Ana sayfa   Sponsorlarımız:
         
     
Rapor - Makale > CAD/CAM/CAE > Tasarım ve imalatta CNC ve CAD/CAM sistemlerinin fonksiyonları:

2. CAD/CAM Sisteminin Fonksiyonları:

CAD, bilgisayar sistemlerinin kullanılarak parça oluşturma, değiştirme, analiz ve tasarımın optimizasyonu gibi işlemleri kapsamaktadır. Bu sistemler yazılım ve donanım kısımlarından oluşur. Yazılım olarak, parçaların gerilme-şekil değişimi analizinin yapılabildiği programlar, mekanizmaların dinamik cevapları, ısı transferi hesapları ve NC parça programlama gibi örnekleri verilebilir.

CAM, bilgisayar sistemlerinin planlama, yönetme ve bir imalat sürecinin kontrolünde doğrudan veya dolaylı olarak kullanılarak yapılan işlemleri kapsamaktadır. İmalatta CAM örneği olarak NC parça programlamanın bilgisayar yardımıyla yapılması verilebilir. CAD/CAM teknolojisi tasarım ve imalatın daha fazla entegrasyonu yönünde gelişmektedir. CAM aşağıda sıralanan fonksiyonları yerine getirebilmektedir.

  • Tasarım
  • Analiz
  • Çizim
  • Süreç Planlama
  • Parça Programlama
  • Program Doğrulama
  • Parça İşleme
  • Muayene

Bu fonksiyonlar aşağıda açıklanmıştır.

Tasarım: Tasarımcı kafasındaki fikirleri bir grafik ekranına yansıtabilir (Şekil 1). Parçaların birbirine uygunluğunu görülebilir. Parametrik tasarım gerçekleştirilerek benzer ürün ağacından parçaların tasarımı için süre kazanmış olur. Değişken parametreler girilerek istenilen tasarım parametrik olarak elde edilebilir. Bu parametreler optimize edilebilir veya diğer bazı özelliklerin fonksiyonu olarak tanımlanabilir.


Şekil 1. "Kapak" adlı parçanın katı modeli

Analiz olanakları: Tasarlanan parçanın ve onun kullanılarak oluşturulduğu montajın kütlesel özellikleri tespit edilebilir ve sonlu elemanlar yöntemi (Finite Element Method -FEM, Finite Element Analysis - FEA) kullanılarak çok amaçlı analizler yapılabilir.

Kütlesel özellikler olarak; montajı oluşturan her bir parçanın ağırlığı, kesit atalet momenti, bir noktaya göre kütlesel atalet momenti, ağırlık merkezi gibi büyüklükler kolayca elde edilebilir. Yine bu büyüklükler parametrik olarak tanımlanabilir. Parçanın bir boyutuna veya özelliliğine göre tanımlanabilir ve optimize edilebilir. Aşağıda Şekil 2'de görülen kapak adlı parçanın kütle özellikleri ilgili yazlımdan çıkarılmıştır.


Şekil 2
. Parçanın kütlesel özellikleri

FEA (Finite Element Analysis):

FEA ile gerçek işlemede ortaya çıkan sıcaklık ve gerilme gibi faktörlerin simulasyonu gerçekleştirilebilir. FEA ile mekanik bileşen ve yapıların lineer statik, dinamik, ısı transferi ve potansiyel akış davranışları modellenip analiz edilebilir. Burada amaç; daha kısa geliştirme süreleri ve düşük maliyetlerdir. FEA ile ürün veya model üzerinde yapılması gerekli denemeler bilgisayar ortamına kaydırılmış olur. Bu maliyeti düşüren bir etkendir. FEA aynı zamanda fiziksel ve matematik problemleri de temsil eder ve belli yaklaşımlar dahilinde fakat kabül edilebilir çözümler sağlayan nümerik metotlar kullanılır.


FEA ile elde edilen analiz sonuçları tasarıma uygulanır (Şekil 3).



Şekil 3.
Tasarım sürecinde FEA

FEA temel olarak üç safhada gerçekleştirilir.

  • Ön işlem: Model geometrisinin geliştirilmesi, fiziksel özellikler ve malzeme özelliklerinin belirlenmesi, yükler ve sınır şartlarının tanımlanması ve modelin kontrol edilmesi,
  • Çözüm: Lineer statik, lineer dinamik, ısı transferi ve potansiyel akış analizinin yapıldığı kısım,
  • Son işlem: Analiz edilen büyüklüğün (gerilme, şekil değişimi, deformasyon vb.) görülebildiği ve maksimum müsaade edilebilir hasar, malzeme statik ve yorulma mukavemetleri gibi sonuçların kritik değerlerle karşılaştırılabildiği safhadır.

FEA aşağıdaki özelliklere sahiptir;

  • Karmaşık parçalara rahatlıkla uygulanabilir. (Analizler, karmaşık ve büyüklük parçalar için kullanılan yazılım ve bilgisayar imkanlarıyla sınırlıdır)
  • Sınır şartları ve malzeme özellikleri analiz sonuçlarının doğruluğu açısından çok önemlidir
  • Uygulama herhangi bir tecrübe gerektirmez. Fakat daha önceden elde edilen bilgiler işleme aktarılabilir, test ve deney sonuçları kullanılabilir
  • Parçanın tasarım ve imalatında karşılaşılabilecek bir çok büyüklük analizlerle elde edilebilir. Örneğin; yükleme şartlarına göre ortaya gerilme durumu veya imalatta parça üzerinde oluşacak sıcaklık gibi
  • Simulasyon ile parça imalatında ortaya çıkabilecek muhtemel hataların en aza indirilmesi
  • Üretilen parçaya göre optimizasyon stratejisi geliştirilebilir. Elde edilen analiz sonuçları tasarım aşamasında parçaya uygulanabilir
  • Çok kademeli işlemlerin azaltılması için optimizasyon yapılabilir (süreç optimizasyonu)...
  • FEM ve geometrik karmaşıklaştıkça analiz sonuçlarının elde edilmesi uzun sürebilir
  • FEA maliyeti üretim giderleri düşünüldüğünde göreceli düşüktür, hızlıdır ve esnektir


Şekil 4.
Bir FEA Modeli, (Solda küçük elemanlara bölünmüş model, sağda sınır şartlar altında parçanın analiz sonuçları görülmektedir)

Çizim: Tasarlanan parçanın grafik ekranda oluşturulması.

Bilgisayar Destekli Süreç Planlama (Computer Aided Process Planning -CAPP): Her parça ürün ağacı için standart bir işlem planı yapılır. Bu plan bilgisayarda saklanır. Daha sonraki aynı ürün ağacında yeni parçalar için bu plan kullanılır. Bazı yeni parçalar için düzeltme gerekebilir. Bu, parçanın standarttan farklı olması durumunda yapılır.

Parça Programlama: Parça geometrisi tanımlanarak bir veri tabanı oluşturulur. Parça programı otomatik olarak oluşturulur. Bunun için APT türü programlama teknikleri kullanılabilir. Oluşturulan NC programlar APT/CL (cutter location) dosya formatında saklanır.

Program Doğrulama:

CNC tezgah kullanıcıların, NC programlarının hazırlanmasından sonra üretime geçmeden önce daima zihinlerinde bir soru işareti kalır. "NC program gerçekten istenildiği gibi çalışacak mı?" Bu sorunun cevabını almak için genelde yapılan işlem, deneme kesimi yapmaktır. Bu işlem şirket için yüksek maliyetlidir ve büyük zaman kaybıdır. Kesim zamanı, kesim maliyeti ve herhangi bir hatada hatanın giderilmesi kalıp üreticilerine masrafı çok fazladır. Bu deneme kesimine son verecek en iyi çözüm yapılmış NC programın bir simülasyonunun izlenmesidir. Çıkarılan parça programının işleme sokulmadan önce simülasyonunun izlenmesi yararlıdır (Şekil 5). Muhtemel büyük hatalar bu şekilde önlenebilir. Bu şekilde malzemenin kesim işleminde yerleştirilmesi, kesme programı ve parametrelerinin kontrolü yapılmış olur.


Şekil 5.
Bir CAM yazılımında freze program doğrulama modülü

Parçanın grafik gösterimi tel kafes, yüzey model, katı model veya gölgelendirilmiş imaj şeklinde olabilir. Genelde takım yolu simülasyonunda parçanın tel kafes gösterimi kullanılır.

Parça İşleme: CAD/CAM sistemleri operatör için açıklamalar yönünden destekler. Bu bilgiler işleme ayarlarını (ilerleme ve hızlar) içerir. İleri bazı sistemlerde bu işlem grafik formatta yapılır.

Muayene: Karmaşık yüzeylere sahip parçaların muayenesinde kullanılır. Takımın aşınması geri beslemeli bir kontrol devresi ile gözlenebilir.

İşlemede CAD/CAM sistemlerinin kullanılmasının yararları özet olarak aşağıda verilmiştir;

  • Parçanın istenilen açıda grafik ekranda görülebilmesi takım tasarımı açısından ve parça yerleştirilmesinde büyük kolaylıklar sağlar
  • Bilgisayar ortamında katı modeli oluşturulan parçanın çeşitli analizleri yapılabilir
  • İmalat resimlerini kolayca oluşturulabilmesi, parçada yapılan değişikliklerin ona bağlı tüm kalıp ve imalat resimlerine otomatik olarak yansıtılabilmesi. Perspektif ve diğer görünümlerin kolay elde edilebilmesi. Özellikle montaj resimlerinde farklı renklerin kullanılabilmesi
  • NC parça programının yapılabilmesi
  • Parçanın işlenmesinde doğruluğun arttırılması
  • Tasarım ve imalat süreçlerinde zaman kazandırması ve maliyetlerin düşmesi
         
     
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.