Ana sayfa   Sponsorlarımız:
         
     
Rapor - Makale > CNC Tezgahlar > CNC Takım Tezgahları:
 

Muhammed Dinçel
Tekirdağ, 1999
www.tarimmakineleri.8m.com
Trakya Üniv. Tekirdağ Ziraat Fak.
Tarım Makineleri Böl. Diploma Çalışması

 

İÇİNDEKİLER


ÖNSÖZ

Günümüzde tarım ve diğer insan iş gücü gereksinimini azaltmak ve seri imalata yani fabrikasyona geçebilmek için makineler ve bu makineler için takım tezgahları tasarlanmıştır. Diğer makine sanayi ve otomotiv sanayinden sonra tarım makineleri imalatında da kullanılmaya gereksinim duyulmuştur. Bu tasarımcıların amacı başta da değindiğimiz gibi insan gücünü daha hızlı, güvenilir ve verimli aletlerle değiştirmek olmuştur. Uzun yıllar bu tezgahlarda köklü bir değişiklikler olmamıştır. Ama sürekli bir gelişme kaydedilmiştir. Çağımız bilgisayar teknolojisine bürünmesi, metal kesme işlerinde bir çağ açmış olmaktadır. Bu olay genellikle "Bilgisayar Destekli Nümerik Kontrol" olarak isimlendirilir. Kısa adlandırılması ise CNC' dır. Bu tür takım tezgahları diğer sanayi kollarından sonrada tarım makineleri sanayine sıçramış ve üreticileri bu tezgahlara yatırıma sevk etmiştir. Bu sayede tarım makineleri sanayi Avrupa standartlarına yaklaşma eğilimi göstermiş ve imalatta seri, hatasız üretime başlanmıştır. Bu çalışmamızda CNC 'nin tanıtılması, tezgah çeşitleri ve programlama tekniklerine değinilecektir.

GİRİŞ

CNC TEZGAHLARININ TARİHÇESİ:

Nümerik kontrol fikri II. Dünya savaşının sonlarında ABD hava kuvvetlerinin ihtiyacı olan kompleks uçak parçalarının üretimi için ortaya atılmıştır. Çünkü bu tür parçaların o günkü mevcut imalat tezgahları ile üretilmesi mümkün değildi.

Bunun gerçekleştirilmesi için PARSONS CORPORATION ve MIT (Massachusetts Institute of Tecnnology) ortak çalışmalara başladı. 1952 yılında ilk olarak bir CINCINNATTI-HYDROTEL freze tezgahını Nümerik Kontrol ile teçhiz ederek bu alandaki ilk başarılı çalışmayı gerçekleştirdiler. Bu tarihten itibaren pek çok takım tezgahı imalatçısı Nümerik Kontrollü tezgah imalatına başladı. İlk önceleri NC takım tezgahlarında vakumlu tüpler, elektrik röleleri, komplike kontrol ara yüzleri kullanılıyordu.

Ancak bunların sık sık tamirleri hatta yenilenmeleri gerekiyordu. Daha sonraları NC takım tezgahlarında daha kullanışlı olan minyatür elektronik tüp ve yekpare devreler kullanılmaya başlandı. Bilgisayar teknolojisinde ki hızlı gelişmeler Nümerik Kontrollü sistemleride etkilemiştir.

Artık günümüzde NC tezgahlarda daha ileri düzeyde geliştirilmiş olan entegre devre elemanları, ucuz ve güvenilir olan donanımlar kullanılmıştır. ROM (Read Only Memory) teknolojisinin kullanılmaya başlanılmasıyla da programların hafızada saklanmaları mümkün oldu. Sonuç olarak bu sistemli gelişmeler CNC' nin (Computer Numerical Control) doğmasına öncülük etmiştir. CNC daha sonra torna, matkap vb. takım tezgahlarında yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

 

CNC NEDİR?

Bilgisayarlı Nümerik Kontrol de (Computer Numerical Control) temel düşünce takım tezgahlarının sayı, harf vb. sembollerden meydana gelen ve belirli bir mantığa göre kodlanmış komutlar yardımıyla işletilmesi ve tezgah kontrol ünitesinin (MCU) parça programını edebilen sistemdir.

Bilgisayarlı Nümeik Kontrol de tezgah kontrol ünitesinin kompütürize edilmesi sonucu programların muhafaza edilebilmelerinin yanında parça üretiminin her aşamasında programı durdurma, programda gerekli olabilecek değişiklikleri yapabilme, programa kalınan yerden tekrar devam edebilmeve programı son şekliyle hafızada saklamak mümkündür. Bu nedenle programın kontrol ünitesine birkez yüklenmesi yeterlidir. Programların tezgaha transferleri delikli kağıt şeritler (Punched Tapes), Manyetik Bantlar (Magnetic Tapes) vb. veri taşıyıcılar aracılığıyla gerçekleştirilir.

CNC TAKIM TEZGAHLARI:

CNC takım tezgahların dan önce NC takım tezgahlarına özetleyip CNC tezgahlarını anlatmaya geçeceği Nümerik Kontrol (NC) metal ve diğer tür malzemelerin talaş kaldırmak suretiyle işlenmesinde kullanılan her türlü takım tezgahında yaygın olarak uygulanmaktadır. Bu tezgahlardan bazıları şunlardır:

  • Torna tezgahı (lathe machine)
  • Freze tezgahı (miling machine)
  • Matkap tezgahı (drilling machine)
  • Delik büyütme tezgahı (boring machine)
  • Taşlama tezgahı (grinding machine)


Şekil 1.2 NC takım tezgahları

Bütün NC takım tezgahlarının kendilerine özgü kapasite, operasyon yetenekleri ve bir takım karakteristik özellikleri vardır. Bu nedenle tezgahın sahip olmadığı hiçbir işleme özelliği o tezgaha yaptırılamaz.

NC takım tezgahlarında hafıza bulunmadığından bu tür tezgahlarda blok verileri sıra ile okunur ve işleme konulur. Bir iş parçasının imalatı esnasında tezgahın kontrol ünitesi (Machine Control Unit) bir bloktaki bütün verileri okur ve tezgahta gereken işlem operasyonlarını yerine getirir. Operasyonlar tamamlandıktan sonra bir sonraki bloka geçirilir. Bu işlem sırasıyla program sonuna kadar devam eder.

Parça programları standart kağıt şerit üzerindeki yer ve diziliş şekillerine göre farklı nümerik (sayısal) ve alfa nümerik (alfa sayısal) değer ve anlamları vardır.

CNC takım tezgahlarının fiziksel tasarım ve konstrüksiyonların NC tezgahların aynıdır. Ancak NC takım tezgahlarında yapılmaları pratikte mümkün ve ekonomik olmayan bir dizi fonksiyonel özellikler bu tür tezgahlara ilave edilmiştir.

Bu özellikler şunlardır;

  • Tezgaha yüklenmiş olan parça programları kontrol ünitesi hafızasında saklanabilir, buradan çağrılarak defalarca işletilir.
  • Tezgah kontrol ünitesini besleyen özel bir güç kaynağı mevcuttur. Tezgahın enerjisi kesilse bile program vb. veriler muhafaza edilir.
  • Parça programı üzerinde yapılması düşünülen değişiklikler istenildiği anda ve kolaylıkla yapılır. Değiştirilmiş olan program son şekliyle hem işletilir hem de hafızada saklanır.
  • Bazı rutin operasyonlar program içerisinde döngüler (Cycles) şeklinde tanımlanır ve gerekli yerlerde kullanılır. (Delik delme, delik büyütme, dikdörtgen cep frezeleme, kademeli ve konik tornalama, radyüs tornalama vb.)
  • Bir iş parçası üzerinde döngüler dışındaki tekrarlanması gereken operasyonların programlama ana program (Main Program) içerisinde birkez yazılır ve Alt Program (Sub Program) adıyla isimlendirilirler. Ana programın uygulanması sırasında bu alt programlar gerekli yerlerde çağrılarak işlem tamamlanır. Buna örnek olarak ADANA yazısının programını verebiliriz. Burada A harfi için bir alt program yazılır. Ancak bu program farklı X mesafesinde sadece koordinat tanımlamaları yapılmak suretiyle uygulanır. Böylece normal program %40 daha kısaltılmış olur.
  • Bir parçanın programı yazıldığında normal olarak belirli tür ve çaptaki kesicilere işlenir. Programlama esnasında kesici çapının dikkate alınarak bazı belirli ölçüsel kaydırmaların yapılması gerekir. Halbuki kesici telafisi (Cutter Compensation) kolaylığı ile bu kaydırmalar CNC kontrol ünitesi (CNC Control Unit) tarafından programın işletimi esnasında yapılır. Kullanılan kesici kırıldığında ve aynı çapta başka bir kesici bulunamadığı durumlarda farklı çaptaki kesici ile programa kalınan yerden devam edebilme kolaylığı sağlar. Kontrol ünitesi yeni kesicinin çapına göre gerekli ölçüsel kaydırmaları yapar.
  • Bilgisayar sayesinde konum değiştirmeler, devir sayısı ve ilerlemelerde optimum değerlere ulaşır. Bunun sonucu olarak CNC takım tezgahlarında ideal çalışma koşulları sağlanmış olur. Alın tornalama işleminde iş parçasının çapı sürekli olarak değiştiğinden buna bağlı olarak devir sayısının da değişmesi gerekir (Constant Surface Speed). Sonuç olarak elde edilen yüzey kalitesi ve hassasiyet konvansiyel tezgahlara (Conventional Machines) kıyaslanmayacak derecede iyidir.
  • CNC kontrol ünitesinde bilgisayar kullanımı sonucu diğer pek çok bilgisayar ve sistemleriyle iletişim kurabilme avantajına sahiptir.
  • Parça imalatınageçilmeden önce görüntü ünitesi (Visual Display Unit) yardımıyla grafik olarak parça programının benzetimi mümkündür.
  • Kesici aletlerin değiştirilmeleri her hangi bir manuel müdahale olmaksızın yapılır. Bunun için dönerli taretler (Rotary Turrets) yada paletli kesici magazinleri kullanılır.


Şekil 1.3 Kesici taret ve magazinler

CNC TAKIM TEZGAHLARININ AVANTAJLARI:

  • Konvansiyonel tezgahlarda kullanılan bazı bağlama kalıp, mastar vb. elemanlarla kıyaslandığı zaman tezgahın ayarlama zamanı çok kısadır.
  • Ayarlama, ölçü, kontrolü, manuel hareket vb. nedenlerle oluşan zaman kayıpları ortadan kalkmıştır.
  • İnsan faktörünün imalatta fazla etkili olmamasından dolayı seri ve hassas imalat mümkündür.
  • Kalifiye insan ihtiyacına gerek yoktur.
  • Tezgah operasyonları yüksek bir hassasiyete sahiptir.
  • Tezgahın çalışma temposu her zaman yüksek ve aynıdır.
  • Her türlü sarfiyat (elektrik, emek, malzeme vb.) asgariye indirgenmiştir.
  • İmalatta operatörden kaynaklanacak her türlü kişisel hatalar ortadan kalkmıştır.
  • Kalıp, mastar, şablon vb. pahalı elemanlardan faydalanılmadığı için sistem daha ucuzdur.
  • Depolamada daha az yere gerek vardır.
  • Parça imalatına geçiş daha süratlidir.
  • Parça üzerinde yapılacak değişiklikler sadece programın ilgili bölümünde ve tamamı değiştirilmeden seri olarak yapılır. Bu nedenle CNC takım tezgahlarıyla yapılan imalat büyük bir esnekliğe sahiptir

CNC TAKIM TEZGAHLARININ DEZAVANTAJLARI:

Her sistemde olduğu gibi CNC tezgah ve sistemlerinin avantajları yanında bazı dezavantajları mevcuttur. Bunlar şunlardır;

  • Detaylı bir imalat planı gereklidir.
  • Pahalı bir yatırımı gerektirir.
  • Tezgahın saat ücreti yüksektir.
  • Konvensiyonel tezgahlara kıyaslandığında daha titiz kullanım ve bakım isterler.
  • Kesme hızları yüksek ve kaliteli kesicilerin kullanılması gerekir.
  • Peryodik bakımları uzman ve yetkili kişiler tarafından düzenli olarak yapılmalıdır.

CNC'NİN ENDÜSTİRİDEKİ KULLANIM ALANLARI:

Günümüzde endüstrinin talaşlı imalat adını verdiğimiz bölümü CNC' nin en yaygın biçimde kullanıldığı alandır. Bugünkü CNC'nin doğmasına da bu alanda karşılaşılan problemlerin sebep olduğu yukarıda açıklanmıştı. Üç eksenli bir freze tezgahı ilk kez 1952 yılında çalıştırıldığında bu tezgah o günkü bazı imalat problemlerinin çözümünü sağladığı için çok mükemmeldi. Freze tezgahlarına uygulanan bu sistemler daha sonra torna, taşlama vb. takım tezgahlarına da uygulandı. Günümüzde imalatın yapıldığı hemen hemen her alanda CNC kullanılmaktadır.

CNC'nin kullanıldığı başlıca alanlar;

  • Talaşlı imalat
  • Fabrikasyon ve kaynakçılık.
  • Pres ileri
  • Muayene ve kontrol.
  • Montaj.
  • Malzemelerin taşınması.
 
         
     
TurkCADCAM.net > Türkiye'nin yeni ürün tasarım, geliştirme, CAD/CAM/CAE, CNC, kalıp ve imalat teknolojileri portalı
***** Sektörün profesyonel bilgi ve işbirliği platformu *****
© 2002-2017  Sinerji Yayıncılık, Tanıtım ve Danışmanlık Hizmetleri
Bu portaldaki içerik, ancak kaynak belirtilmesi ve izin alınması şartıyla yayınlanabilir.