizlenmelidir. Eğer soğutma ünitesi ve fanlar toz, nem veya diğer maddelerle kirlenir ise görevlerim yapamazlar. Temizleme aralığı ortamın kirlilik derecesine göre değişir.
    A- Hava Filtresinin Temizliği:
    Elektrik panosunun alt tarafındaki hava fîltresi kirlenirse filtrenin toz tutma fonksiyonu azalır ve aynı zamanda panonun içerisindeki hava sıcaklığı yükselir. Bunun için fîltreler temiz tutulmalıdır. a) Filtreyi tutan koruyucu kapaklar sökülür
     
  3. Mavi_Sema

    Mavi_Sema Özel Üye

    9.3. Sonuçların Değerlendirilmesi
    Bu çalışma sonucunda elde edilen değerlere göre CNC – Tezgahlarının ilk çalıştırma maliyeti Klasik Tezgahlara göre oldukça yüksektir. Bunun nedeni CNC Tezgahların amortismanlarının Klasik Tezgahlara göre daha yüksek olmasıdır. İşlenen parça adedi arttıkça her iki tezgahta da parça başına maliyet düşmektedir. CNC – Tezgahlarda işleme zamanının Klasik Tezgahlara göre çok kısa olmasından dolayı maliyetteki azalma daha fazladır. Yapılan hesaplarda bulunan 3666 parça adedinden sonra CNC Tezgahlarda maliyetin Klasik Tezgahlardan daha düşük olduğu görülmektedir.
    Bu hesaplamalar işletmelerin CNC –Tezgahlarla üretime geçip geçmemelerinin yararlı olup olmayacağı açısından önemlidir.
    Bu ödevi hazırlarken, bilgi almak için gittiğimiz firmalarda maliyetin hesaplanması daha değişik şekillerde yapılmaktadır. Fason çalışan işletmelerde CNC –Tezgahlarının bir dakikalık çalışma ücreti ½ Mark ‘tır. Parçanın işlenme zamanına göre maliyet hesaplanır. Büyük işletmelerde ise bu hesap tezgah amortismanları, tezgahın alımında ödenen faiz miktarı, tezgahın işletmede kapladığı hacmin maliyeti, tezgahın harcadığı enerji maliyeti, işçilik maliyeti ve takım maliyeti göz önüne alınarak hesaplanmaktadır.

    CNC 4

    In the 21st. century, technology is rapidly developing by the help of computers. A significant development for mechanical industry in last years is computer numerical control machining (CNC) that provides a revolution in manufacturing. Computer numerical control refers to the process of manufacturing machine parts in a production environment by giving numerical data to a computerized controller that uses motors to drive each axis (Krar & Check, 1997, p.585). It combines electronic hardware with software programs to perform various operations in the machine tool industry. Nowadays, the markets all over the world require an advanced technological producing method with high capacity and accuracy that is also economic. CNC machines have many significant advantages for machine producing such as increased productivity, better, safer production and easiness of the process.
    First of all CNC machines increase productivity by their advanced technology. These machines can be used continuously for producing . Apart from damage to cutters through continual use, if the matterial is available, there is no limit for producing with a CNC machine (An overwiev of CNC, n.d., p.1). Groover states that, although the basic metal cutting process is same as other systems, CNC reduces the time of cutting metal, because it requires less setups and also settings are done fast (1987, p.223). Also as Luggen says the production time is already known by CNC machines. Production is done in decided method according to program and finished on time. Therefore a high efficiency is provided by CNC (1989, p.12).
    Another important benefit of CNC is that it reduces the cost by its features such as many functions in same machine and qualified, high speed producing. As Krar and Check explain, “manufacturers must produce higher quality products, while also improving return on capital invested and lowering manufacturing and labor costs. These factors alone are justification for using CNC and automating factories. They provide the opportunity to produce goods of better quality faster and at a lower cost”(1997,p.588). Luggen (1988) explains that a process that would be performed by many differenet machines can be performed by only using CNC technology. For doing this the only thing we have to do is making an appropriate program setting (p.12) "Instead of half a dozen machines, a CNC machine is capable of doing many operations, such as milling, boring, drilling, counterboring, threading and tapping-all in one set up" (Nanfara & Ucello & Murphy, 1995, p.4). Luggen asserts that popularity of CNC comes from its feature that it provides the cheapest way of production with a stable quality. He adds that it is not only advantageous for large quantity, but also for singular parts (1988,p.11). According to El Wakil in CNC machines there is no need to transfer workpiece to another machine in order to make a different process. After making a single set up they can do many operations recursively by changing the tools used automatically. This feature reduces the nonproductive time during workpiece transfer and making set ups. So the spending time is only actual machining time which is only 5% of all production time (1989, p.371). Therefore Numerical Contol Machines reduce the cost of unit production by the way of choosing the speed of spindles and setting up feed rates, coolant control and automatic fixture indexing (Luggen, 1989, p.11).
    Secondly; CNC machines provide better and safer production by their precision and high accuracy. According to Krar and Check making some trial process or changing tools are not needed in CNC machining. Therefore, some possible human errors are eliminated and production is done in a more reliable condition (1997, p.588). As Krar and Check states there is no need to attention of operator during producing for a CNC machine. Futhermore the operator is protected from some accidents such as being exposed to moving workpiece parts (1997, p.588). El Wakil (1989) declares that by the way of its advanced computer technology when there is an error, a CNC machine can diagnose and display it. Then production is stopped and failure of tools or producing scrap is prevented (p.391).
    What is more, CNC machines work with a high accuracy by precise tools and computer control calculations. Krar and Check maintain that although it changes from time to time a qualified machinist can only work to close tolerances such as 0.001 in. Furthermore it takes years to have this ability for a human . It means when humans operate the process some waste will result. But a CNC machine can produce workpieces with a 0.0001-0.0002 inches (0.0025-0.005 mm) tolerance (1997, p.587). Moreover, El wakil says due to being controlled by computers, CNC machines provide a high precision and repeatability. He adds if a CNC machine produces a number of parts continuously, these parts are exactly same (1989 p.37). Because consumers all over the world were desiring more dependable products, CNC technology was really needed due to operating to small tolerances and making this operating continuously. So by the way of using this technology it became possible to produce accurate and reliable parts in order to make consumers content (Krar & Check, 1997, p.587).
    Lastly, CNC technology makes it easy to produce machines and it does not require so much manual work. Because CNC machines use programs in order to make process the only thing to do for producing a new workpiece is loading a suitable program (Lynch, n.d., p.2). Krar and Check maintain that it takes a short time to prepare programs and do essential settings on computer before starting machining. They add that there is no need to some extra tools in CNC machines (1997, p.588). El Wakil (1989) explains that after being programmed, CNC machines do not require a human operator to stand beside and control operations. Therefore in order to do some processes in dangerous positions for humans such as spreading of some poisonous gases during the machining of polymeric materials, CNC machines can be employed safely (p.371).
    In addition, complex machining operations can be easily performed with CNC. Khol says in CNC machines we have the chance of producing tools without using a model. He adds that CNC machines have the capability of understanding mathematical inputs so we can even produce machine parts that have complex shapes and surfaces by the way of giving their mathematical equations (1972, p.4). Also Luggen highlights old machining methods were not capable of designing complex shapes. CNC machines provide an easy way to produce these parts without requiring high costs(1988, p.12). “An example of roughening is using the code G68 which involves a cycle to rough out a bar to a defined shape when cutting along z axis (turning). The shape is defined in a series of blocks called up in the G68 block together with a parameter that defines the incremental depth of cut” (El Wakil, 1989, p.391). El Wakil gives another example and says by the way of subroutines that helps the operator to repeat a process on different places of workpieces, many grooves on a shaft can be created easily (1989, p.391). Besides, CNC machines have advanced programming capabilities that allow making some corrections and improvements after running a program. El Wakil (1989) underlines that it is nearly impossible to prepare a fully optimal program in first attempt. So some corrections and improvements must be done after running a program. He continues by the developed programming capabilities, CNC allows us to edit programs, make modifications and save them into the memory (p.389). For example “in a modern CNC lathe, the program is edited on a cathode ray tube that is similar to but smaller than that of a computer and there is a input device which is usually referred to as manual data input (MDI) provides a means of entering programs into the memory of the computer without the need for the tape reader (El Wakil, 1985, p.389). Additionally one of the most useful capabilities of programming is that it save some geometric models and provide using this parts in order to make CNC part programs in a short time. (Nanfara et al,1985,p.4 ).
    In conclusion, CNC technology that combines the precise tools of advanced machines with reliable calculations and control of computers provides an evolution of manufacturing in industry. It has been one of manufacturing`s major developments in the past fifty years. It has not only resulted in the development of new techniques and the achievement of higher production levels, but also has helped to increase product quality and stabilize manufacturing costs. The demands of markets are always increasing in all over the world and the only way to cover this demand is doing manufacturing in a modern method. CNC machining seems to be most appropriate method of manufacturing by their advanced properties such as providing fast, safe and econonomic production.
     
  4. Mavi_Sema

    Mavi_Sema Özel Üye

    7. CNC-TAKIM TEZGAHLARINDA MALİYET HESABI [7]
    7.1. Operasyon Tayini Ve Sıralaması:
    1.kısım:
    1-G01 ile alın tornalama
    2-35’den 26’ya l=43,5 mm G81 çevrimi
    3-26’dan 24’e l=41,5 mm G01 ile silindirik tornalama
    4-24’den 22,5’e l=41,5 mm G01 ile silindirik tornalama
    5-G01 ile 1,5x450 pah kırma
    6--22,5’den 22’ye l=40 mm G01 ile ince talaş alma
    7-G02 ile R2 radiüsünün verilmesi
    8-G01 ile 0,5x450 pah kırma
    9-G84 çevrimi ile M22x1,5 vida açma
    10- Frezeleme işlemi
    2.kısım:
    11-G01 ile alın tornalama
    12-35’den 22’ye l=31 mm G81 çevrimi
    13-22’den 20,5’e l=30 mm G01 ile silindirik tornalama
    14-G01 ile 2,5x450 pah kırma
    15-20,5’dan 20’ye l=27,5 mm G01 ile ince talaş alma
    16-G02 ile R1 radyüsünün verilmesi
    17-G01 ile 1x450 pah kırma
    18-G84 çevrimi ile M20x1,5 vida açma
    NOT:Frezeleme işleminden sonra parça vida açılmış olan tarafından kör somuna takılarak aynaya bağlanır.
     

Bu Sayfayı Paylaş