Mersin Üniversitesi Cnc Genel Bilgi Kitabı

Transkript

NÜMERİK KONTROL TEKNİĞİ
Çömelekoğlu
0
BÖLÜM 1
Çömelekoğlu
GİRİŞ
On sekizinci yüzyıl ortalarına kadar teknoloji zanaat kökenliydi. Ürünlerin tasarımı ve
yapımı, kişisel deneyime bağlıydı. Sanayi devrimi buhar makinesiyle, demir çeliğiyle,
fabrikaları ve şehirleriyle, üretim alanında gerçek bir devrim yarattı . Enerjinin elde
edilebilmesinde ve makinelerin uzmanlaşmasında gerçekleştirilen olağan üstü
atılımlar, öncelikle mekanik olarak üretilen ürünlerin imalatında, ham maddelerde ve
inşaat sanayiinde; ikincil olarak kimya ve elektrik sanayilerinde büyük faydalar
sağladı. Elektronik ve havacılık gibi sanayiler, henüz geleceğe aitlerdi. Buna karşın,
kontrol edilen parçaların ve ürünlerin, çeşitli hammaddelerden eksiksiz ve ekonomik
bir biçimde üretilmesini sağlayan araçlara kavuşmak üzereydik.
Sözgelimi; on altıncı ve on dokuzuncu yüzyıllar arasında meydana gelen değişiklikleri
düşünün . Şekil 1’de zırh yapan bir on altıncı yüzyıl fabrikasının çizimini
görüyorsunuz. O zamanlar zırh büyük bir olasılıkla, diğer sert ürünlere kıyasla daha
ustaca üretiliyordu. Yine de, az sayıda makine vardı ve standartlaşma gibi şeyler
henüz ortada yoktu. Zırhınız kırılacak olursa, yakınızdaki bir zırh dükkanından yedek
1
Çömelekoğlu
parça temin etmeniz mümkün değildi. Yapabileceğiniz tek şey doğrudan zırhı yapan
kişiye başvurmaktı. Şekil 2’de modern bir Bilgisayar üretim fabrikasının içini
görüyorsunuz. Gördüğünüz gibi, zırh fabrikası ile bu bilgisayar fabrikası arasındaki
fark, sadece ürünler ve çalışanların elbiselerinden ibaret değil. Bu fabrikada, insana
oranla daha fazla sayıda makine bulunuyor. Bu bilgisayar üretim firması,
bilgisayarlarının tasarım kabiliyetlerini artırmak ve çok yönlü kullanılabilecek üretim
fabrikaları kurmak için geniş çaplı çalışmalarda bulunuyor. Bu fabrikalarda aynı
teçhizatı kullanarak çeşitli Bilgisayar ve kontrol ürünleri imal edebilecekler. Bir çok
modern üretim fabrikasında, verilerin değerlendirilmesi, kontrol ve deneme gibi
süreçlerde bilgisayarlar kullanılıyor. Böylece, oldukça üst düzey ürünlerin nispeten
düşük bedelle üretilebilmesi için
Şekil 1 16. yüzyıl zırh fabrikası.
2
Çömelekoğlu
Şekil 2 Modern bir bilgisayar fabrikası.
gerekli olan hatasız hesaplamalara ulaşılması sorun olmaktan çıkıyordu. Şimdi gelin
üretimin bazı boyutlarını değerlendirelim :
İmalatın temel süreçleri çok eskiden çok yeniye çeşitlilik gösterir. Sözgelimi çok eski
süreçlerden biri kesim işlemidir. Çoğu yetişkin sebzeleri bıçakla, tahtayı testereyle,
metali de matkapla
keser. Toprağın ise ekskavatör ile kesildiğini görürüz.
Başlangıçta insanlar keskinleştirilmiş kaya parçaları kullanarak nesneleri elleriyle
kesiyorlardı, daha sonraları bronz, demir ve çelik bıçaklar , baltalar sabanlar ve
matkaplar kullanıldı. Bugün ise ateş, elektrik ve lazer kullanılıyor.
Modern imalat aletleri on dokuzuncu yüzyılın ilk yarısında bulunmuştu kesim işinin
elle yapılması; artık bir zorunluluk değildi, Torna tezgahı; matkap tezgahı, freze
tezgahı, vargel tezgahı ve bilinen diğer kesim aletleri icat edilmişti. Şekil 3’de
18.yüzyıl sonlarında tasarlanan bir torna tezgahının çizimini görüyorsunuz. Bu eski
makine Şekil 4’de gördüğümüz CNC (Computer Numerik Control) bilgisayar kontrollü
torna tezgahıyla kıyaslandığında size ilkel gelebilir ama her iki makinede aynı ilkelerle
tasarlanmıştır. Eski ve yeni torna tezgahları metali keserken aynı işlemleri izlerler.
Her ikisi de işlenecek metal parçayı döndürerek ve bir aleti parça boyunca hareket
ettirerek kesme işlemini gerçekleştirirler. Eski imalat aletleri günümüzdeki aletlere
benzer biçimde çelikten yapılmıştır. Bunlar kusursuz ve eksiksiz aletlerdir çünkü
kusursuz ve eksiksiz aletlerin imalatında kullanılmaları gerekmiştir. Ayrıca insan
enerjisinden bağımsız bir enerji ile çalışıyorlardı. Yani mekanik olarak işliyorlardı. Bu
sayede, makinelerde geometrik yüzeylerin kusursuz biçimde imal edilmesi mümkün
oluyordu. Eğer tahta bir torna tezgahının çalışmasını gördüyseniz imalat aletlerini elle
yönlendirerek malzemeyi istenen ebatta elde etmeye çalışmanın ne kadar yıldırıcı bir
3
Çömelekoğlu
iş olduğunu biliyorsunuz demektir. Ama metale şekil vermek için tasarlanan bir torna
tezgahı bu işi daha kolay hale getirir. Bir torna tezgahı daha teknik ve karmaşıktır.
Sözgelimi parçanın düzgün biçimde işlenebilmesi, doğru aletlerin seçilmesi kesme
hızı, ilerleme hızı ve sonucun ölçümü için daha fazla bilgiye ihtiyaç duyulur. Buna
karşın Şekil 4’de gördüğümüz modern metal torna tezgahı atalarından çok farklıdır.
Yapımında kullanılan malzemeler ve üzerindeki aletler fazlasıyla gelişkindir ve ustaca
tasarlanmıştır. Bu bir bakıma günümüz tasarımcıların daha fazla bilgi ve deneyime
sahip olmalarıyla bağlantılıdır. Bunun yanı sıra, günümüz tasarımcısı bilgisayar
destekli tasarım CAD (Computer Aided Design), CAM Bilgisayar destekli üretim
(Computer Aided Manufacture) gibi olanaklara sahiptir. CNC’nin parçaları o kadar
mükemmel yapılmıştır ki ortaya çıkarılan ürünlerin hata payı oldukça düşüktür.
Modern makinelerin birçok farklı özelliği vardır mesela çok daha yüksek hızlarda
çalıştırılabilirler ve bilgisayarla kontrol edilirler. Bilgisayar uygun hızı (kesici takımın
ve iş parçasının bir birlerine doğru harekete geçtikleri göreli hız) ve uygun ilerlemeyi (
kesici takımın ve iş parçasının birlerine doğru harekete geçerken yüklenen metal
miktarı ) belirler . Ayrıca uygun aletleri saptar ve bu aletlerin hareketlerini kontrol
eder. Parça böylece işlemin tamamlanmasıyla istenilen son şeklini alır. Kesici
takımların monte edildiği bir döner taretin üzerinde 12 adet kesici takım bulunur. Bu
döner taret bir kesici takımdan diğerine geçerken bir saniyeden kısa sürede işlemini
tamamlar. Otomatik alet değiştirici deposunda on iki alet daha muhafaza edilebilir.
Süreç boyunca aynı anda on yedi alet kullanılabilir. Parçayı kavrayan iş mili
dakikada 6000 devirlik bir hıza ulaşabilir. Diğer yardımcı araçlar ise şunlardır:
Makineyi işlenmemiş stoklarla besleyen sistemler; parça yakalayıcılar ve taşıyıcılar;
talaş taşıyıcılar ve soğutuculardır.
Şekil 3 Henry Maudsley’nin (1771-1831) cıvata tornası.
4
Çömelekoğlu
Şekil 4 CNC Tornalama merkezleri
5
BÖLÜM 2
Çömelekoğlu
NC - CNC TEZGAHLARIN GELİŞMESİ
İlk yapılan nümerik kontrollü tezgahlarda sadece kontrol ünitesi vardı; bu çeşit
tezgahlara Konvansiyonel Nümerik Kontrollü veya kısaca NC tezgahları denilir. Bu
tezgahların program saklayacak bellekleri yoktu ve birçok işlemi de yapamıyorlardı.
Bu nedenle bu çeşit tezgahlarda her parça işleyişinde programı taşıyan bant tekrar
başa alınır. Başka bir parça işlenecekse bant değiştirilir. Daha sonraki aşamada NC
tezgahlar program saklama belleklerine sahip olan bilgisayarlarla donatılmışlardır.
Bunlara Bilgisayar Destekli Nümerik Kontrollü veya
kısaca CNC tezgahları
denilmektedir. CNC tezgahlarda program bellekte saklanır; gerektiği durumda
bellekten çağrılır ve parçalar hiçbir başka işlem yapmadan arka arkaya işlenir.
Günümüzde sadece CNC tezgahları üretilmektedir. Ayrıca merkezi bir bilgisayara
bağlı olan bir çok NC ve CNC tezgahlardan oluşan sistemler vardır, bunlara Direkt
Nümerik Kontrollü veya kısaca DNC sistemleri denilmektedir.
CNC sistemlerine program; delikli kart, manyetik şerit (teyp), manyetik bant, direkt
olarak kontrol panosundaki düğmelere basarak veya bir bilgisayarın yardımı ile
verilebilir (Şekil 2.1). Bu son durumda CNC tezgahı bir CAD-CAM (Bilgisayar
Destekli Tasarım ve İmalat) sistemine entegre edilebilir.
Şekil 2.1 Açık döngülü bir CNC tahrik sisteminin blok şeması
6
Çömelekoğlu
İkinci dünya savaşından sonra uygulamaya konulan en önemli teknolojik
gelişmelerden biri nümerik sistemlerdir. Boole cebri ve elektroniğin bir sentezi olan bu
sistemlerin bilgisayar ve nümerik kontrollü sistemler olmak üzere iki uygulaması
vardır. Bu iki uygulamanın gelişmesi esnek otomasyonun hızla gelişmesine neden
olmuştur.
İlk Nümerik Kontrollü tezgah; ABD’nin savunma bakanlığının bir siparişi üzerine
Massachusetts Institute of Technoloji laboratuarlarında 1952 yılında, üç eksenli bir
freze tezgahı şeklinde meydana getirilmiştir. Ancak sanayi çapında ilk NC tezgahı
1956 yılında yapılmış ve 1957 yılından başlayarak fabrikalarda çalışmaya
başlamıştır. Bu tarihten sonra, NC ve daha sora CNC sistemleri gittikçe gelişmiş,
tezgah dışında başka sistemler de (ölçme, kaynak, tekstil) uygulamaya konulmuştur;
Şöyle ki günümüzde takım tezgahlarının hemen hemen tümü CNC şeklinde imal
edilmektedir; çok az sayıda konvansiyonel tezgah yapılmaktadır. İlk NC tezgahların
kontrol sisteminde röle ve elektronik lamba tekniği kullanılmıştır. Bunu transistörler,
transistörlere dayalı entegre devreler ve mikroprosesörler izlemiştir. Bu gelişme
tezgahların fonksiyonlarını, işleme ve karışık işlemler yapma kapasitelerini artırmakla
beraber, fiyatların düşmesine, kontrol sistemlerinin boyutlarının küçülmesine ve
programlama sistemlerinin basitleşmesine neden olmuştur.
1980 yıllarında mikroprosesör
teknolojisinin gelişmesi ile, bu sistemler NC
tezgahlarına uygulanmış ve CNC
tezgahlar elde edilmiştir. Diğer taraftan
bilgisayarların mühendislik alanlarına uygulanması ile CAD (Bilgisayar Destekli
Tasarım) CAM (Bilgisayar Destekli İmalat) ve bunların entegrasyonu olan CAD_CAM
sistemleri gelişmiştir. Bilindiği gibi CAD sistemi herhangi bir ürünün tasarımını yapan,
CAM sistemleri ise bilgisayarda NC veya CNC tezgah ve sistemler için NC
programı üreten sistemlerdir. Şöyle ki bu gelişme ile CNC tezgahlarına direkt olarak
programın, CAM sistemi ile üretilen bir bilgisayardan vermek mümkün olmuştur. Bu
gelişme ile CAM-CNC veya CAD-CAM-CNC entegrasyonu sağlanmıştır..
Bu gelişmelere paralel olarak tezgahların fonksiyonunda da bir takım değişiklikler
meydana gelmiştir. Buna göre tornalamanın yanı sıra frezeleme işlemi de yapan
tornalama merkezleri ve frezeleme ve delik işlemlerini yapan, freze ve borverg
tezgahlarının yerine işleme merkezleri ortaya çıkmıştır. Aynı zamanda CNC
tezgahların üretimde daha verimli kullanılması arayışları sürdürülmüş ve ilkin
merkezi bir bilgisayardan kontrol edilen bir çok NC ve CNC tezgahlardan oluşan
DNC (Direkt Nümerik Kontrollu) ve daha sonra FMC (Esnek İmalat Hücreleri)
sistemleri meydana getirilmiştir. FMC ’ler robot veya manipülatörlerle tezgah
aralarında malzeme akışını sağlayan, takım ve parça tutturma ve çözme işlemlerini
otomatik olarak yapan bir merkezi bilgisayar ve bağımsız olarak programlanabilen
birkaç NC ve CNC tezgahtan meydana gelen bir ünite (hücre) dir. Belirli bir düzene
göre yerleştirilen birkaç FMC ünitesinden, imalatta büyük esneklik sağlayan ve insan
unsurunu önemli şekilde bertaraf eden FMS (esnek İmalat Sistemi) sistemleri
meydana getirilmiştir (Şekil 2.2). Bu sistemlere insansız fabrikalar da denilmektedir.
7
Çömelekoğlu
Bununla beraber imalat kısmını temsil eden FMS ile birlikte, kalite kontrol, malzeme
stok kontrol, pazarlama, muhasebe kısımları entegre edilen ve CIM (Bütünleşik
İmalat Sistemleri) adını taşıyan fabrikalar vardır. Ancak CIM sistemleri günümüzde
tam olarak oturtulamamıştır.
Şekil 2.2 Bir otomotiv montaj tesisinde bulunan bilgisayar kontrollü kaynak
makineleri
8
BÖLÜM 3
Çömelekoğlu
CNC TEZGAHLARININ ÇEŞİTLERİ
Tezgah Tipi
Başlangıçta matkap, freze ve torna tezgahlarına uygulanan bilgisayarlı sayısal kontrol
(CNC – Computer Numerical Control) daha sonra talaşlı imalatın her alan kullanılan
takım tezgahlarına uygulanmıştır. CNC’nin uygulandığı takım tezgahı türleri ve
özellikleri aşağıda açıklanmıştır.
Torna Tezgahı
CNC torna tezgahları konvansiyonel torna tezgahlarında olduğu gibi silindirik dönel iş
parçalarının imalatında kullanılır. Şekil 3.1’de CNC torna tezgahı görülmektedir. Bu
tezgahlarda X ve Z olmak üzere iki temel eksen vardır. Z ekseni tezgahın fener mili
(iş parçası), hareketinin eksenini, X ekseni ise kesicinin iş parçasının eksenine dikey
olarak yaptığı hareketin eksenini temsil eder.
Şekil 3.1 CNC Torna tezgahı
İşleme kapasite yetenekleri fazla olan CNC torna tezgahlarında eksen sayısı 3 ya da
daha fazla olabilir (Şekil 3.2).
9
Çömelekoğlu
Şekil 3.2 Dört eksenli torna tezgahı
Bu tür CNC torna tezgahlarında normal tornalama işlemlerine ilaveten frezeleme vb.
işlemler de NC programı denetiminde yaptırılmaktadır. Üç eksenli torna tezgahlarında
genel olarak C eksenli ya da freze fonksiyonlu CNC torna da denilmektedir. Bu tür
tezgahlarda tahrikli kesiciler kullanılır. Yani tarete bağlanan kesiciler de kendi
eksenleri etrafında ve belirlenen devir sayısında dönmektedir. Örneğin; torna
tezgahında iş parçası üzerinde yapılacak frezeleme işlemi için tarette bağlı bulunan
freze çakısının tahrikli olması gerekir(Şekil 3.3)
10
Çömelekoğlu
Şekil 3.3 C eksenli frezeleme yapan torna tezgahı
Freze Tezgahı
CNC freze tezgahları prizmatik iş parçalarının işlenmesi için kullanılır. Bu tezgahlarda
X, Y, ve Z olmak üzere üç temel eksen vardır. X ekseni tezgah tablasının boyuna
hareketinin eksenini, Y ekseni tezgah tablasının enine hareketini, Z ekseni ise tezgah
milinin aşağı-yukarı hareketinin eksenini temsil eder. CNC freze tezgahlarının yatay
ve dikey konumlu olanları mevcuttur. Aşağıdaki şekillerde görüldüğü gibi aralarındaki
fark, dikey freze tezgahlarında tezgah mili dikey konumda olup Y ekseni tablanın
enine hareketini temsil eder (Şekil 3.4). Yatay freze tezgahlarında ise tezgah mili
yatay konumda olup Y ekseni düşey konumdadır (Şekil 3.5).
11
Çömelekoğlu
Şekil 3.4 Dikey freze tezgahı
Şekil 3.5 Yatay freze tezgahı
12
Çömelekoğlu
İşleme kapasite ve yetenekleri fazla olan CNC freze tezgahlarında eksen sayısı 4, 5
ya da daha fazla olabilir. Aşağıdaki resimde görüldüğü gibi bu eksenler, tezgaha
bağlanan NC divizör ve NC döner tabla (NC rotary table) eksenleridir. Kesici
takımların bağlandığı otomatik kesici takımların magazinleri ve ATC denilen otomatik
kesici takım değiştiricilerle (ATC – Automatic Tool Changers) donatılmıştır (Şekil
3.6).
Şekil 3.6 Zincir tipli otomatik takım değiştirici
13
Çömelekoğlu
İşleme Merkezi
CNC freze tezgahlarında normal frezeleme operasyonlarına ilaveten delme vb.
işlemler de yapılabilir. İşte, freze tezgahlarına oranla daha geniş işleme fonksiyon ve
yeteneklerine sahip CNC freze tezgahlarına, CNC işleme merkezi (CNC machining
center) denilir. Çünkü bu tür tezgahlar, bir takım tezgahından ziyade pek çok talaş
kaldırma işleminin yapıldığı birden fazla takım tezgahının görevini yerine getiren bir
işleme merkezine benzer. Aşağıdaki resimde bir dikey CNC işleme merkezi (vertical
machining center) görülmektedir. Bu tezgahların yatay ve dikey olanları mevcuttur
(Şekil 3.7-3.8 ).
Şekil 3.7 Üç eksenli işleme merkezi
14
Çömelekoğlu
Şekil 3.8 Beş eksenli işleme merkezi
CNC işleme merkezinde kullanılan kesicilerin sayısı diğer tür tezgahlarda
kullanılanlardan daha fazla olup aynı zamanda dairesel kesitlidirler. Bu nedenle bu
tür tezgahlarda kesici takım uzunluk ve yarıçap telafisi kullanılır. Yarıçap telafisi
programcıya özellikle kesme ve hacim kalıplarının programlandırılmasında (erkek ve
dişi iş parçalarının) çok büyük kolaylıklar sağlamaktadır.
Taşlama Tezgahı
Silindirik ve düzlem taşlama işlemlerinde yüksek derecede hassasiyet ve yüzey
kalitesi istenir. Taşlama işlemi, özellikle belirli miktarda talaş kaldırıldıktan sonra ısıl
işleme tabi tutularak sertleştirilmiş olan parçaların son bitirme işlemlerinde kullanılır.
Bu tezgahlarda bazen 1 mikrona varan düzeyde hassasiyetin elde edilmesi gerekir.
Bunun sağlanabilmesi için de sürekli olarak zımpara taşının kontrol altında
bulundurulması gerekir. Kullanılan kesici takımın sayısı fazla değildir. Meydana
gelecek aşınmalar sonunda zımpara taşı telafisinin otomatik olarak düzeltilmesi
(kompanze edilmesi) gerekir. Taşlama tezgahları bu özelliği ile diğer tezgahlardan
farklıdır. Şekil 3.9’da CNC taşlama tezgahı görülmektedir.
15
Çömelekoğlu
Şekil 3.9 CNC Taşlama tezgahı
Matkap Tezgahı
CNC matkap tezgahları, işlem fonksiyonları bakımından konvansiyonel matkap
tezgahlarından farklı değildir. Günümüzde bağımsız CNC matkap tezgahı olarak
değil küçük boyutlu freze tezgahı ya da işleme merkezi olarak tasarlanırlar. Yukarıda
da vurgulandığı gibi günümüzde matkap tezgahlarının görevini CNC dik işleme
merkezleri almıştır. Bu nedenle bir dik işleme merkezini CNC matkap tezgahı olarak
düşünebiliriz. Çünkü bu tezgahlarda delme, delik büyütme, rayba çekme, kılavuz
çekme vb. operasyonlar matkap tezgahlarından daha seri ve hassas olarak
yapılmaktadır. (Şekil 3.10)
16
Çömelekoğlu
Tel Erozyon Tezgahı
CNC tel erozyon tezgahları (CNC wire cutting machines) özellikle sac metal kesme
kalıplarının imalatında kullanılır. Bu tezgahlarda işleme elektrot adı verilen ve çok
küçük çaplarda olan telin iş parçası üzerinde bulunan bir delikten geçişi esnasında
meydana gelen çok yüksek ısı yardımıyla iş parçasını NC programında belirlenmiş
olan konturda kesmesi esasına dayanır. Elektrot teller, kesilecek olan malzemelerin
cinslerine göre farklı malzemelerden ve farklı çaplarda yapılırlar. Şekil 3.11’da CNC
tel erozyon tezgahı görülmektedir. Bu tezgahların en önemli özelliği, kesilen
parçaların erkek ve dişi parça olarak kullanılabilmesidir.
17
Çömelekoğlu
Şekil 3.11 Tel Erozyon Tezgahı
Elektro Erozyon Tezgahı
Elektro erozyon tezgahları (EDM – Electro Discharge Machines) metal iş parçaları
üzerinden elektrik akımı yardımıyla erozyon yöntemiyle talaş kaldırma esasına
dayanır. Tel erozyon tezgahlarından tek farkı, kesme değil aşındırma yöntemiyle
talaş kaldırmasıdır. Özellikle hacim kalıplarının imalatında kullanılır.
Elektro erozyon tezgahlarında elde edilecek parça profiline uygun bakır elektrot,
tezgaha bağlanır. Tezgah tablasına da erozyon edilecek olan iş parçası bağlanır.
Bakır elektrot iş parçasına yaklaştırıldığında elektrot ile iş parçası arasında bir ark
oluşur. Oluşan bu ark iş parçası üzerinden erozyon yöntemiyle mikron düzeyinde
talaş kaldırır. Bu işlem sürekli, olarak devam eder ve bunun sonucunda da elektronun
profilinin tersi (dişisi) iş parçası üzerine işlenir. Elektrotlar iletkenliği çok yüksek olan
saf bakırdan ve elde edilecek parça profilinde imal edilir. Erozyon işlemi sonunda, iş
parçası üzerine ters profil işlenmiş olur. İşlenen bu profilin hacmi sıvı bir malzeme ile
18
Çömelekoğlu
doldurulduğunda ise gerçek parça profilinde ürün elde edilmiş olur. Bu tezgahlara
aynı zamanda dalma erozyon tezgahları da (die sinking machines) denir.
Erozyon işlemi, konvansiyonel kesici takımlar ve yöntemlerle talaş kaldırılarak
işlenemeyecek sertlikteki malzemelerin işlenmesinde de kullanılır. Ayrıca, çok
karmaşık profil ve yüzeylerin işlenmesinde de yaygın olarak kullanılır.
Zımbalı Kesiciler
CNC zımbalı deliciler (CNC punch machines), sac metaller üzerine üzerindeki
zımbaların profillerinde kesme işlemleri için kullanılır. Kullanılan zımbalar birden fazla
sayıda ve basitten kompleks profillere doğru olur. Zımbalar tezgah üzerinde bulunan
zımba magazinlere takılır. Programın işletimi esnasında gerekli olan tezgahların
yerini CNC lazer kesme tezgahları almıştır (Şekil 3.12).
Şekil 3.12 Zımbalı Kesici
Presler
CNC presler sac malzemelerin kesme ve bükme işlemleri için kullanılır. Kesicilerin
konum değiştirmeleri iki eksende ve sürekli iz kontrolü şeklinde yapılır.
Programlanabilen kurs ilerlemesi, sac malzemelerin kalınlıklarına göre değişir.
Malzemelerin taşınmaları ve tezgaha sürülmeleri, mamul ve artık malzemelerin
uzaklaştırılmaları, programlı taşıyıcılar yardımıyla yapılır (Şekil 3.13) .
19
Çömelekoğlu
Şekil 3.13 CNC Pres
Alevle Kesme Makineleri
Alevle kesme makineleri (flame cutting machines), sac levha malzemelerinin kesme
işlemlerinde kullanılır. Özellikle düzgün olmayan profillerin kesilmesinde büyük serilik
ve kolaylık sağlarlar. Optik özellikli olanlarında, kesilecek olan iş parçasının resmi,
algılayıcı ucun bulunduğu bölüme yerleştirilir. Parça resmi üzerinde algılayıcının
hareketi esnasında, kesme alevinin bulunduğu ünite bununla senkronize olarak
hareket eder. Bu tür tezgahlar klasik alevli kesicilere göre daha hassas ve seridir. En
büyük avantajları herhangi bir şablon ya da mastara gerek kalmadan kağıt üzerinde
çizilmiş olan parça resimleri yardımıyla istenilen profildeki iş parçalarının kesilmesini
yapmalarıdır.
Lazer Kesme Makineleri
Yukarıda açıklanan alevli kesicilerin yerini günümüzde CNC lazer tezgahları (CNC
laser cutting machines) almıştır. Bu tür tezgahlarda kesilecek iş parçası resimlerinin
herhangi bir resim materyali üzerine çizilmesine gerek yoktur. İş parçası profilleri
CNC işleme merkezlerinde olduğu gibi programlanır. Programı yazılmış parçalar sac
levhalardan yüksek hassasiyet ve serilikte kesilir. Bu tür tezgahlarda özel gazlar
kullanılır. Ayrıca sac levhalar üzerinde kesilecek parçaların en az fire verecek şekilde
yerleştirilmesi de tezgah bünyesinde bulunan bilgisayara yaptırılır. Kesme işleminde
iş parçası sabit, lazer ünitesi ise hareketlidir. Kesme işlemi sonucunda elde edilen
parçalar erkek ve dişi parça olarak kullanılabilir. Kesme yüzeylerinin hassasiyetleri
20
Çömelekoğlu
kesilen malzemenin kalınlığına, kesme hızına ve kullanılan gazın özelliğine göre
değişir. Ayrıca tezgahların malzeme magazini denilen bölgesinde, kesilecek olan
malzemeler istiflenir. Buradan malzemelerin kesme bölgesine alınmaları, kesilen
parçaların ve artık malzemelerin uzaklaştırılması programlı olarak gerçekleştirilir. En
büyük avantajları, kesme sayısı ne olursa olsun kesilen tüm parçaların ölçülerinin
aynı olmasıdır. Halbuki CNC preslerde belirli sayıdaki kesme işleminden sonra kesici
zımbaların profillerinde deformasyonlar meydana gelir ve iş parçası ölçülerinde
farklılıklar olur. Bu nedenle de zımbaların sık sık revize edilmesi gerekir.
21
BÖLÜM 4
Çömelekoğlu
NÜMERİK KONTROLLÜ TORNA TEZGAHLARININ YAPISI
Şekil 4.1 CNC torna tezgahı
Yüksek tahrik gücü, kesme hızları ve iş parçalarının ölçü hassasiyeti, CNC
Kumandalı torna tezgahlarının özel bir konstriksiyona sahip olmasını gerektirir (Şekil
4.1).
Talaşlardan ve kesme sıvısından ve ayrıca talaş kaldırma esnasında muhtemelen
dışarıya fırlayan parçacıklardan korunmak için, tezgahın (makinanın) çalışma
ortamının tamamen kapatılması gerekir.
Takım tezgahları ilk olarak 8 saatin üzerinde sürekli operasyonlar için
tasarlanmışlardı. Şimdi tasarlanan CNC’ler ise 20 saatin üzerinde sürekli işlemler
için imal edilmiştir. CNC tezgahlarında konvansiyonel tezgahlara göre daha büyük
talepler vardır. CNC tezgahlarda kesici takım, kesme pozisyonuna el ile yapılan
ayarlama durumundan daha hızlı getirilir. Fazla kesme zamanı, kızaklar, dişliler,
yönlendirici vida gibi parçalarda daha hızlı aşınmaya sebep olur. Optimum hız,
ilerlemeler, gelişmiş takımlar ve sürekli bir yönde işleme yapma CNC tezgahını, daha
önceki tezgahlarda hiç karşılaşılamayan çok yönlü büyük kuvvetlere
maruz
bırakmaktadır.
22
Çömelekoğlu
Kesme takımları malzemelerindeki gelişmeler ve daha yüksek hareket kuvvetleri
takım tezgahı yapısında daha fazla sağlamlık gerektirmektedir. Bir çok modern
kesme takımı malzemesi çok sert ve aşınmaya dirençli olmalarına rağmen çok
kırılgandır. Sağlam yapılar, hassas sürtünmesiz yataklar ve yüksek kaliteli parça ve
birleştirmeler istenen özelliklerdir. Otomatik operasyonla yüksek hızla metal çıkarma
işleme bölgesinden hızlı ve etkili talaş temizleme, geleneksel takım tezgahlarını
yetersiz kılmıştır.
Tezgah Gövdeleri
Şekil 4.2 Eğik kundaklı bir CNC-kumandalı torna tezgahının şematik yapısı
Tezgah tipine göre, tezgah gövdeleri birbirinden oldukça farklıdır. Ancak bir
genelleme yapılırsa tezgahların gövdesi, banko ve kolonlardan 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 4.1-4.4) bazıları
örneğin freze sadece kolondan meydana gelirler. Borverk ve işleme merkezleri banko
ve kolonlardan oluşurlar (Şekil 4.5). Tezgah gövdeleri: yüksek rijitliğe ve kütleleri
azaltmak için hafif konstriksiyona sahip olmaları; başka bir deyişle rijit/kitle oranı
yüksek olması gerekir. Ayrıca malzeme seçiminde sönümleme özelliği de dikkate
alınır. Rijitlik/kitle oranı üzerinde yapılan tork ve deneysel incelemelere göre, bu
bakımdan en uygun kesitin içi boş kesit olduğu anlaşılmıştır. Boş kesitler eğilme ve
burulma gibi zorlamalarda, kesitteki gerilimlerin dağılımını eşitlemekle beraber
eylemsizlik momentini de artırırlar. Ancak bu durumda elemanın dış boyutu da artar.
Boş kesitli elemanların rijitliklerini artırmak için kaburgalar veya özel şekillendirmeler
yerleştirilir (Şekil 4.6).
23
Çömelekoğlu
Şekil 4.3 30 Derece yekpare eğik torna gövdesi
Şekil 4.4 Konvansiyonel(a) ve CNC (b,c,d,e) torna tezgahının bankoları
24
Çömelekoğlu
Şekil 4.5 İşleme merkezi ana gövde (banko ve kolon)
25
Çömelekoğlu
Şekil 4.6 Rijid bir kolon ve tezgah gövde analizi
Hareket iletim Elemanları
CNC tezgahlarında kullanılan iletim elemanları: vida mekanizması, dişli çarklar, dişli
kayış, kasnak mekanizması, kaplin veya kavrama gibi elemanlardır.
Bu elamanların konstriksiyonunda: yüksek rijitlik, minumum boşluk, düşük sürtünme
ve yüksek verim gibi faktörler dikkate alınmalıdır.
İletim elemanlarının en önemlisi vida mekanizmasıdır. Bu elemanlarda istenilen:
yüksek rijitlik, düşük sürtünme, yüksek verim, helis açısı 3.4° gibi faktörler,
konvansiyonel tezgahlarda kullanılan normal trapez vida ile karşılanamaz. Bu
nedenle CNC tezgahlarda bil- yalı vida mekanizması kullanılmaktadır (Şekil 4.7) Bu
elemanların rijitliği çok yüksek olmakla beraber
26
Çömelekoğlu
Şekil 4.7 Bilyalı vida mekanizması
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.
CNC tezgahlarında kullanılan dişli çarklar: rijitlik kütleleri düşük, doğruluk dereceleri
yüksek, verimi yüksek, boşlukları bertaraf edecek gibi özelliklere sahip olmalıdır
(Şekil 4.8) Hafif ve basit olmaları nedeni ile dişli çarkların yerine; çarkı alüminyum ve
kayışı naylondan yapılan, dişli kayış mekanizması da kullanılır (Şekil 4.9 ve Şekil
4.10 ).
27
Çömelekoğlu
Şekil 4.8 Tornada dişliler
Şekil 4.9 Tornada iş milinin tahriki
28
Çömelekoğlu
Şekil 4.10 Tornada kayış ile tahrik mekanizması
29
BÖLÜM 5
Çömelekoğlu
YATAKLAR VE KIZAKLAR
Şekil 5.1 (a,b,c) Kızaklar
30
Çömelekoğlu
Şekil 5.1d Yatay freze tezgahında banko ve kızaklar
Kızak yolları ve yataklar tezgahın hareketli elamanlarını desteklemekle beraber,
bunların belirli bir doğrultuda hareket etmelerini sağlarlar (Şekil 5.1a-d) Kızak yolları,
destekledikleri kızakların bir tek doğrusal yönde hareket etmelerini sağlarlar(Şekil
5.2).
Şekil 5.2 Bilyalı doğrusal kızak sistemleri
31
Çömelekoğlu
Yataklar destekledikleri millerin sadece kendi eksenleri etrafında dönmelerini
sağlarlar. Şekil 5.3 de yaygın yataklama sistemleri gösterilmektedir. Yüksek hızda
işleme için tasarlanmış bir makinada, bir ucu sabitlenmiş diğer ucu serbest veya her
iki ucu da sabitlenmiş yataklama sistemi kullanılmaktadır.
Şekil 5.3 Bilyalı vida yataklama sistemleri
Pek tabi ki hem dönme hem de doğrusal hareket imkanı sağlayan kızak – yatak
sistemleri de vardır. Yataklar ve kızaklar çalışma ilkesi bakımından kaymalı (Şekil
5.4a-c) ve yuvarlanmalı (d) olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Yuvarlanmalı yataklara
da rulmanlı yataklar 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 mevkii
olayları azaltmak için yatak ve kızaklar yağlanır. Yağlama bakımından yatak ve
kızaklar kuru, sınır, hidrodinamik Şekil 5.4a, hidrostatik sıvı (b), hidrostatik hava (c)
olabilirler. Yüzeylerin arasında yağ bulunmayan sürtünme kuru sürtünmedir,
büyük konum hataları, dinamik kararsızlık, enerji kaybı, aşınma meydana
getirir. Bu nedenle CNC sistemlerde kuru sürtünme yatak ve kızaklarda 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.
32
Çömelekoğlu
Sıvı sürtünme hidrodinamik ve hidrostatik olmak üzere iki gruba ayrılır. Hidrodinamik
sıvı sürtünmede yüzeyleri ayıran yağ tabakası, yüzeyler arasında kama şeklinde bir
boşluk olduğu durumda, belirli bir izafi hızda kendiliğinden oluşur. Mil yatağa göre
eksantrik bir konum alır Şekil 5.4 a . Bu nedenle Hidrodinamik sıvı CNC
tezgahlarda 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.
Hidrostatik ve yuvarlanmalı sistemler arasında
bir karşılaştırma yapılırsa şu
sonuçlara varılır. Hidrostatik yataklarda hareketin başlangıcı ve sonu da dahil olmak
üzere , tüm hareket boyunca, sürtünme çok düşük olur ve aşınma meydana gelmez.
Ayrıca iyi bir sönümleme, iyi bir rijitlik, yüksek bir yük taşıma yüksek hızlarda sessiz
ve darbesiz bir çalışma gibi özelliklere sahiptir.
Şekil 5.4 Yatak ve kızak çeşitleri
Yuvarlanma sistemleri yüksek bir rijitliğe, tüm çalışma hallerinde (başlama, nominal,
durma) çok düşük bir sürtünmeye, standart olarak imal edildikleri için çok kaliteli
olarak imal edilme, direk piyasadan temin edilme, montaj, bakım, yağlama kolaylığı
gibi özelliklere sahiptirler. Ancak bu sistemlerin çok düşük sönümleme kabiliyetleri,
sınırlı ömürleri, yüksek hızlarda gürültülü çalışmaları gibi mahsurları vardır. Şekil
bakımından kaymalı kızaklar; büyük V, düz, silindirik vb. yapılabilirler; en çok
kullanılan V ve düz kızaklardır. Kızaklar banko veya kolona yekpare veya bunlardan
ayrı olarak yapılabilir.
33
BÖLÜM 6
Çömelekoğlu
TAKIM TUTTURMA SİSTEMLERİ
Şekil 6.1 12 İstasyonlu taret
Genelde bir parça çeşitli operasyonlarda işlenmekte ve bu operasyonlar için bir çok
durumlarda ayrı ayrı takımlar istenmektedir. Konvansiyonel tezgahlarda genelde bir
tek takım tutturma sistemi vardır; tornalarda dört takımın tutturulmasına imkan veren
dörtlü kalemlik de olabilir. Bu sistemler basit NC tornalarında da kullanılabilir. Ancak
bu durumda operasyonlar için takım değiştirme büyük zaman almaktadır. Yapılan
istatistik bir araştırmaya göre, karmaşık parçalarda takım değiştirme zamanı toplam
parça işleme zamanının %61’ini oluşturur. Bu nedenle CNC tezgahlarında takım
değiştirmede zamanı azaltmak için, birçok takımın tutturulmasına imkan veren;
tornalarda revolver başlı, taret (Şekil 6.1 )
34
Çömelekoğlu
a) CAM tipi magazin
b) Şemsiye tipi magazin
Şekil 6.2 Takım taşıyıcısı ve magazin
ve ender olarak magazin; freze ve işleme merkezlerinde magazin ve sandık
sistemleri kullanılmaktadır (Şekil 6.2). Ancak takımlar bu sitemlere direk olarak veya
bir takım taşıyıcıların yardımıyla tutturulur. Örneğin freze takımları için, içi konik
şekilde boş olan takım tutucuları; torna takımları için çeşitli taşıyıcılar kullanılır.
Tornalarda kullanılan revolver başı; altıgen bir eleman olup takımların yan
yüzeylerine tutturulur. Taretlerde takımlar alın veya çevre yüzeyine yerleştirilir.
Taretler parçayı tutturan aynanın ön kısmına veya üst kısmına monte edilir. Birçok
durumda iki taret kullanılabilir. Genelde taretlere sekiz veya on altı takım
yerleştirilebilir. Freze ve işleme merkezlerinde kullanılan ve genelde tezgah üzerine
yerleştirilen magazinler bir çok takım alabilen sistemlerdir. (Şekil 6.3) Magazinler
çeşitli şekillerde olabilirler. Bu sistemlerde takımlar ilkin magazinlere yerleştirilirler ve
işlem sırası gelen takım transfer kolu ile magazinden alınır ve iş milinin kovanına
yerleştirilir. (Şekil 6.4) Motor, türbin gövdeleri, dişli kutuları gibi çok takım isteyen
parçalar için büyük kapasiteli tezgahlar yapılmıştır. Ancak bu tezgahlar çok karmaşık
hal almakta, fiyatları önemli şekilde artmakta ve magazine takımların yerleştirme
zamanı büyük ölçüde artmaktadır. Takım yerleştirme süresince tezgah durmaktadır.
Ayrıca birçok takımlar ender veya çok az bir zaman kullanılmaktadır. Dolayısıyla bu
çeşit magazinler ekonomik olmaktan çıkmaktadır. Bu nedenle günümüzde iki çözüme
gidilmektedir. Birinci magazinler takım merkezleri şeklinde tezgahtan ayrı olarak
yapılmaktadır. (Şekil 6.1). Böylece bu magazinler tezgah çalışırken yüklenebilmekte
ve torna dahil bir çok tezgahta kullanılabilmektedir.
35
Çömelekoğlu
Frezeleme için takım tutturma
İşleme merkezleri için tipik takımlama sistemi,otomatik takım değiştirici, takım
tutucular, adaptörler ve kesici takımlar olmak üzere dört ana bileşenden meydana
gelir. CNC takım tezgahları için herhangi bir takımlama sistemi;
• Birden fazla takımı tutma kabiliyeti,
• Takım değiştirme zamanını kısaltmak için otomatik takım değiştirici,
• Değiştirilebilirlik
olmak üzere üç ihtiyacı karşılamalıdır..
Otomatik Takım Değiştirici
Otomatik takım değiştirici, tezgah iş miline takma ve çıkarmadan oluşan takım
değiştirmenin hızlı bir şekilde yapılmasını sağlar. Takımlar, takım tezgahının otomatik
takım magazininde depolanır. Takımlar, parça programının denetimi altında
seçilebilir ve değiştirilebilir(Şekil 6.4).
36
Çömelekoğlu
Şekil 6.4 Otomatik takım değiştirici
Takım Tutucular
Takım tutucular, otomatik olarak iş mili ucundaki veya dışındaki kesici takımları
değiştirmeyi kolaylaştırmak için kullanılırlar. Takım tutucu, beş temel bileşenden
oluşur.( Şekil 6.5 )
1.
2.
3.
4.
5.
Konik sap
Flanş
Sıkma topuzu
Karşılama delikleri
Adaptör
37
Çömelekoğlu
Şekil 6.5 Takım tutucu
Konik Sap
Konik gövde takım tutucunun iş mili ile aynı eksende bağlanmasını sağlar ANSI
standardı, #30, #35, #40, #45, #50, ve #60 olarak tanımlanan altı temel konik gövde
büyüklüğü tanımlar. Daha büyük tezgahlar, daha büyük konik gövde numarasına
sahip takım tutucu kullanırlar. Gövde koniği, 7:24 oranındadır.
#30 Çok küçük tezgahlar,
#40 Küçük tezgahlar,
#50 Orta büyüklükteki tezgahlar,
#60 Çok büyük kapasiteli tezgahlar da kullanılır.
Flanş Tipi
Flanş, takım tutucunun takım kavrayıcı veya tezgah iş mili tarafından kavranmasına
izin verir . yaygın olarak kullanılan iki flanş tipi vardır. Bunlar: V tipi flanş ve BT-tipi
flanştır (Şekil 6.6.) V-tipi flanşlar, tutma topuzu için inç adımlı vida kullanır ve
boyutları inç olan kesici takımları tutmak kullanılırlar. BT –tipi flanşlar, tutma topuzu
için metrik vida fakat bunların adaptörleri, boyutları inç olan kesici takımları tutmak
içinde tasarlanabilir. BT –tipi flanşlı tutucular, yaygın olarak Japonya’da ve Avrupa’da
imal edilen işleme merkezlerinde kullanılırlar
38
Çömelekoğlu
.
Şekil 6.6 Flanş çeşitleri
Tutma Topuzu
Tutma topuzu, takım tutucunun sağlam bir şekilde iş mili içine çekilerek iş mili çeki
çubuğunun kilitlenmesine izin verir ve takım tutucuyu otomatik olarak bırakır (Şekil
6.7.) Tutma topuzları, değişik biçim ve büyüklüklerde yapılır. Bunların birbiri yerine
değiştirebilir olması gerekli değildir. Sadece, takım tezgahı imalatçısı tarafından
belirtilen tutma topuzları kullanılmalıdır.
39
Çömelekoğlu
Şekil 6.7 Tutma topuzu
Adaptörler
Adaptörler, farklı tip ve büyüklükteki kesici takımları tutabilmesi için değişik
konfigürasyonlarda tasarlanır. Takım tutucular, genellikle kendi adaptör tipine göre
adlandırılırlar. Çoğunlukla kullanılan adaptörler; parmak freze tutucuları, alın freze
tutucuları, kılavuz tutucuları, pense tutucular, delik büyütme barası tutucuları, mors
koni tutucular, jacob koni tutucular ve adi sap tutuculardır.(Şekil 6.8) ’de takım tutucu
seçim kartı gösterilmektedir. Adaptör konfigürasyonu ve büyüklünü belirten kabul
edilmiş bir standart yoktur.
40
Çömelekoğlu
Şekil 6.8 Freze tezgahları için takımlama sistemi
Tornalama İçin Takım Tutturma Sistemi
41
Çömelekoğlu
Tornalama için takımlama sistemi, aşağıdaki altı temel bileşenden meydana gelir.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Taret (döner başlık),
Bağlama blokları,
Bağlama plakaları,
Takım tutucular,
Kovanlar ve soketler,
Kesici uçlar veya kesici takımlar
Şekil 6.9 Tornalama merkezleri için takımlama sistemi
Döner başlık (taret), denetim sistemi tarafından otomatik olarak değiştirilebilen 6’dan
12’ye kadar değişen sayıda takım istasyonu kullanılmasını sağlar. Kullanılan kesici
takıma bağlı olarak kesici takımı tarete bağlamak için bağlama plakaları ve bağlama
blokları gereklidir (Şekil 6.9). Normalde dış çap tornalama ve alın tornalama işlemleri
için, bağlama plakası kullanılır. Delik büyütme ve delme işlemlerinde ise, bağlama
blokları kullanılır. Bazı tornalama merkezleri, eş zamanlı 3 eksenli (X,Z ve iş milinin
açısal yönetimi) denetimi sağlar. İş mili C ekseni 0.001’ kadar küçük iş mili dönüşü
sağlayabilir. Dönen takımla birleştirilmiş bir iş mili ekseni denetimi, tezgah
hazırlığında herhangi bir yönde iş parçasını tornalama, delik büyütme, kılavuz çekme
ve raybalama işlemlerine imkan sağlar. Bu tip tornalama merkezleri, dönen takımların
işlenmesine imkan sağlayan eş zamanlı 3 eksenli denetime sahiptir ve genellikle
frezelemeye imkan sağlayan torna tezgahı olarak adlandırılırlar.
42
Çömelekoğlu
Tornalamada dönen takımlar için takımlama sistemi
43
BÖLÜM 7
Çömelekoğlu
PARÇA TUTTURMA SİSTEMLERİ
Genelde CNC tezgahlarında parça tutturmak için klasik tezgahlarda olduğu gibi
tornalarda ayna, punta veya pens kullanılır (Şekil 7.1a ve Şekil 7.1b)
Şekil 7.1a Tornada Pens sistemleri
Şekil 7.1b Tornada ayna ile parça tutturma sistemleri
44
Çömelekoğlu
Şekil 7.2 Freze tezgahında parça tutturma sistemleri
Parça freze ve işleme merkezlerinde mengene veya özel tutturma tertibatları ile
tablaya tutturulur (Şekil 7.2). Ancak bu elemanlar daha hassas, daha rijit ve daha
güvenilir yapılır. Ayrıca parçanın bu sistemlerde sıkma işlemi genellikle hidrolik veya
pnomatik olarak otomatik yapılır. Bununla beraber özellikle freze ve işleme
merkezinde özellikle karmaşık parçaların özel tutturma tertibatlarla tutturulmaları
oldukça uzun zaman alır. Bu süre içerisinde tezgah çalışmaz. Ayrıca tutturma
tertibatlarının tasarımı ve imalatı ayrı bir problem olarak ortaya çıkar. Bu nedenle
özellikle işleme merkezlerinde parçanın tutturulması için delikli plaklar ve paletler
kullanılır ( Şekil 7.3).
45
Çömelekoğlu
Şekil 7.3 Delikli plaka
Parça Yükleme Sistemleri
İmalat zamanını arttıran bir başka etken parçaların yükleme denilen tezgaha
getirilmesi ve uzaklaştırılmasıdır. Konvansiyonel veya ileri teknoloji kullanmayan
yerlerde bu işlem işçiler tarafından yapılır. İleri teknoloji (DNC, FMC, FMS) ortamında
kullanılan CNC tezgahlarında programlanabilen otomatik parça (veya takım) yükleme
sistemleri kullanılır. (Şekil 7.4). Bu sistemler parça yükleme ve boşaltma istasyonu
denilen bir yerden alınır ve işlendikten sonra aynı yere götürülür. Bu sistemler çeşitli
hareket eksenlerine sahip nümerik kontrollü olarak yapılabilir. Tezgahlarda parça
yüklenmesi robotların yardımıyla da yapılabilir (Şekil 7.5). Ayrıca günümüzde
özellikle küçük parçalar işleyen tezgahlarda, parça yükleme sistemi ile entegre olarak
yapılır. Büyük parça veya paletlerin yüklenmesi atölyede bağımsız olarak gezebilen
ve AGV denilen arabalarla da gerçekleştirilir (Şekil 7.6)
46
Çömelekoğlu
Şekil 7.4 İşleme merkezinde parça yükleme sistemi
Şekil 7.5 Robot yardımı ile parça boşaltma ve yükleme
47
Çömelekoğlu
Şekil 7.6 Bir FMS sistemi
48
BÖLÜM 8
Çömelekoğlu
TALAŞ KALDIRMANIN ESASLARI
Talaş kaldırma işleminden kısaca istenilen geometride parça üretmek için iş
parçasından kesici takımlar aracılığı ile yani iş parçasından daha sert ve dayanımlı
bir malzeme ile istenmeyen parçaların talaş kaldırılarak uzaklaştırılma işlemi olarak
bahsedilebilir.
CNC Frezeleme İşlemleri
Konvansiyonel freze tezgahında kesme işlemleri
CNC freze tezgahları ve işleme merkezleri, aşağıdaki altı çeşit işlemi icra etmek için
kullanılır.
• Yüzey işleme,
• Profil işleme,
• Cep işleme,
• Kanal işleme,
• Delik işleme,
• 3-B yüzey işleme.
49
İşlem tipi
1. Alın frezeleme
Düzlem yüzeylerin
elde edilmesi
Çömelekoğlu
Takım
Daha büyük yüzeyler
için
Alın frezesi
Küçük yüzeyler için
parmak freze
2. Profil işleme
Parçanın profili
çevre özelliklerinin
elde edilmesi
3. Cep işleme
Kapalı bir sınır
İçindeki malzemeyi
kaldırma
4.Kanal açma
Çeşitli tipte
Kanalların elde
Edilmesi
4. Delik İşlemleri
a.delik delme
Parmak freze
Parmak freze
Parmak freze veya
Kanal freze çakıları
Matkap
50
Gösterim
Çömelekoğlu
b. konik havşalama
Konik havşa matkabı
c. silindirik
havşalama
Silindirik havşa matkabı
d. delik büyütme
Delik büyütme başlığı
e. klavuz çekme
kılavuz
f. raybalama
rayba
aha hassas
ve tam dairesel delik
elde etme
5. 3-B yüzey işleme
yüzeylerin çeşitli
şekillerde işlenmesi
Küresel uçlu parmak
freze
51
Çömelekoğlu
CNC Tornalama İşlemleri
İşlem tipi
1. Alın tornalama
Çevreden merkeze
Doğru tornalama
Merkezden çevreye
Doğru tornalama
2.Tornalama
Yüzey elde etme
a)Silindirik tornalama
Takım
Alın tornalama takımı
Tornalama takımı
Tornalama takımı
b) Konik tornalama
3.Profil tornalama
Düz ve dairesel hatlı
profilleri
elde etme
4.Vida açma
Değişik vida biçimlerini
Elde etme
Profil takımı
Vida açma takımı
52
Gösterim
5.Kanal açma
çeşitli şekillerde
kanal açma
Çömelekoğlu
Kanal açma takımı
CNC torna tezgahları ve tornalama merkezleri, genelde aşağıdaki on çeşit işlemi
yapar :
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Alın tornalama,
Profil işleme,
Delme,
Vida açma,
Parçayı kesme,
Yüzey tornalama,
Kanal açma,
Delik büyütme,
Pah kırma,
Frezeleme,
Tornalama için kısa bilgiler
Şekil 8.1 Torna kalemi (a) (kesici kama)üzerindeki açılar (b) Eğim açısı ve talaş
53
Çömelekoğlu
Tornalama 8.2 (a) ve Frezeleme (b) Kesme ve ilerleme hızları
Tornalama sap ve kesme kısmından oluşan prizmatik bir takımla gerçekleştirilir
( Şekil 8.1). Kesme kısmı: talaş, serbest ve yardımcı serbest yüzeylerinden oluşur.
Talaş yüzeyi, talaşın aktığı; serbest yüzey, parçanın işlenmiş kısmına bakan ve
yardımcı serbest yüzey bu iki yüzeyi tamamlayan yüzeydir. Talaş yüzeyi ile serbest
yüzeyin kesişmesi ana kesme ağzını, yardımcı yüzey ile talaş yüzeyinin kesişmesi
yardımcı kesme ağzını ve bu üç yüzeyin kesişme noktası takım ucunu meydana
getirir ( Şekil 8.3).
Şekil 8.3 Talaş oluşumunun şematik şekli
54
Çömelekoğlu
Takım ucu sivri değil , belirli bir yarıçap ile yuvarlatılmıştır. Kesme sırasında takımın
kesme kısmının geometrisi talaş açısı (γ), kama açısı (β) ve serbest açı (α) olmak
üzere üç açı tarafından karakterize edilir. Bu üç açının toplamı: ∝+β+γ=90° dir;
yani sabittir. Serbest açı, serbest yüzeyin parçayla sürtünmesini önler ve genelde
4°..8°arasında alınır. Dolayısıyla takımın kesme kabiliyeti γ ve β açılarına bağlıdır.
Bu bakımdan küçük bir talaş açısı (büyük kama açısı ) darbelere mukavim küt bir
takım meydana getirir; ancak talaş açısı küçük olduğundan takım malzemeye zor
nüfus eder talaş rahatlıkla akamaz ve büyük kuvvetler meydana gelir. Bu takımlar
genelde kaba talaş kaldırmada kullanılır. Büyük bir talaş açısına (küçük kama
açısına) sahip takımlar; malzemeye kolaylıkla nüfus ederler, talaş rahatlıkla akabilir,
kesme kuvvetleri düşük olur ancak takım darbelere dayanmaz. Bu çeşit takımlar son
pasoda ince talaş kaldırmak için kullanılırlar.
Şekil 8.4 Torna kalemlerinde kesme yönü (Sağ kalem, Nötr kalem,Sol kalem)
Kesici Takım Malzemeleri
Kesici Takım malzemesinin üç önemli özelliği vardır. Bunlar :
1. Aşınma direnci (çeşitli aşınma mekanizmalarına karşı direnç),
2. Tokluk (enerji yutma kabiliyeti ve basma yükü altında çatlama olmaksızın
plastik şekil değiştirmeye dayanma),
3. Sertlik (yüksek sıcaklıkta sertliğini ve dolayısıyla kesme verimini muhafaza
etme ve gerilimlere karşı direnç gösterme kabiliyetidir).
CNC tezgahlarda kullanılan genel kesici takım malzemeleri, yüksek hız çeliği (HSS)
sementik karbürler, sermetler, seramikler, çok kristalli elmas ve bor nitrürdür.
55
Çömelekoğlu
Çeşitli Kesici Takım Malzemelerinin Özellikleri ve Uygulama Alanları
Şekil 8.5 Çeşitli biçimlerdeki parmak frezeler
Şekil 8.6 ilk iki şekil merkezden diğerleri delik merkezli tipteki parmak frezeler
Şekil 8.7 Elmas uçlar
56
Çömelekoğlu
Şekil 8.8 Torna kaleminin işaretlenmesi
Kesme takımlarının sahip olması gereken en önemli özelliklerinden biri, kesme işlemi
sırasında oluşan yüksek sıcaklıklarda sertliğini korumasıdır. Takım malzemesi
teknolojisinde yapılan araştırmalar daha yüksek sıcaklıklarda sertlik kaybolmaksızın
kesme şartlarını koruyabilen daha iyi kesme takım malzemesi ortaya çıkartmıştır.
Kesme takım malzemesinin evrimi karbon çelikli takımla (1900 yıllarında) 100
dakikada tamamlanabilen işleme operasyonu, 1980’lerde geliştirilen modern, çok
kaplamalı karbit malzemelerle bir dakikanın altında tamamlanabilir.
CNC lerde kullanılan en yaygın kesme malzemeleri HSS, sinterlenmiş karbürler,
seramikler, CBN ve çok kristalli elmaslardır.
HSS, %5-%20 arasında tungsten içeren bir çelik alaşımıdır. Özellikle küçük çaplı
matkaplarda ve freze kesici takımları için yaygın kesme takım malzemesidir.
Sert olmasına rağmen HSS 650 °C civarında sertliğini kaybeder. Bu özellikte, yüksek
kesme hızlarının (böylece de yüksek kesme sıcaklıkları) karşılaşıldığı CNC
57
Çömelekoğlu
uygulamalarındaki etkinliğini sınırlar. Kaplamalı HSS kesme takım malzemelerindeki
gelişmeler sertlik ve ilk HSS’in düşük güçlü kesme karakteristiğini sunar. İşleme
performansı sert kaplama tekniklikleri, geliştirilmiş sertleşme ve temperleme
prosesiyle arttırılır. Kimyasal proses sert metalik nitrürlü yüzey kaplama
malzemesinin HSS yüzeyini kaplamasını sağlar. Buna bir örnek titanyum nitrür kaplı
HSS’li takımlardır.
Sinterlenmiş karbürler CNC’lerde kullanılan en popüler kesme takım malzemeleridir.
Sinterlennmiş karbürlerin performansı kullanılan ana malzemelerin sertliğinden gelir.
Çok tok mükemmel kenar aşınma direnci verir. Uygulama alanı demir esaslı herhangi
bir malzeme, çelik, paslanmaz çelik, yüksek sıcaklık alaşımları, demir dışı metaller ve
metal olmayan malzemelerin kaba ve bitirme işlemleridir. HSS’ten daha yüksek
kesme hızına ve kaplanmış karbürlerden daha tok bir yapıya sahiptir.
PVD kaplanmış sementit karbür çalışma esnasında çok tok, ısıl darbelere karşı iyi bir
direnç ve krater aşınması direnci, yüksek kenar dayanımı, kesme kenarında
yığılmaya karşı mükemmel bir gösterir. Uygulama alanı olarak çelik, yüksek sıcaklık
alaşımları, paslanmaz çelik, işlenmesi zor malzemeler, alüminyum karbonlu ve
alaşımlı çeliklerin işlenmesidir. Kaplanmamış takımlarla karşılaştırıldığında takım
ömründe –kayıp olmaksızın işleme hızında % 15’e varan artış sağlar.
Sermet malzeme aşınmaya, darbeye ve ısıya mükemmel bir direnç gösterir.
Kullanım alanı olarak temper döküm, karbonlu çelikleri alaşımlı çelikler ve alüminyum
alaşımları üzerindeki bitirme işlemlerinde kullanılır ve geleneksel karbür kalitelerine
göre 20 kez kadar daha fazla takım ömrüne sahiptir.
Seramikler (alüminyum oksit esaslı) yüksek sertlik ve mükemmel kimyasal aşınma
direncine sahiptir. Kullanım alanı dökme demir ve çeliklerin yüksek hızda kaba ve son
işlemesi içindir ve yüksek işleme hızlarında daha iyi son işlemeler elde edilir.
Seramikler (silisyum nitrür esaslı) yüksek sertlik, çatlamaya karşı yüksek tokluk ve
yüksek ısıl darbe direncine sahiptir. Uygulama alanı dökme demirler üzerinde kaba
ve son işlemler içindir. 1500 m/dak’ya kadar ve daha yüksek işleme hızları elde edilir.
Çok kristalli elmas (PCD), elmas sertliğine sahip tokluk mükemmel aşınma direncine
sahiptir. Alüminyum ve diğer yumuşak veya aşındırıcı demir dışı veya metalik
olmayan malzemeler üzerinde kaba-bitirme işlemleri içindir. Ömrü karbür takım
ömründen hatta yüksek silikonlu alüminyumdan 30 kez daha iyidir.
Kübik bor nitrit (CBN) olağanüstü bir sertliğe, mükemmel aşınma direncine ve
mekanik darbe direncine sahiptir. 50-60 Rc (480 – 740 BHN) ’de sertleştirilmiş demir
esaslı malzemeler üzerinde yüksek hızda işlemeye sahip karbürlere göre çok fazla
kesici kenar ömrüne sahiptir. Bu özelliği yüksek maliyetli alternatif taşlama işlemlerine
ihtiyacı ortadan kaldırır.(Şekil 8.9)
58
Çömelekoğlu
Şekil 8.9 Kesici takım malzemeleri
59
Çömelekoğlu
ANSI ve ISO Karbür Kaliteleri Sınıfları
Karbür kesici takımlarının sınıflandırılmasında iki yaygın sistem kullanılmaktadır.
ANSI sistemi ve ISO sistemi.
ANSI Sistemi
ANSI karbür kalite sistemi, ilk defa ABD Otomotiv Sanayiinde kullanılmaya başlandı
ve daha çok ABD’de kullanılmaktadır. U.S.C- sistemi olarak da adlandırılır. Karbür
kalitelerini göstermek için C harfiyle birlikte 1’den 8’e kadar sayı kullanılır. ISO
sisteminde ise harfle birlikte 2 rakam kullanılır. Karbür takımlar, iki ana kategoride
sınıflandırılır. Birinci kategori, sert ve çok iyi aşınma direncine sahip olan sadece
tungsten karbürlerden (ISO K sınıfı) oluşmuştur. Bunlar, dökme demir, demir dışı
metaller ve aşındırıcı bazı metalik olmayan malzemeleri işlemeye çok uygundur.
İkinci kategori tungsten ve tantalyum veya titanyum karbürün kombinasyonlarını
ihtiva eder. Bu karbürler genellikle çeliklerin işlenmesinde kullanılır. Çelikleri işlemek
için tungsten karbür kullanıldığında ciddi bir problem olan krater aşınmasın karşı
daha fazla direnç sağlanmış olur.
ISO Kalite Sistemi
ISO kalite sistemi, Avrupa’da geniş şekilde kullanılan ISO 513-1975 (E) standardını
esas alır. Harfler veya bu harflere karşılık gelen renkleri ihtiva eden üç ana kategori
kullanılır: P (mavi), M (sarı) ve K (kırmızı) ‘dır.
P Kategorisi : Çelik, çelik döküm ve uzun talaş veren demir esaslı metallerin
işlenmesi için
M Kategorisi : Östenitik/ferritik/martensitik/paslanmaz çeliklerin, çelik dökümleri
manganlı çeliklerin, alaşımlı dökme demirlerim, otomat çeliklerinin, uzun veya kısa
talaş veren demir esaslı metallerin, demir dışı metallerin işlenmesi için.
K Kategorisi : Dökme demir, kokil dökme demir, kısa talaş veren demir esaslı
metallerin (temper döküm), demir dışı metallerin, metalik olmayan malzemelerin
işlenmesi içindir (Şekil 8.10).
60
Çömelekoğlu
Şekil 8.10 Kesici takım malzeme cinsinin süneklilik-aşınma arasındaki ilişki ile
plaketlerin sınıflandırılması
Kesici takım malzemelerinin çeşitli tipleri ve kaliteleri için ISO ve ANSI kalite
sistemlerinin her ikisinde hassas olmadığına dikkat edilmelidir. Bunlar özel
uygulamalar için sadece kesici takım malzemelerinin seçiiminde genel bir rehber
olarak kılavuzluk eder. Kesici takım imalatçıları, genellikle kendi ürünleri için ANSI ve
ISO eşdeğer kalitelerini belirten kendi kalite sınıflandırma sistemlerini kullanırlar.
Kesici Takım Malzemesinin Seçimi
Özel bir işleme uygulanması için uygun kesici takım malzemesi seçimi, artan
verimlilik, gelişmiş kalite ve azalan maliyeti içine alan önemli faydalar sağlayabilir.
61
Çömelekoğlu
DIN 4983’e göre Standart mekanik sıkmalı torna katerleri
62
Çömelekoğlu
DIN 6261’e göre standart delik katerleri
63
Çömelekoğlu
Kısa ve uzun talaş veren malzemeler için freze tipleri
64
Çömelekoğlu
Kaba ve hassas işlemeler ile kasetli mekanik sıkmalı frezeler
65
Çömelekoğlu
66
Çömelekoğlu
Plaket aşınması ve dayanma süresi
Freze plaketlerin aşınması
67
Çömelekoğlu
Çeşitli torna ve freze kesici takımları
68
BÖLÜM 9
Çömelekoğlu
KOORDİNAT SİSTEMİ
CNC tezgah ve sistemlerde takım yolları bir koordinat sistemi referans alınarak
matematiksel bağıntılarla ifade edilir. Bu nedenle gerek programlamada, gerekse
tezgahların çalışmasında koordinat sistemi önemli bir yer tutmaktadır. Bilindiği gibi
sıfır değeri olan bir noktadan geçen, belirli ölçekle taksim edilen ve eksen adını
taşıyan çizgilere koordinat sistemi denilir. Eksenler birbirine dik olduğu durumda
sisteme kartezyen koordinat sistemi denilir (Şekil 9.1). Koordinat sistemi tek bir
düzlemi ifade eden iki eksenli veya üç düzlemi gösteren üç eksenli olabilir (Şekil
9.2). İki eksenli koordinat sisteminin eksenleri X,Y; Y,Z veya X,Z; üç eksenli
sisteminin eksenleri X,Y,Z şeklinde ifade edilir. CNC sistemlerde koordinat sisteminin
orijinine sıfır noktası da denilir. Bunun yanı sıra iki düzlemde, nokta konumunu
uzunluk ve açı ile veren polar; üç boyutlu sistemlerde silindirik ve küresel koordinat
sistemleri kullanılır. Şekil 9.1 deki koordinat sistemi esas olarak alınırsa herhangi bir
noktanın koordinatları 1. çeyrekte ikisi de pozitif (+X,+Y); 2. çeyrekte X negatif, Y
pozitif (-X,+Y);3. çeyrekte X negatif, Y negatif(-X,-Y); 4. çeyrekte X pozitif, Y negatif
(+X,-Y) dir.
CNC tezgah ve sistemlerde: tezgah, parça, takım olmak üzere üç ayrı koordinat
sistemleri vardır. Bu koordinat sistemlerinin orijinlerine; tezgaha ait olanına tezgah
sıfır noktası, parçaya ait olanına parça sıfır veya program referans; takıma ait olanına
takım sıfır noktası denilir. Bu noktalar freze ve işleme merkezleri için Şekil 9.4’de,
torna için Şekil 9.5 ve 9.6’ de verilmiştir
Şekil 9.1 Kartezyen koordinat sistemi
69
Çömelekoğlu
+Y
+X
Merkez
Şekil 9.2 Üç eksenli koordinat sistemi
+Y
Uzaklık
Açı
+X
Merkez
Şekil 9.3 Polar koordinat sistemi
70
Çömelekoğlu
Tezgah Eksenlerini Atama ve Yön
Şekil 9.4 Dikey ve yatay eksenli freze tezgahında eksenler
Şekil 9.5 İki eksenli (X,Z) torna tezgahı
71
Çömelekoğlu
Şekil 9.6 Üç eksenli (X,Z, ve ikinci doğrusal eksen W) torna tezgahı
EIA-267-B standardı CNC tezgahların doğrusal ve dönme hareketlerini tanımlamak
için on dört eksen belirtir. Bu eksenlerin dokuzu doğrusal, beşi ise dönme eksenidir.
Dokuz doğrusal eksen, aşağıdaki gibi üç gruba bölünebilir (Şekil 9.7)
Birincil doğrusal eksenler (X,Y ve Z)
İkincil doğrusal eksenler (U, V ve W)
Üçüncül doğrusal eksenler (P, Q ve R)
Z
W
R
Y
X
U
P
Şekil 9.7 Dokuz doğrusal eksen
72
V
Q
Birincil eksenler (X, Y
eksenler (U, V ve W)
birincil eksenlere ilave
de, üçüncü hareketli
kullanılır.
Çömelekoğlu
ve Z), ana hareketli tablaya tahsis edilmiştir. İkincil doğrusal
ikincil hareketli tabla veya iş mili hareketini tanımlamak için
edilir. Benzer şekilde üçüncül doğrusal eksenler (P, Q ve R)
tabla veya iş milinin doğrusal hareketini tanımlamak için
Beş dönme ekseni: üç temel dönme ekseni (A.B ve C) ve iki özel eksenden (D ve E)
meydana gelir (Şekil 9.8). Bu eksenlerin tanımlanması:
W
Z
E
C
V
B
A
D
Y
U
X
Şekil 9.8 Beş dönme ekseni
Eksen A: X temel doğrusal ekseni etrafındaki dönme hareketi
Eksen B: Y temel doğrusal ekseni etrafındaki dönme hareketi
Eksen C: Z temel doğrusal ekseni etrafındaki dönme hareketi
Eksen D: Herhangi bir doğrusal eksen etrafındaki dönme hareketi
Eksen E: Herhangi bir doğrusal eksen etrafındaki dönme hareketi
şeklindedir.
Tezgah Eksenlerinin Atanması
Tezgah eksenleri, “sağ el “kuralı”na göre atanır. Sağ el baş parmağı, pozitif X ekseni
yönünde olduğunda, işaret parmağı pozitif Y ekseni gösterir ve orta parmak pozitif Z
yönünü gösterir. Şekil 9.9 sağ el kuralının düşey tezgahlara uygulanmasını, Şekil
9.10 ise yatay tezgahlara uygulanmasını göstermektedir.
73
Çömelekoğlu
Şekil 9.9 Sağ el kuralı düşey tezgah
74
Çömelekoğlu
Şekil 9.10 Sağ el kuralı yatay tezgah
Tezgah Eksenlerinin Yönü
CNC denetim sistemleri, tezgah eksenlerinin hareket yönünü göstermek için pozitif
(+) ve negatif (-) işaretlerini kullanır. Yönler aşağıdaki gibi tanımlanır.
+Z yönü: iş parçası ve kesici takım arasındaki mesafeyi arttıran yöndür.
- Z yönü: +Z yönüne zıt yöndür.
+X yönü: (a) düşey tezgahlarda, iş milinden iş mili destek sütununa doğru bakıldığında
sağa doğru olan yöndür.
(b) yatay tezgahlarda, iş mili ekseninden iş parçasına doğru bakıldığında sağa
doğru olan yöndür.
-X yönü: +X ekseni yönüne zıt yöndür.
+Y yönü: sağ el kuralını izler: baş parmak +X yönünü işaret ettiği ve orta parmak +Z
yönünü gösterdiğinde işaret parmağı +Y yönünü gösterir.
-Y yönü: +Y yönüne zıt yöndür.
75
Çömelekoğlu
Referans Sıfır Noktaları
Referans sıfır noktaları, diğer noktaların koordinatlarını hesaplamak için seçilen temel
veya başlangıç noktalarıdır. Referans noktaları, sıfır noktaları olarak da adlandırılır.
CNC denetimleri, takım yolu programlanmasını kolaylaştırmak için aşağıdaki dört
çeşit sıfır noktasını kullanır.
•
•
•
•
Tezgah sıfır noktası,
Referans dönüş noktası,
İş sıfır noktası,
Program sıfır noktası.
Tezgah Sıfır Noktası
Tezgah sıfır noktası, tezgah koordinat sisteminin orijin noktasıdır. Takım tezgahı
imalatçısı tarafından ayarlanır ve değiştirilemez. Tezgah sıfırı, M ile etkilenir ve
” sembolüyle temsil edilir. Torna tezgahları için tezgah sıfırı, normal olarak iş
“
mili uç yüzeyinin merkezidir (Şekil 9.11) Freze tezgahlarında tezgah sıfırı, genellikle
her bir eksenin gidebileceği en uç, sınır noktasıdır (Şekil 9.12)
+X
M
+Z
Şekil 9.11 Torna tezgahı tezgah sıfır noktası
76
Çömelekoğlu
Şekil 9.12 Freze tezgahı tezgah sıfır noktası
Parça programı yazarken normalde tezgah sıfırı, referans noktası olarak doğrudan
kullanılmaz. Aşağıda verilen üç uygulamadan birinde kullanılabilir.
• Tezgahın ilk hazırlanması,
• Referans dönüş noktaları, iş sıfırları ve program sıfırları gibi diğer referans
noktaları için referans noktası olarak,
• Takım değiştirme konumu olarak
Referans Dönüş Noktası
Referans Dönüş noktaları, tezgah tablası veya iş milinin dönüş yaptığı yerleşimlerdir.
R harfiyle tanımlanırlar ve “
” sembolüyle gösterilirler.
77
Çömelekoğlu
Şekil 9.13 Freze tezgahını referans dönüş noktası
Referans
dönüş
noktası
+X
+Z
+X
+Z
M
Şekil 9.14 Torna tezgahının referans dönüş noktası
Bazı CNC denetimleri, dört referans dönüş noktası tanımlamaya izin verirler.
Normalde freze tezgahlarında tezgah sıfırı, birinci referans dönüş noktası olmaya
ayarlıdır (Şekil 9.13). İkinci, üçüncü ve dördüncü referans dönüş noktaları, kendi
parametre değerlerinin ayarlanmasıyla belirtilir. Bunlar iş zarfı içindeki herhangi bir
uygun yerleşime ayarlanabilir. Tornalama tezgahlarında referans dönüş noktası, iş
zarfının en uçtaki köşesine yerleştirilir (Şekil 9.14)
78
Çömelekoğlu
Birinci referans dönüş noktasının yerleşimi, tezgah sıfır noktasına göre, her hareketli
eksende, hassas şekilde önceden tespit edilir. Bundan dolayı, kayar (hareketli) tabla
ve iş milinin ölçme sistemi kalibrasyon ve düzenlenmesi için kullanılabilir.
Referans noktası, özellikle dört durumda kullanılır:
• Denetim enerjileniğinde tüm eksenler, ölçme sistemini kalibre etmek için
daima referans dönüş noktasında konumlanmalıdır.
• Tezgah, elektrik kesilmesi veya uygun olmayan işlem sonucu güncel konum
verisinin kaybı gibi durumlarda uygun koordinat değerlerinin yeniden kurulması
için referans dönüş noktasına tekrar konumlanmalıdır.
• Tüm eksenler, takım değiştirme gerçekleşmeden önce referans noktasına geri
çekilmelidir.
• Program sonunda, tüm eksenleri parça programının tekrar çalıştırılması veya
yeni parça programı çalıştırılması için denetim sistemini tekrar ayarlamak
üzere dönüş noktasına geri çekilmelidir.
İş Sıfır Noktası
İş sıfır noktası, iş parçası koordinat sisteminin orijinidir. Tezgah sıfır noktasıyla ilişkili
iş koordinat sistemini belirlemek için kullanılır. İş sıfır noktaları, hazırlık noktaları
olarak da adlandırılır çünkü, bu noktalar tezgah tablası üzerindeki iş parçasının ayarı
için kullanılan yerleşimlerdir. Bazı CNC denetimleri, bir tezgah hazırlığı veya
işletiminde birden fazla iş sıfır noktası kullanımına izin verirler. İş sıfır noktası W
” sembolüyle gösterilir.
harfiyle etiketlenir ve “
İş sıfır noktasının, iş parçasının üzerine kolayca yerleştirileceği veya ölçülebileceği
şekilde yerleştirilmesi tavsiye edilir. (Şekil 9.15 a,b) tornalama için iş sıfır noktası
seçimiyle ilgili iki yaygın yöntemi, Şekil 9.16 ise frezeleme işi için örnekleri
göstermektedir.
+X
İş sıfırı
Ayna
M
+Z
W
İş
parçası
a) Ayna yüzeyine yerleştirilmiş
79
Çömelekoğlu
+X
İş sıfırı
-Z
M
W
b) İş parçası yüzeyine yerleştirilmiş
Şekil 9.15 Tornalama için iş sıfır noktası seçimi
+Y
M
+Y
M
İş tablası
İş
tablası
W
+X
W
+X
İş parçası
İş parçası
a) iki referans yüzeyin kesişimine yerleştirilmiş b) iş parçasının merkezine
yerleştirilmiş
Şekil 9.16 Frezeleme için iş sıfır noktası seçimi
80
Çömelekoğlu
Program Sıfır Noktası
Program sıfır noktası, parça programının orijinidir. Parça programındaki diğer tüm
noktaları yerleştirmek için kullanılır. Bu sebeple herhangi bir program çalıştırmadan
” sembolüyle
önce seçilmelidir. Program sıfır noktası, P harfiyle etiketlenir ve “
gösterilir. Program sıfır noktası, normalde iş sıfır noktasıyla çakışır. Ancak farklı
herhangi bir uygun noktada da olabilir (Şekil 9.17) ve iş sıfır noktasıyla çakışan
program sıfır noktasının durumunu Şekil 9.18 ve bu iki noktanın ayrı ayrı olması
durumuna örnek göstermektedir.
M
+Y
+X
P,W
Şekil 9.17 Çakışan program sıfır noktası ve iş sıfır noktası
M
+Y
+Y
+X
P
+X
W
Şekil 9.18 Farklı program sıfır noktası ve iş sıfır noktası
81
Çömelekoğlu
Karmaşık unsurlu iş parçalarının programlanmasını kolaylaştırmak için birden fazla
program sıfır noktası tanımlamak mümkündür. Birinci program sıfır noktası, program
sıfırdır ve ikinci program sıfır noktası ve diğer tüm sıfır noktaları, yerel sıfır noktası
olarak kabul edilir. Şekil 9.19 parça programı yazımında iki sıfır noktası kullanımını
göstermektedir.
İŞ TABLASI
P2
P1
Şekil 9.19 Çoklu programın sıfır noktaları
Konumlama Sistemleri
Konumlama sistemi, kesici takımın hareket ettiği iş parçası üzerindeki konumlama
noktalarının yerleşimlerini tespit etmek için kullanılır. Parça programlamada iki konum
lama sistemi kullanılır. Bunlar:
• Mutlak konumlama sitemi.
• Artışlı konumlama sistemi.
Mutlak Konumlama Sistemi
Mutlak konumlama sisteminde tüm konumların boyut verisi, sabit bir referans
noktasından ölçülür. Gerçekte bu nokta program sıfır noktasıdır. Mutlak konumlama
sistemine, bazen referans konumlama sistemi olarak da başvurulur. Şekil 9.20’ de
mutlak konumlama sistemi örneği görülmektedir.
82
Çömelekoğlu
+Y
+X
Şekil 9.20 Mutlak konumlanma sistemi
Artışlı Konumlama Sistemi
Artışlı konumlama sistemi kullanıldığında, bir noktanın boyut verisi, daima önceki
noktaya göre verilir. Her konum, öncekine göre ölçülür ve koordinat sistemi önceki
noktadan son noktaya kaydırılır. Artışlı konumlama sisteminin bazı önemli hususları
aşağıda verilmiştir.
a) Program sıfır noktası, sadece birinci programlama noktası için referans nokta
olarak kullanılır.
b) Artı (+) ve eksi (-) işareti, sadece birinci çeyrekteki noktalar arasında takım
hareketinin yönünü göstermek için kullanılır.
c) Takım yolunun konumlama sırası, noktanın boyut verisini etkiler. Gösterilmiştir
(Şekil 9.21).
83
Çömelekoğlu
+Y
+X
Şekil 9.21 Artışlı konumlanma sistemi
Konumlama Sistemi Seçimi
Parça programlanmasında aşağıda verilen iki sebepten dolayı mutlak
konumlama sistemini kullanılması tavsiye edilir.
1. Münferit noktalarda olabilecek konumlama hatası, sonraki konumları etkilemez.
2. Kesici yerleşiminin hata denetimi izlemesi için mutlak sistemin kullanılması daha
kolaydır, çünkü tüm boyutlar aynı sabit noktayı referans alır.
Artışlı konumlama sistemi, iş parçasında birkaç kez tekrar edilen ortak
unsurlarda (delik, cep ve çevre deseni) tercih edilir. Artışlı konumlama
sisteminin kullanımının üç temel sakıncası vardır:
1. Herhangi bir konumlama hatası, programın geri kalan kısmı boyunca devam eder.
Yapılan bir konumlama hatası sonra gelen programlama konumlarının hepsine taşınır.
2. Bileşik hata, parça programında birden fazla hata olduğunda katlanarak birikir.
3. Özellikle uzun parça programlarında herhangi bir konum hatsını denetlemek oldukça
zordur.
Örnek çalışma
Sekiz delik delme yolunun mutlak ve artışlı koordinat sistemine göre çıkarılması
(başlangıç 0,0)
84
Çömelekoğlu
+Y
2
7
1
+X
6
3
5
Delik no
4
Mutlak ölçülendirme
Artışlı ölçülendirme
x
y
x
y
1
4
2
4
2
2
6
7
2
5
3
4
-3
-2
- 10
4
8
-6
4
-3
5
-8
-5
-16
1
6
-6
-3
2
2
7
-6
5
0
8
8
0
0
6
-5
∑=0
∑=0
85
BÖLÜM 10
Çömelekoğlu
OTOMATİK KONTROLE GİRİŞ
Şekil 10.1 Konvansiyonel Torna tezgahında elle denetim
86
Çömelekoğlu
Şekil 10.2 Ayar donanımı blok bağlantı şeması
Teknolojik gelişmeler insanın aya seyahatine
ve bizim dışımızdaki uzayı
keşfetmesine
olanak tanımıştır. Uzay taşıtlarının, uzay mekiğinin, uzay
istasyonlarının ve uçuş denetim sistemlerinin başarılı bir şekilde çalışması, bu tür
riskli işlerde çok sayıda kullanılan denetim sistemlerinin işlevlerini uygun bir şekilde
yapmasına bağlıdır.
Denetim sistemlerini ve işlemlerini, bilinçli veya bilinçsiz günlük yaşantımızın her
anında kullanırız. Örneğin, insan vücudu ile ilgili fizyolojik denetim işlemleri olarak
vücut sıcaklığının denetimi, kan şekerinin ayarlanması, gözün ışığın şiddetine göre
kısılması gibi işlemleri sayabiliriz. Doğada benzeri denetim işlemlerinin binlerce
örneği ile karşılaşmak olasıdır.
87
Çömelekoğlu
Endüstriyel anlamda bir sıcaklık denetim sistemi bir kez ayarlandıktan sonra bizim
müdahalemiz olmaksızın ortamın sıcaklığını otomatik olarak belli bir değerde tutmak
için sürekli olarak çalışabilir. Türü ne olursa olsun bir denetim sisteminde mutlaka
denetleyen ve denetlenen olmak üzere iki temel unsur vardır.
Kontrol, iş tezgahlarında bir değişkenin istenilen ayarda kalmasını sağlar. Şekil 10.1
konvansiyonel bir torna tezgahında elle denetimi göstermektedir. Böyle bir torna
tezgahında takım kızağının 10 mm sürüldüğünü ve torna tezgahında elektronik
göstergeli bir yol ölçme sistemi olduğunu varsayalım. Denetleyici konumundaki
operatör gösterge üzerinde gidilecek noktanın koordinatlarını ayarlar ve elle
ayarlanan noktaya gelinceye kadar el volanını çevirir. Operatör bu işlemi gösterge
değişimini sürekli izleyerek yapar. Koordinatların ayarlanma aşamaları aşağıda
sıralanmıştır.
Şekil 10.3 Konvansiyonel tezgah denetim şeması
•
•
•
Takım kızağının bulunduğu konumun ölçümü
Takım kızağının gerçek değeri ile arzu edilen zamanda kat edilen değerin
karşılaştırılması
Kat edilen değer ve gerçek değer arasındaki fark ortadan kalkana kadar, takım
kızağının hareket ettirilmesi
Şekil 10.3 bir konvansiyonel tezgah denetim şemasını göstermektedir.
Takım kızağının insan gücü kullanılmadan hareket ettirilmesi istenirse, ölçme,
karşılaştırma ve hareket ettirme görevleri bir kontrol sistemi tarafından yapılacaktır.
Bu durumda kontrol düzeneği tarafından etki altında tutulan torna tezgahı, kontrol
yolunu oluşturur. Kontrol yolu, çevirme kolu konumundan başlar ve gösterge
cihazının ölçme noktasında biter.
88
Çömelekoğlu
Kontrol bir büyüklüğün gerçek değerinin ölçülmesi ve olması gereken değer ile
karşılaştırarak
tekrar ayarlanması işlemidir. Etki
akışı kapalı bir ayarlama
devresinde gerçekleşmektedir. Böyle bir kontrol sistemi Şekil 10.4 de gösterilmiştir.
Şekil 10.5 deki pozisyon ayar devresinin ayar yolu hareket motoru ile başlar,
kavrama, vidalı mil ve tezgah sehpası ile devam eder ve ölçme tertibatında son bulur.
Tezgah tablasının pozisyonu, örneğin bir optik çizgili cetvel ile ölçülür ve ayarlama
tertibatı hafızasına girilmiş olan (olması gereken değer) kıyas değeri ile karşılaştırılır.
Gerçek değer ile kıyas değeri
arasında oluşan bir sapma varsa, hareket motoru tarafından tezgah tablası, arzu
edilen pozisyona ulaştırılana kadar hareket ettirilir. Pozisyon ayar devreleri iş
makinelerinin tüm CNC kumandalarında bulunur.
Şekil 10.4 CNC denetim şeması
89
Çömelekoğlu
Şekil 10.5 Konum ayarlama düzeni
Temel Kavramlar ve tanımlar
Denetim Sistemi (Control System): Kendisini veya diğer bir sistemi kumanda
etmek, yönlendirmek veya ayarlamak üzere birleştiren fiziksel organlar kümesi.
Otomatik Denetim (Automatic Control): Bir sistemde denetim faaliyetlerinin insan
girişimi olmaksızın önceden belirlenen bir amaca göre denetimi ve yönlendirilmesidir.
Genel anlamda otomatik denetim, doğrudan insan girişimi olmaksızın çalışan
aygıtların, makinelerin ve sistemlerin çalışması ve gelişmesi ile ilgilenen bir bilim
dalıdır. Uygulamada denetim veya denetim sistemi denilince daha çok otomatik
denetim anlaşılır. Günümüzde insan girişimi ile yapılan denetim hemen hemen yok
sayılır veya denetim sistemi tanımına girmez.
Tesisat veya Denetlenen sistem (Plant): Amacı özel bir işlemi yerine getirmek olan
birlikte çalışan makine parçaları takımı veya bir cihaz (Bu kitapta CNC), tesisat adını
alır.
Geribesleme Elemanı:(Feedback Element) : Denetlenen çıkış sinyali ile geri
besleme sinyali arasında işlevsel bağıntı kuran elemandır. Geri besleme elemanları
özellikle denetlenen değişken ile başvuru giriş sinyalinin farklı fiziksel yapıda olduğu
durumlarda bir dönüştürgeçten (transducer) ibarettir. Geri besleme elemanı
denetlenen değişkenin ölçülen değerini sağlar. Genellikle geri besleme elemanı bir
ölçü elemanı biçimindedir.
Duyarga (Sensor, Detector) : Ölçülen ve dolayısıyla denetlenen niceliğin değerini
algılayan veya seçen bir aygıttır. Duyarga eleman veya algılama organı, ölçme
sistemi zincirinin ilk halkası olup duyarga ifadesi bazen sezici (detector), birincil organ
veya dönüştürgeç (transducer) yerine de kullanılmaktadır.
Dönüştürgeç (Transducer): Genel olarak herhangi bir enerji biçimini diğer bir enerji
biçimine dönüştüren aygıt olarak tanımlanır. Örneğin ışık enerjisini elektriksel enerjiye
dönüştüren fotoseller, mekaniksel enerjiyi elektriksel enerjiye dönüştüren
potansiyometreler v.s. Özellikle ölçme sistemi açısından bir enerji dönüştürme aygıtı
90
Çömelekoğlu
olarak çalışan dönüştürgeç, uyarıyı fiziksel ortamdan alır ve bu uyarıyı bir ölçme
sistemi girişine göre daha uygun bir sinyale dönüştürür.
Kontrol devreleri
CNC tezgahlarını konvansiyonel tezgahlarından ayıran ilk özellik; program girişini ve
çalışmasını sağlayan bir kontrol ünitesi ve bunu temsil eden bir kontrol panosu
bulunmasıdır. Bu panoda komutların girilmesini sağlayan düğmelerin yanı sıra; girilen
veya işlenen komutları gösteren ve talaş kaldırma işleminin simülasyonunu yapan,
bilgisayar ekranına benzer bir ekran vardır. İkinci olarak talaş kaldırmak için
kullanılan güç motorun yanı sıra; takım veya parça hareketlerini gerçekleştiren ve
eksen adını taşıyan her hareket yönünde birer ilerleme motorları vardır ( Şekil 10.6).
Program sinyalleri ilkin bu amplifikatörde bulunan kontrol ünitesine ve sonra motora
gönderilir. Ayrıca kontrol sisteminden alınan program sinyallerini yükselten bir
amplifikatör bulunur.
Şekil 10.6 İki eksenli kontrol düzeni
Bunun yanı sıra takım veya parça hareketlerini kontrol etmek için her eksen yönünde
birer sezgi (sensör) elemanı kullanılır. CNC tezgahlarda : kontrol panosundan
gönderilen program sinyalleri kontrol ünitesine, buradan amplifikatöre,
amplifikatörden motora iletilmekte ve bu da takım veya parçayı harekete
geçirmektedir. Bu hareketler sezgi elemanları tarafından kontrol edilmekte, gerçek
hareket konumları ölçülmekte ve kontrol sisteminde bulunan komparatör
91
Çömelekoğlu
(karşılaştırıcı) denilen bir cihaza gönderilmektedir. Burada hareket konumlarının
teorik ve gerçek değerleri karşılaştırılmakta , fark varsa hesaplanmakta; fark sinyali
yükseltilmek için amplifikatöre ve buradan motora iletilmektedir. Eğer gerçek hareket
konumu teorik konumdan daha küçükse motor hızlanır; eğer daha büyükse yavaşlar
ve bu şekilde aradaki farkı kapatır. Sezgi elemanı her an takım veya parça hareketini
kontrol eder. Ancak yine de sonunda gerçek ve teorik konum arasında bir fark (hata)
kalır; buna tezgahın hassasiyeti denilir. Günümüzde normal tezgahlarda bu hata
0.001 mm ve hassas tezgahlarda .....0.1 dir.
CNC tezgahların blok şeması Şekil 10.7 de verilmiştir. Buradan görüldüğü gibi
kontrol panosu
veya başka bir ortamdan gelen sinyaller, kontrol ünitesinin
CPU(Central Prosses Unit) denilen lojik bölümünde işlenmektedir. Burada bilgiler
konum ve teknolojik(ilerleme,hız) bilgiler olarak ayrılmakta ve tezgaha G, X, Y, Z, F,
S, T, M kodları şeklinde bunları deşifre eden tezgah ara yüzünden geçirilerek
gönderilmektedir. Hareketler enkoder, rezolver, enduktasin ve takometre adını
taşıyan sezgi elemanları tarafından kontrol edilmekte ve gerçek değerler kontrol
ünitesine gönderilmektedir. Burada teorik değerlerle karşılaştırıldıktan sonra , hareket
sinyalleri olarak tezgaha gönderilmektedir.
Şekil 10.7 CNC blok şeması
92
Çömelekoğlu
KONTROL SİSTEMLERİ
Şekil 10.8 Kapalı kontrol devresinin şemaları
93
Çömelekoğlu
Şekil 10.9 Açık kontrol devresi şeması
CNC tezgahlarında yukarıda açıklanan ve (Şekil 10.8) da gösterilen sistem kontrol
devresi adını taşır. Bunlara kapalı kontrol devresi denir. Bunların yanı sıra
günümüzde pek kullanılmayan ve sezgi elemanı olmayan devrelerde vardır; bunlara
açık kontrol devresi denilir (Şekil 10.9) Şemalarda tezgahlar ilerleme hareketini
sağlayan cıvata mekanizması ve kızak (veya tabla) ile temsil edilmiştir.
Açık dögü denetim sistemlerinde denetim eylemi sistem çıkışından bağımsızdır. Açık
döngü sistemlerde çıkışın ölçülmesi ve geri beslemesi söz konusu değildir.
Dolayısıyla sistemin girişi çıkış bilgisinden haberdar olmaz. Uygulamada açık döngü
sistemleri giriş-çıkış bağıntıları önceden belli olan ve iç dış veya dış bozuculara
maruz kalmayan sistemlerde kullanılır.
Açık devrelerde motora verilen sinyaller, motoru ve buna bağlı ilerleme sistemini
harekete geçirir ve kızak istenilen konuma gelir. Burada hareketi kontrol eden bir
sezgi elemanı yoktur. Kızağın tam olarak istenilen konuma gelmesi bu sistemde
ancak step motoru ile mümkündür. Step motorlarının milleri vurgu (puls) şeklinde
verilen sinyallere karşılık büyük bir doğrulukla belirli bir açı ile dönerler ve kızağı
istenilen konuma getirirler.
Kapalı devrelerde kontrol ünitesinden çıkan sinyaller, bir komparatörün yardımı ile
motora verilir; motor ve iletim sistemi kızakla birlikte harekete geçer. Sezgi elemanı
sürekli olarak kızağın gerçek konumunu ölçer ve komparatöre geri gönderir ; burada
çıkan değeri istenilen değer ile karşılaştırır ve bir fark olduğu durumda motoru
yavaşlatır veya hızlandırır.
Açık devre kontrol sistemleri
Tanım gereği, açık devre kontrol sistemleri geri besleme kullanmaz. Bu demektir ki
kızağın hareketi ve hızı ölçülmez . Sistem basit olarak tezgah tablasının hedef
konuma erişeceğini farz eder. Sistemin gerçek başarısını bilmenin bir yolu yoktur
(Şekil 10.9).
Açık devre kontrol sistemlerinde hareket ve hızı doğru şekilde kontrol etmek için step
motor olarak bilinene özel bir motor kullanılır. Step motor, Konvansiyonel AC ve DC
motorlarındaki değişen voltaj (analog) uygulamalarına, ihtiyaç göstermeyen özel ve
sayısal bir motordur.
94
Çömelekoğlu
Step motorun prensibi şudur: Sayısal sinyali alır almaz (puls) ana mil belirlenen bir
açı ile dönmeye başlar. Adım miktarı, motor tasarımı ile belirlenir, adım tipik olarak
1.8’ ile 7.7’ arasındadır. Eğer, 2 sayısal uygulanırsa ana mil iki adım döner yani
motor tasarımına bağlı olarak 3.6’ ile 15’ arasında dönme olur. Step motora
gönderilen sinyalleri sayarak (elektronik olarak) ve eksenel yönlendirici vidanın
adımını bilerek mesafe doğru olarak tahmin edilebilir. Pozisyonal geri beslemeye
ihtiyaç yoktur ( Şekil 10.10).
Pratikte, sayısal anahtar devresi ve bir güç yükselticisi, step motoru tahrik etmek için
gereklidir. Bu elektronik grubuna çevirici denir.
Şekil 10.10 Step motoru
95
Çömelekoğlu
Step motoru kullanmanın avantajları aşağıdaki gibi özetlenir:
a) Pozisyonal ve hız geri beslemesi gerekmediğinden tahrik mekanizmasının
tamamı oldukça basitleştirilmiştir,
b) Tahrik mekanizmasının maliyetini oldukça düşürmüştür,
c) Düşük sinyal hızlarında maksimum tork elde edilebilir, böylece de yükün hareketi
oldukça kolaylaşır,
d) Sinyal durdurulduğunda ana mil motoru durduğundan debriyaj veya frene ihtiyaç
yoktur.
e) Step motor dururken dahi güç çeker. Motor, tutma torku limitine kadar dinamik
hareketlere direnç gösterecektir. Bu nedenle , step motor dururken bile ısınmış
haldedir,
f) Güç kesildiğinde motor son pozisyonunda magnetik olarak kilitlenir,
g) Aynı sinyal kaynağından sinyal alan birçok step motor kusursuz bir
senkronizasyon gösterir,
h) Sayısal bir cihaz ve CNC kontrol biriminden alınan çıktı ile uyumlu olduğundan
kontrolü çok kolaydır.
Step motorların, CNC takım tezgahı uygulamalarındaki kullanımları bakımından bazı
sınırlamaları vardır. Bu sınırlamalar aşağıdaki gibi özetlenir:
a) Step motorların güç çıkışları oldukça düşüktür ve ancak küçük ve hafif işler için
kullanılan takım tezgahlarına uygulanabilir,
b) Sinyal hızları yaklaşık 10000 sinyal/saniye (10KHz) ile sınırlıdır. Buda, eksen
hareketinin maksimum hızını; kapalı devre sistemlerle elde edilebilen hızların
1/5’i kadar sınırlar,
c) Eksen takılırsa, sinyal gönderilmeye devam eder, sonuçta hatalı pozisyon elde
edilir.
Kapalı devre Kontrol Sistemleri
Sistemin çıkışı ölçülüp geri beslendikten sonra arzu edilen giriş değeri ile
karşılaştırılır. Böylece sistemin girişi çıkıştan haberdardır. Kapalı döngü tahrik sistemli
geri besleme sistemleri, gerçek çıktıyı izlemek ve istenen ile gerçek sistem başarısı
arasındaki herhangi bir uyumsuzluğu düzeltmek için kullanılır. Geri besleme alt
sistemleri, analog veya dijital tipte olabilir. Analog sistemler, konum ve voltaj
seviyesindeki hız gibi fiziksel sistemlerdeki değişimi ölçer. Takometreler, tipik olarak
hız ölçmek için kullanılır (Şekil 10.11). CNC tahrik sistemlerinde konum döngüsü
ve hız döngüsü olmak üzere iki geri besleme döngüsü vardır. Konum döngüsü ;
Komparatör, yükseltici devre, hız döngüsü, tekrar çözücü, arabirimden meydana
gelen bir dış döngüdür. İşlem sırasında komparatör, CNC denetimden referans
sinyali ve çözücüden konum geri besleme sinyalini alır. Bu iki sinyal arasındaki fark
mevcut konum hatasını verir . Komparatör, konum hata sinyalini üretir ve bu sinyalle
hatayı düzeltmek için servo motoru tahrik etmesi için yükselticiyi besler.
96
Çömelekoğlu
Hız döngüsü, konum döngüsü içinde bulunan bir alt döngüdür. Komparatör,
yükseltici devre, kılavuz vida veya servo motorundan birisiyle ilişkili takometre ve
takometre ara biriminden meydana gelir.
Dijital geri besleme sistemleri konumu ölçmek için dijital konum transdüseri kullanır.
Kod çözücüler (enkoder), popüler dijital konum transdüserleridir. Yukarı-aşağı sayıcı
ve dijital-analog dönüştürücü, komparatör ve yükseltici yerine kullanılır. Dijital geri
besleme sistemindeki hız döngüsü, analog geri besleme sisteminde bulunanla
aynıdır.
Şekil 10.11 Torna ve Freze tezgahında Takometre ile hız ölçme
Anlaşıldığı gibi, kapalı devre kontrol sistemleri, hem konum hem de hız geri besleme
ihtiyacı gösterir. Kontrol sisteminin, sinyalleri sayması gerekmediğinden ana mil tahrik
mekanizması için daha çok seçim imkanı sağlanır. AC ve DC servo motorlar
kullanılır.
İdeal kapalı döngülü eksen tahrik servo motorları aşağıdaki karakteristikleri
göstermelidir:
a) Gerektiğinde ters dönme hareketi,
b) Tork çıktısı hızla doğru orantılı olmalı,
c) Yüksek başlama torku,
d) Hızlı ve doğru başlama, durma ve mili tersine döndürme,
e) Tezgahla mekanik uyumlu, kontrol birimi ile elektronik uyumlu.
DC ve AC Servo motorlar
DC servo motorları aynı fiziksel boyulardaki AC servo motorlarından daha fazla güç
çıktısı verir. DC servo motorların yüksek tork kapasiteleri, yüksek ivmelenme ve
düşük ataletleri vardır. 3000 dev/dak dan daha büyük, birkaç dev/dak daha az
hızlarda bile durma yapmadan çalışabilir. DC servo motorları daha fazla bakım
(fırçalar ve kolektörlere rağmen) gerektirmelerine rağmen AC servo motorlarından
daha ucuzdur. DC servo motorları çalışırken parazit dalgaları yaymaları mümkündür.
97
Çömelekoğlu
Her iki motorda elektro manyetiktir. Yavaşlama zamanını azaltmak ve eksenin aşırı
dönmesini minimuma indirgemek için frenleme imkanı vardır (Şekil 10.12).
Her iki tipteki servo motorlarda giriş sinyalindeki artışla, hızda artış elde edilir. Fakat
giriş sinyalindeki artış sonucu motor hızındaki artış tahmin edilemez. Bunun için, ayrı
bir cihaz kullanılmalı ve motorun hızı ölçülmelidir. Bu hızla istenen hız
karşılaştırılmalıdır. Kontrol terimleri açısından hız-geri beslemesi sağlanmalıdır.
Pozisyonun ve devir sayısını regülasyonu için, servo motorlar, monte edilmiş ölçü
değeri verici cihazına sahiptir. Bunlar, pozisyonun ölçülmesi için devir ikaz cihazı ve
devir sayısını ölçümü için tako jenaratörlerdir. Mümkün olduğu kadar kısa ivmeleme
ve frenleme zamanlarına ulaşmak için , servo motorlar hafif, taşınma kolaylığı olan
rotorlarla donatılırlar ( Şekil 10.13).
Şekil 10.12 Elektronik kumanda aygıtları ve servo motorlar
98
Çömelekoğlu
Şekil 10.13 Disk rotorlu bir motorun kesiti
NC Makinalarda yol ölçümleri
NC makinalarda istenilen zamanda hareket edebilmesi için, doğru ve tam çalışan bir
yol ölçme sistemi, kademesiz kontrol edilebilen ilerleme metodu, boşluksuz çalışma
(ana) mili ve yuvarlanmalı (bilyalı) kızaklara ihtiyaç duyulmaktadır.
Yol ölçme sistemini görevleri
NC makinaları kontrol komutları tarafından belirlenen hareketleri kendi başına
gerçekleştirmek durumundadır. Bunun için makine kızağı vasıtasıyla hareket
noktasının koordinatlarına mümkün olduğu kadar tam ulaşmalıdır. Bu ise bir konum
ayarlama devresi sayesinde makine kızağının anlık değerini ölçer ve kontrol sistemi
tarafından istenilen değerler (programlanan değer ile) karşılaştırılır ve makine
kızağının gerçek değer ile programlanan değer eşit olana kadar hareket devam eder
( Şekil 10.14)
99
Çömelekoğlu
Şekil 10.14 Direkt kontrol devresi
Yol ölçme sistemi çeşitleri
Yol ölçme sistemi genellikle bir ölçü skalası
donanımından oluşmaktadır.
veya çizgi disk ve bir tarama
Doğrudan yol ölçme sisteminde çizgili ölçü skalası, makine tablasına doğudan
monte edilmiştir ve sabit yerleştirilmiş bir tarama donanımı içinden çalışır. Burada
kızağın yan kenarına camdan yapılmış, üzerinde açık (ışın geçiren) kapalı (ışın
geçirmeyen) kareler bulunan bir cetvel bağlanır. Kareler belirli bir değere örneğin
0.001 mm’ye göre taksim edilir. Okuma tertibatı bir ışık kaynağı ve fotoselden oluşan
bir sistem ile donatılır. Işın sadece açık karelerden geçebilir (Şekil 10.15a ve b).
100
Çömelekoğlu
(a)
Şekil 10.15 (a,b) Doğrudan yol ölçülmesi
Dolaylı yol ölçme sisteminde dönme hareketi vericisi, bir çizgili diske sahiptir ve bu
hareket miline sabit bağlanmıştır. Hareket motorunun dönmesi ile, tarama donanımı
içinde dönen çizgili diskin çizgileri sayılarak dönme tur sayısı ölçülür. Ölçülen dönme
tur sayılarından ve hareket vidası adımından kontrol sistemi yardımıyla makine
tablası konumu hesaplanır. Günümüzde konum ölçmek için elektron-optik olayına
dayanan ve enkoder denilen ölçme sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemler ışın
geçirme değil, ışın yansıma olayına bağlıdır. Yansıtılan ışınlar vurgu şeklinde
sinyallere dönüştürmekte ve bu dalgalar bir kodlama diski tarafından
değerlendirilmektedir. Enkoderler doğrusal da olabilir. (Şekil 10.16a ve 16b).
101
Çömelekoğlu
Şekil 10.16a
Şekil 10.16a,b Dolaylı yol ölçülmesi
Artışlı ilerleyen yol ölçme sistemi; bu ölçme sisteminde
1 mikrometrelik
çözünürlüğe sahip çizgili ölçme göstergesi kullanılır. Çizgiler bir optik tarama
donanımı ile açık ve koyu pulslar olarak sayılır. 100 mm bir mesafe ve 1 mikrometre
çözünürlükte NC kontrol sistemi, örn. 1000 puls saymak ve sonra makine tablasını
durdurmak zorundadır. Bir sonraki istenen konum hareketi için bir artış değer verilir
ve kontrol yeniden başlatılır (Şekil 10.17, Şekil 10.18).
102
Çömelekoğlu
Mutlak yol ölçme sistemi; Mutlak yol ölçme sisteminde , ölçü cetvellileri belirli
siyah-beyaz numunelerle kullanılır. Boşluklara yerleştirilen bu numuneler anahtarlı
sayıları (kod cetveli) gösterirler. Kod cetvelinde ise tezgah masasının konumu her
zaman görülebilir (Şekil 10.17, Şekil 10.18).
Şekil 10.17 Artışlı ve mutlak yol ölçülmesi
Şekil 10.18 Artışlı ve mutlak yol ölçülmesi
103
BÖLÜM 11
Çömelekoğlu
NÜMERİK KONTROL NEDİR?
Nümerik kontrol alfabedeki harflerin, noktalama işaretlerini, sayıları ve diğer
sembolleri içeren kodlama şeklinde tezgaha komut verme tekniğidir. Tezgah, çeşitli
işleme fonksiyonlarını yerine getirmek için düzenlenen ve kodlanan bu adresli bilgi
bloklarına cevap verir. Bu fonksiyonlar tezgahın bütün hareketlerini kontrol eder. (
Ana milin dönme yönüne, hızına, takım seçimine, soğutucunun açıp kapatılmasına ve
diğer fonksiyonlara... )
Örneğin:
:002
N01 G90 G71 G42;
N10 G00 X50 Y50 Z1 T01;
N20 G01 Z-2 F200 S1500 M03;
Programın Adı (Numarası)
1.Blok
2.Blok
3.Blok
Komutlar, tezgaha bilgi blokları olarak verilir. Bir bilgi bloku, tezgahın tek bir işleme
fonksiyonunu yerine getirebilmesi için yeterli komutlar grubudur. Örneğin; bir bilgi
bloku kızağın belli bir koordinatta hızlı ve enine hareketini sağlama, soğutma
suyunun açılıp kapanması veya bir kesici takımın kesme işlemini yerine getirmesi
104
Çömelekoğlu
için hız ve ilerleme değerlerinden oluşan gerekli komutları sırasıyla tezgaha verir.
Her bloğa tanımlama için sıra numarası verilir. (N10, N40, N100 ...gibi) Bloklar
sadece verilen nümerik sıraya göre çalıştırılır. Komutlar grubu NC programını
oluşturur. Komutlar mantıksal bir sırada düzenlendiklerinde, takım tezgahlarını özel
bir görev, özellikle bir iş parçasını veya parçanın tamamen işlenmesi görevini
yapması için yönlendirir.Buna parça programlama denir. Böyle bir program daha
sonra tekrar, tekrar aynı sonuçları elde etmek için kullanılabilir.
Programın Yapısı
ISO kod sistemine dayanan bir program, programın adını temsil eden program
numarası, programı oluşturan ve satır şeklinde yazılan bloklar, blokları oluşturan
kelimelerden meydana gelir. Programın esasını oluşturan bloklar satır şeklinde
yazılır. Bloklara göre takım doğrusal ve eğrisel bir hareket yapar, iş mili çalışır veya
durur, kesme hızı ve ilerleme hızı tayin edilir vb. Her blokun başında bir blok
numarası bulunur. Blok numarası N ve ondan sonra bir sayıdır. Örneğin N10, N01
vb.; sayılar 1den 99999’a kadar 4 dijitli olabilirler. Sayıların düzeni art arda değil de
aralıklı alınır. Aralıklı alınırsa programa başka blokların eklenmesi kolaylaşır. Bloklar
örneğin N10, G01, X30, Y40, S2000 gibi kelimelerden meydana gelir. Kelimeler
esasen komuttur, yani bir işlemi temsil ederler. Görüldüğü gibi her kelime adres adını
taşıyan bir harf ve bir sayıdan oluşur. Sayı kod veya değer olabilir.
Kelimelerden oluşmuş bir blok örneği:
G
01
X
Adres
Kod
Adres
Kelime
40
Değer
Y
Adres
Kelime
50
M
06
Değer
Adres
Kod
Kelime
Kelime
Adresli kelimelerin sayıları; yukarıdaki örnekte G ve M adreslerinin yanındaki sayılar
veya değer olabilirler. Örneğin, X, Y adreslerinin yanındaki sayılar X,Y’ ye ait
koordinatların değerini ifade ederler.
ISO sitemine göre adresler için İngiliz
alfabesinin A’ dan Z’ ye harfleri kullanılmaktadır. Bu harflerin çoğuna anlam verilmiş,
bir kaçı boş bırakılmıştır. Boş olanlar çeşitli kontrol sistemleri tarafından farklı anlam
için kullanılır. O harfi sıfır ile karıştırılmaması için kullanılmaz. Cetvel 1’de ISO kod
sisteminde adres olarak en çok kullanılan harfler verilmiştir.
105
ADRES
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
Çömelekoğlu
ANLAM
X ekseni etrafında dönme
Y ekseni etrafında dönme
Z ekseni etrafında dönme
Serbest veya ek eksen etr. Dön.
Serbest veya ek eksen etr. Dön
İlerleme hızı
Hazırlık fonksiyonu
Takım uzunluk fonksiyonu
Dairesel enterpolasyonda X
eksenine göre yarıçap bileşeni
Dairesel enterpolasyonda Y
Dairesel enterpolasyonda Z
Serbest
Yardımcı fonksiyonu
ADRES
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
ANLAM
Blok numarası
Kullanılmaz
3. Ek eksen veya serbest
Kesme hızı
Takım fonksiyonu
2. ek eksen; X’e paralel
2. ek eksen; Y’ye paralel
W
2. ek eksen; X’e paralel
X
Ana eksen
Y
Z
Ana eksen
Ana eksen
Cetvel 11.1 ISO Kod sistemine göre en çok kullanılan harfler ve karşılıkları
Blokların Yapısı
CNC tezgahlar ve sistemlerde işlemler blokların içerdiği bilgilere göre yapılır.
Genelde bir blok şu bilgileri içerir.
Blok numarası............................N00,N10, vb.
Takım yolu ile ilgili bilgiler (geometrik bilgiler)..............................X10,X20,Y10,Z-2 vb.
Kesme hızı, ilerleme hızı,kullanılan takım gibi teknolojik bilgiler.......F200,S1500,T02 vb.
İş milinin çalışması, kesme sıvısının çalışması, programın durması gibi yardımcı
bilgiler....................M03,M08,M30 vb.
Bu bakımdan bir blok şu kelimelerden (komutlardan) oluşur:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Blok numarasını gösteren kelime (N);
Hareket şeklini gösteren hazırlık fonksiyonu (G);
Hareketin hedef noktasını (eksenlerini) gösteren kelime (X,Y,Z,A,B,C);
Yay merkezini gösteren kelime (I,J,K);
İlerleme hızını gösteren kelime (F);
Kesme hızını gösteren kelime (S);
Takım numarasını gösteren kelime (T);
Yardımcı işlemleri gösteren hazırlık fonksiyonu (M).
106
Çömelekoğlu
Buna göre bir blok örneği şöyledir:
Blok No
N45
Konum Bilgileri
Hazırlık
Hedef noktanın
fonksiyonu
koordinatları
G01
X65
Y-10
İlerleme
hızı
F100
Teknolojik bilgiler
Kesme
Yardımcı
hızı
fonksiyonu
S800
M03
Blok
sonu
;
Hazırlık Fonksiyonları (G Kodu)
G adresi ile ifade edilen hazırlık fonksiyonları, blok içinde komutların anlamını tayin
eder. Buna göre hazırlık fonksiyonu hareket (enterpolasyon) tipini, boyutların mutlak
veya eklemeli, milimetre veya inç olarak verilmesi vb. işlemleri belirtir.
G kodları arasında takım hareket kodları önemli bir yer tutmaktadır bunlar G00 çabuk
hareket; G01 doğrusal hareket; G02 saat ibreleri yönünde dairesel hareket ve G03
saat ibrelerine ters yönde dairesel hareket kodlarıdır.
G kodları modal ve modal olmayan gibi iki gruba ayrılır . Modal G kodları bir bloka
yazıldıktan sonra iptal edilinceye kadar , ondan sonra gelen bloklarda da geçerli
olurlar . İptal işlemi aynı gruptan bir başka G kodun veya o işlemi iptal eden bir
kodun yazılması ile gerçekleşir. Örneğin G00 (hızlı hareket) kodu G01 (doğrusal
hareket) , G02(saat yönünde dairesel hareket), G03(saat yönünün tersi dairesel
hareket), G33 (vida açma) kodları ile iptal edilir. G41,G42 takım telafisi kodları G40
kodu ile iptal edilir. Çok az olan modal olmayan kodlar sadece bulunan blokta
geçerlidir.
Bazı önemli G kodları şunlardır:
G kodu
G00
G01
G02
G03
Grubu
01
01
01
01
G04
G17
G18
G19
G20
G21
G33
G40
G41
G42
00
02
02
02
06
06
01
07
07
07
Anlamı
Konumlama (Çabuk hareket)
Doğrusal enterpolasyon
Dairesel enterpolasyon; saat ibresi yönünde (CW)
Dairesel enterpolasyon; saat ibrelerine ters yönde
(CCW)
Geçici durma
X-Y düzleminin seçimi
Z-X düzleminin seçimi
Y-Z düzleminin seçimi
Boyutlar inç
Boyutlar mm
Vida açma
Takım telafisi iptali
Takım yarıçapının veya uç yarıçapının sol telafisi
Takım yarıçapının veya uç yarıçapının sağ telafisi
107
G50
G53
G54... G57
G70... G79
00
07
08
00
G80
G81
G82
G83
G84
G85
G90
G91
G96
G97
G98
G99
09
09
09
09
09
09
03
03
05
05
09
09
Çömelekoğlu
Kesme hızı sınırlandırılması için kullanılır
Sıfır kaydırmanın iptali
Sıfır kaydırmanın seçimi
Tornalamada tekrarlanan (cycle) işlemleri için
kullanılır
Delmede tekrarlanan işlemlerin iptali
Matkapla birçok deliği delme
Delik dibinde durma ile matkapla birçok delik delme
Birden fazla pasoda matkapla birçokdelik delme
Birçok delikte vida açma
Borverg ile birçok delik işleme
Mutlak koordinat sisteminde programlama
Eklemeli koordinat sisteminde programlama
Kesme hızının (S) m/dak olarak verilmesi
Kesme hızının (S) dev/dak (rpm) olarak verilmesi
İlerleme hızının(F) mm/dak olarak verimesi
İlerleme hızının (F) mm/dev olarak verilmesi
Yardımcı Fonksiyonları (M Kodu)
M kodu CNC tezgah ve sistemlerinin çalışmasını kontrol eder. Bu kodun etkisi daha
çok aç/kapa şeklinde olur; örneğin iş milinin dönmesi veya durması; kesme sıvısını
açılması veya kapanmasını, programın durması vb. gibi. M kodları ile ilgili şu
hususlara dikkat edilmesi gerekir. M kodları genellikle modal olup bir bloka bir tek M
kodu yazılır; ancak özel olarak imal edilen bazı tezgahlarda 3 koda kadar yazılabilir.
M kodunu etkisi iki şekilde olabilir : hareket komutu ile aynı anda başlaması;
Örneğin G01 bulunan bir blokta M03’te bulunursa, doğrusal hareket ile beraber iş
mili de dönmeye başlar.
Hareket komutu bittikten sonra başlaması ise G01 bulunan bir blokta M05 de
bulunursa, hareket bittikten sonra iş mili durur.
M02 ve M30 parça işlendikten sonra programı sona erdiren ve tüm tezgahı durduran
kodlardır. Ancak M02 kodunda tezgah bir başka parçanın işlenmesi için tekrar
ayarlanır; veya delikli banda göre çalışan tezgahlarda bant tekrar sarılır. M30
kodunda bu işlemler yapılmaz.M03 takımın saat ibrelerine göre ; M04 saat ibrelerine
ters yönde dönmesini sağlar. M05 iş milini durdurur; eğer aynı blokta bir hareket
komutu varsa , mil hareketi yaptıktan sonra durur. M06 İşlemde bulunan aynı blokta T
ile programlanmış takım ile değiştirilir. Blok formatı T01 M06 dır. Buradaki T kesici
takımı 1’de kesici takımın taretteki numarasını temsil eder. Bu komutla tüm tezgah
durur ve takım, takım değiştirme noktasına gider.Takım değiştirilmede takım
değiştikten sonra tezgah otomatik olarak çalışmaya başlar. M07 kesme sıvısını
çalıştırır; M09 kesme sıvısını durdurur.
108
M kodu
M00
M01
M02
M03
M04
M05
M06
M07, M08
M09
M13
M14
M15
M30
M32... M35
M98
M99
Çömelekoğlu
Anlamı
Programın geçici olarak durması
Programın istek üzerine kontrol panosundan bir düğmeye basarak
durması
Programın tekrar baştan başlamak üzere sona ermesi
İş milinin saat ibrelerine göre dönmesi (CW)
İş milinin saat ibrelerine göre ters dönmesi (CCW)
İş milni durması
Takım değiştirme
Kesme sıvısının açılması
Kesme sıvısının kapanması
İş milinin saat ibrelerine göre dönmesi ve kesme sıvısının açılması
İş milinin saat ibrelerine göre ters dönmesi ve kesme sıvısının açılması
Tezgah kızaklarının pozitif yöne (+) çabuk hareket ettirilmesi
Programın sona ermesi
Sabit kesme hızı ile kesme (tornalamada)
Alt programların çağrılması (bazı sistemlerde)
Alt programların sona ermesi(bazı sistemlerde)
Şekil 11.1 CNC parça programı bilgi işlem sırası
109
Çömelekoğlu
Programda ilk adımlar
Programın genel şemasında da belirtildiği gibi, başlangıç kısmında program
numarası, maksimum ayna devri, su açma gibi komutlar belirtilir. Kesme aşamasında
ise işlenecek parçaya uygun olan takım ile kesme işlemleri yaptırılır.
Normal de kesme işlemleri takımı G0 komutu ile pozisyonlandırılarak başlar. Kesici
takım hızlı hareket ile parçaya yaklaştırılır veya uzaklaştırılır.
G01 ile yaptırılan doğrusal kesme. (Burada kızağın ilerleme miktarı F kodu ile
belirtilir, örneğin F 0.2 ifadesi ayna bir devir döndüğünde kızağın 0.2 mm ilerleme
yapacağını belirtir.)
G02 veya G03 komutu ile yaptırılan dairesel kesme hareketi aynı şekilde ilerleme
miktarı F koduyla belirtilir. (Bu harekette dairesel yüzeye sahip olan parçalarda
kesme işlemi yaptırılır.) Bitiş aşamasında ise suyu kapama, aynayı durdurma,
program sonu gibi kodlar yer alır. Suyu açma, kapama, aynayı uygun yönde
döndürme vs. gibi komutlar M komutları vasıtasıyla yapılmaktadır. M0, M1, M2, M3,
M4, M5, M8, M9 ve M30 komutları tüm CNC tezgahlarda standarttır. Diğer M
komutları ise tezgahtan tezgaha farklılık gösterir.
Programda Kullanılan Herhangi Bir Satırdaki Komut Yapısı:
N.... G.... X.... Z.... M.... S.... T....;
Burada
N....
ile satır numarası verilir. Eski model tezgahlarda şerit okuyucular vasıtasıyla satır
numarası mantığı kullanılarak program CNC’ye okutulmakta idi. Şimdiki tezgahlarda
satır numarasının kullanılması gereğinden fazla yazma işlemi gerektirdiğinden dolayı
pek uygun olmamaktadır. Bununla birlikte bazı G kodları tanımlama amacıyla satır
numarasının kullanılmasını gerekli kılmaktadır. Bundan dolayı satır numarasının
kullanılması program yazılımının basitleştirilmesi açısından uygun olmaktadır.
G....
ile uygun olan G kodu belirtilmelidir. G kodları listesinde uygun olan G kodu burada
kullanılır. G kodları aynı gruptan bir başka G kodu belirtilene kadar aktif olarak kalır.
X.... Z....
ile takımın gideceği noktanın çap (X) ve boy (Z) değerleri (koordinatları) bu kısımda
belirtilir. Eğer bir önceki koddaki çap veya boy değeri yukarıda bahsedilen satırdaki
çap veya boy değerinin aynısı ise çap veya boy değerinin belirtilmesine gerek yoktur.
110
Çömelekoğlu
T....
ile takım numarası veya telafi numarası belirtilir. Bu kodun ilk iki hanesindeki kısma
takımın numarası (01,02,03,04,05,06,07,08,09,010,011,012) ve son iki hanesindeki
kısma ise telafi numarası belirtilir. Genel olarak aynı takım numarası için aynı telafi
numarası kullanıldığından dolayı takım numarası ile telafi numarası aynı olur.
Örneğin 1 nolu takım için T0101 şeklinde belirtilir. Bazı durumlarda aynı takım ile
değişik telafi değerlerinin baz alınması suretiyle işlemler yapma durumunda takım
numarası ile telafi numarası farklı değerler alabilir.
Örnek:
T0101 ile 1 nolu takım 1 nolu telafiye göre çağrılır.
M....
ile uygun olan M kodu verilir.
S....
ile uygun olan devir veya kesme hızı belirtilir. S ile devir veya kesme hızının
belirtileceği önceki kodlarda belirtilen G50, G96, G97 kodlarının durumlarına göre
belli olur.
G50 kullanımı durumunda aynanın çıkacağı maksimum devir değeri verilir.
G50 S 3000
ile aynanın maksimum 3000 dev/dak da döneceği belirtilir.
G96 kullanımı durumunda kalemin sabit kesme hızı (kesici takım üreticilerinin verdiği
değer) belirtilir.
G96 S120
ile kalemin kesme hızının 120 m/dak olduğu belirtilir. Verilen bu kesme hızını
karşılayacak şekilde bilgisayar kontrolünce hesaplanan devirde döner. Çap düştükçe
bu devir artar.
G97 S1200
ile ise aynanın 1200 dev/dak da sabit devirde döneceği belirtilir.
111
BÖLÜM 12
Çömelekoğlu
CNC DENETİM SİSTEMLERİ
CNC denetimleri noktadan noktaya veya sürekli yol sisteminden birisi olabilir.
Noktadan noktaya (PTP) denetim, takımı iş parçasını dikkate almaksızın
programlanmış noktaya hareket ettirir. Programlanmış noktaya erişince daha sonra Z
ekseni yönünde işleme devam edilir.
PTP sistemi, konumlama sistemi olarak ta adlandırılır çünkü kesin takım yolu normal
olarak denetlenemez. Denetim tipine bağlı olarak PTP takım yolu Şekil (12.1a-c)
aşağıdaki üç moddan birini izleyebilir:
• Eksenel yol,
• 45° eğimli çizgisel yol
• Doğrusal yol.
+Y
Hedef
nokta
Başlama
noktası
Şekil 12.1a Eksenel yol
112
+X
Çömelekoğlu
+Y
Hedef
nokta
Başlama
noktası
+X
Şekil 12.1b 45° eğimli çizgisel yol
+Y
Hedef
nokta
Başlama
noktası
+X
Şekil 12.1c Doğrusal yol.
PTP sistemi, tipik olarak işlemenin Z ekseninde yapıldığı hızlı üzerinden geçme
modunda XY-düzleminde konumlama gerektiren matkap tezgahlarında, delme
preslerinde, ve nokta kaynaklarında kullanılır (Şekil 12.2) PTP denetim sistemlerinin
maliyeti, daha azdır ve denetim yapısı basittir. Dolayısıyla bakımları da kolaydır.
Sürekli yol denetim sistemi, konturlama (çevresel yol izleme veya çevreleme) sistemi
olarak da adlandırılır. Çevreleme sistemi, tanımlanan yolu üretmek için iki veya daha
113
Çömelekoğlu
fazla eksenel yolu eş zamanlı hareket ettirme kabiliyetidir. Denetim titpi; 2-B çevre
işleme, 3-B çevre işleme, 4-B çevre işleme olmak üzere dört tipten biri olabilir.
Şekil 12.2 Noktadan noktaya (PTP) sistemini uygulanması
2-B çevre işleme denetimi
2-B çevre işleme sistemi, iki eksenli düzlemde (XY) doğrusal ve dairesel takım
yollarını gerçekleştirir Şekil 12.3
Üçüncü eksen (Z) diğer iki eksenden bağımsız olarak denetlenir. Çevre işleme
sadece bir düzlemde genelde (XY) düzleminde (2-B sistemde) gerçekleştirir. Diğer bir
deyişle 2-B çevre işleme sistemi, sadece iki eksenin beslenmesini eş zamanlı olarak
birbirine uydurur. Uygulamada Z ekseninde istenilen yolun beslenmesi, XYdüzleminde çevre işlemeden önce yapılmalıdır.
Şekil 12.3 Çevre işleme
114
Çömelekoğlu
3-B çevre işleme sistemi, doğrusal ve dairesel takım yollarını 3B uzayda üretmek
için üç eksenin eş zamanlı birbirine uydurulması kabiliyetidir. Bu denetim, herhangi
bir 3-B yüzey üretmek için Şekil 12.4’ de görüldüğü gibi kullanılabilir.
Şekil 12.3 3-B Çevre işleme
Bazı denetimler, düzenli 3-eksenli denetim sistemi için ilave eksenel denetim sağlar.
Dördüncü eksenel denetim normal olarak indekslenen döner tabla için kullanılan
dönme eksenidir. Şekil 12.4 , 4-B çevre işleme örneğini göstermektedir.
Şekil 12.4 4-B Çevre işleme
115
Çömelekoğlu
Interpolasyon
NC tezgahlarında esasen takım sadece X ve Y yönlerinde hareket etmesi kontrol
edilebilir. (Şekil 12.5). Dolayısıyla takım sadece X ve Y koordinat eksenlerine
paralel olarak işlem yapabilir.Bu durumda eğik veya eğrisel bir yüzeyin işlenebilmesi
için Takıma ∆x değerinde X eksenine paralel ve sonra ∆y değerinde Y eksenine
paralele olarak çok küçük bir hareket verebilir ve işlem boyunca bu şekilde devam
eder. Yani eğik veya eğrisel yüzey n parçaya bölünür ve her parça bir ∆x ve ∆y
hareketleri ile meydana getirilir. (Şekil 12.6) İşlenecek yüzey ne kadar fazla
parçacıklara bölünürse, işlenen yüzeyin doğruluğu o kadar yüksek olur.
+Y
İstenilen
Doğru
Gerçekleştirilen
Doğru
y
+X
x
Şekil 12.5 ınterpolasyon
116
Çömelekoğlu
x
y
+Y
+X
Şekil 12.5 yayın ∆X ve ∆Y hareketleri ile meydana getirilmesi
CNC Interpolasyonları
CNC denetimleri, çevre işleme takım yollarını icra etmek için çeşitli interpolasyon
biçimleri kullanır. Interpolasyon, verilen koordinat konumları arasında yer alan veri
noktalarını üretme işlemidir Şekil 12.5. Interpolasyon noktaları, çeşitli tipte CNC
denetim interpolatörleri tarafından gerçekleştirilir. Interpolatörler tarafından sağlanan
iki ana fonksiyon vardır. Bunlar:
• Programlanmış yol boyunca ara koordinat konumlarını hesaplamak
• Çevre yol boyunca münferit eksenin eksenel hızını hesaplamaktır.
CNC denetimleri:
• Doğrusal interpolasyon,
• Dairesel interpolasyon,
• Helisel interpolasyon,
• Parabolik interpolasyon,
• Kübik interpolasyon
Olmak üzere muhtemel beş tip interpolasyonu sağlar.
Modern tüm CNC denetimlerinin doğrusal dairesel ve helisel interpolasyonu
sağlamasına karşılık bunlardan çok azı parabolik ve kübik interpolasyonu
sağlayabilmektedir.
117
Çömelekoğlu
Doğrusal Interpolasyon
Doğrusal interpolasyon, takımı başlama noktasından hedef noktaya düz bir hat
boyunca hareket ettirir Şekil 12.1c. Doğrusal interpolasyon, 2-B düzlem veya 3-B
uzayda gerçekleştirilebilir. Bunlara örnek olarak işleme hatları, düzensiz eğriler Şekil
12.6 ve yüzeyler verilebilir.
+Y
4
3
5
2
+X
1
Şekil 12.6 Düzensiz işleme eğrisi
Dairesel Interpolasyon
Şekil 12.7a XY Düzleminde dairesel interpolasyon
118
Çömelekoğlu
Z
ZX
düzlemi
YZ
düzlemi
Y
X
XY
düzlemi
Şekil 12.7b Dairesel interpolasyon
Dairesel interpolasyon üç temel düzlemden (XY-düzlemi, ZX-düzlemi veya YZdüzlemi) birinde dairesel yaylar kesmek için programlanır ( Şekil 12.7a-b)
Helisel Interpolasyon
Şekil 12.8 XY- düzleminde dairesel yay ve Z ekseninde doğrusal interpolasyon
Helisel interpolasyon; iki eksenli dairesel interpolasyonu ve bir doğrusal
interpolasyonu üçüncü eksende birleştirir. Aşağıda verilen üç konfigürasyon da
kullanılabilir:Şekil 12.8
119
•
•
•
Çömelekoğlu
XY- düzleminde dairesel yay ve Z ekseninde doğrusal interpolasyon
ZX- düzleminde dairesel yay ve Y ekseninde doğrusal interpolasyon
YZ- düzleminde dairesel yay ve X ekseninde doğrusal interpolasyon
Parabolik Interpolasyon
Parabolik interpolasyon, serbest biçimli eğrileri çizime uygun hale getirmek için üç
noktayı kullanır (Şekil 12.9) Bu, hassas şekilde tanımlı şekillerden ziyade serbest
biçimde tasarlanan dökme ve delme kalıbı yapımında kullanılır. Birbirini izleyen iki
veya daha fazla parabolik interpolasyonla, yüksek dereceden eğriler uydurulabilir.
Parabolik interpolasyon kullanımının üstünlüğü, doğrusal interpolasyon modunun
gerektirdiği programlanmış nokta sayısının yaklaşık 50 kez daha azaltılmasıdır.
P4
P2
P3
P5
P1
Şekil 12.9 Parabolik interpolasyon
Kübik Interpolasyon
Kübik interpolasyon, üçüncü dereceden geometriyle tanımlanan yüzeylere
yaklaştırma işlemidir. Kübik interpolasyon, otomobil sac metal kalıpları gibi karmaşık
şekilleri işlemek için üç eksen hareketini kapsar.
120
BÖLÜM 13
Çömelekoğlu
İKİLİK SİSTEM VE ÖNEMİ
SAYI TABANLARI
Günlük matematikte ondalık sistemde ifade edilen sayılar kullanılır. Ondalık 10
demektir ve taban sayı olarak adlandırılır. Bir sayı tabanı sistemin kullandığı sıfır
dahil basamak sayısıdır. Sıfır mutlaka dahil olması gerektiğinden gerçek basamak
sayısı tabanın kendisinden bir azdır. Ondalık sistemde kullanılan basamaklar
0,1,2,3,4,5,6,7,8 ve 9’dur.
Çok büyük veya küçük sayılar aynı basamaktan fakat farklı pozisyonlarda kullanarak
ifade edilebilir. Örneğin, 3256 sayısı aşağıdaki gibi ifade edilir;
3-binler+2-yüzler+5-onlar+6-birler
Daha çok ve kesin olarak, her rakam 10’un (taban) üssü kadar yanındaki sayıdan
değer olarak ayrılır. En küçük değere sahip basamak en sağdaki olandır.
1000’ler
100’ler
103
3
102
2
10’lar
101
5
1’ler
Pozisyon değeri.
100
6
Sayı tabanı değeri
Ondalık değer
Birçok sayı sistemi özel uygulamalar için kullanılır. Fakat hepside yukarıda açıklanan
ortak özelliklere sahiptir: bir tabana ve bu tabanın üssü olan pozisyona bağlı bir
değerin kullanımıdır.
İkilik düzendeki sayılar
Bilgisayar bir elektronik cihazdır ve böyle cihazlar, çalışmalarında voltaj seviyesine
dayanır. Eğer ondalık sisteme göre çalışsa idi, her basamak için (10) ayrı voltaj
seviyesine ihtiyaç gösterirdi. Pratikte uygulaması imkansız olurdu. Onun için
elektronik mühendislerinin sadece iki durumdan çalışan devreleri yaratmaları daha
kolaydır. Bu iki durumda voltaj var veya voltaj yok durumu, veya elektronik
anahtarların açık ve kapalı durumudur. Şekil 14.1 Bu nedenle sadece iki basamak
kullanan (0 veya 1) ikilik sayı sistemi (iki tabanlı) bilgisayar uygulamaları için
uygundur.
121
Çömelekoğlu
Şekil 14.1 (1) ve (0) durumu Elektrik butonu
Bu sistem kullanıldığında ‘ara’ durum olamadığından sayısal olarak adlandırılır.
Uygulanan elektroniğe sayısal elektronik ve elde edilen bilgisayarlara sayısal
bilgisayarlar denir.
CNC kontrol sistemlerinde giriş verileri sayısal (nümerik) olarak verilmektedir; sayı
düzeni olarak bit adını taşıyan, (0) ve (1) işaretleri ile temsil edilen ikili (binary) sayı
düzeni kullanılır. İki basamak kullanıldığı için ikilik sayılar 1 ve 0’lardan oluşan uzun
dizilerdir. Örneğin 101011. Dizideki her basamak “bit” olarak bilinir. Bu tanım
İngilizce’de Binary digit (ikilik basamak) kelimelerindeki büyük harflerin
birleşmesinden oluşur. Diğer sayı tabanlarında olduğu gibi en sağdaki basamak en
önemsiz bit, en soldaki basamak en önemli bittir. Dizideki en önemsiz bit en küçük
değere, en önemli bit ise en yüksek değere sahiptir.
Yukarıdaki analizi kullanarak 101011 ikilik sayısı aşağıdaki gibi çevrilebilir:
32
16
8
4
2
1
25
24
23
22
21
20
1
0
1
0
1
1
Pozisyon değeri
Sayı tabanı değeri
İkilik değeri
Sola doğru basamak değeri 2’nin üssü olarak nasıl arttığını gözlemleyiniz. Her bitin
değeri bir önceki basamağa göre iki mislidir.
(1)ve (0) larda daha uzun bir diziyi değerlendirmek bizim için karışık ve zor olabilir
ikilik sayıyı ondalık sisteme çevirmek bizim için daha uygun olur. Yukarıdaki tablodan
yararlanarak, ikilik sayı aşağıdaki şekile dönüştürülebilir.
(1x32) +(1x8) + (1x2) + (1x1) = 43
Yani 101011 sayısının ondalık değeri 43’tür.
Yukarıdaki sayıları delikli bir şeritte, delikli sıralar şeklinde göstermek çok basittir
(1) sayısının olduğu yere bir delik delinir. (0) sayısının olduğu yere delik delinmez.
122
Çömelekoğlu
Böylece sayısal bilgiler bir şerit üzerine kodlanabilir. Deliğin varlığı ve yokluğu çeşitli
yollarla CNC kontrol sisteminin içindeki bilgisayar mantığı tarafından aynı prensiplere
göre algılanır ve çözülür
Nümerik kontrol sistemleri bir komut girişi yol ölçüm pulsu tarafından oluşturulan
elektriksel pulslarla çalışır. Bu akım veya gerilim pulsları , konum (değer) alabilirler:
Bir akım geçmektedir. Yani puls mevcut veya akım geçmiyor, yani puls yok. 1 ve 0
ikili değerlerini alan bir sinyal, bilgi (veri) birimi bir Bit’tir. Bu sinyaller tezgah tablası
ve iş(fener) milini konumu ve hızını denetlemek için kullanılan elektrik darbeleridir.
Her darbe, NC denetim sisteminin en küçük artış büyüklüğü olan bir temel uzunluk
biriminin (TUB) hareketini sağlar. Eski nesil NC denetiminde bir TUB için tipik artış
0,01 mm iken modern CNC denetiminde artış çözünürlüğü 0,001 mm’ye kadar
düşebilir. Her bir eksene iletilen darbe sayısı, artışlı eksen konumunu belirler ve
darbelerin frekansı, eksen hızını düzenler. Diğer denetim fonksiyonları, iş mili hızı ve
dönüş yönü, soğutucu ihtiyacının denetimi, kesici takımın seçimi, otomatik tutma
veya bırakma vb. denetlemek için açma kapama sinyalleridir.
NC sistemlerinin çoğu fonksiyonları, sayısal devre teknolojisine dayalı
elektronik donanımla kurulmuş olan kablolu denetimlerdir. Şekil 14.2
123
Çömelekoğlu
Şekil 14.2 CNC Kontrol sisteminin yapısı ve görevleri
124
Çömelekoğlu
1. ASCII Kodu :
En çok kullanılan bilgisayar uygulamaları kodlama sistemi ASCII kodudur. Bu
Amerikan yapımı bir kodlama sistemidir. ASCII harfleri “American Standart Code for
Information Interchange” (Amerikan Bilgi Değişimi Standart Kodu) kelimelerinin baş
harflerinin birleşiminden oluşur. ISO, CNC için bu kodlama sistemini önerir.
ASCII kod 7-bitlik kelime uzunluğu kullanılarak alfa nümerik karakterleri temsil eder. 7
bitlik kelime uzunluğunun seçilmesi ilginçtir. Hesaplamalar için, en azından aşağıdaki
karakterlerin temsil edilmesi gerekmektedir.
26
26
10
4
1
67
Büyük harf
Küçük harf
Sayısal rakam (0-9)
Aritmetik semboller (+,-,x,:)
Ondalık nokta (.)
Karakter
6 bitlik kelime uzunluğu kullanarak elde edilen kombinasyon sayısı 64’(26)tür.
Görülüyor ki yukarda verilen minimum karakter takımı için bile yeterli değildir. Bu
yüzden 7 bitlik kelime uzunluğu daha fazla karakter temsil etmek için kullanılmıştır.
Örneğin bütün noktalama işaretleri, yüzde ve diğer işaretler gibi semboller ve ayrıca
çevresel cihazlara gönderilecek komutlar için kullanılır. Bilgisayarlar CNC takım
tezgahları ile doğrudan haberleştiklerinden CNC karakter kodlarını bilgisayar
endüstrisi için kabul edilmiş standartlar üzerine oturtmak akıllıca olur.
2. ISO 7 Bitlik Sayısal Kontrol Kodu :
Gerçekte bu kodlama sistemi ASCII sisteminin alt sistemidir ve 50 karakter içerir.
ASCII karakter grubunun tamamı CNC uygulamaları için uygun değildir. Örneğin
böyle özel bir uygulama için küçük harfler ve bazı yazım sembollerini belirtmeye
gerek yoktur. ISO karakter takımı ikilik sistemde gösterimi ve ondalık eşdeğerleri ve
delikli şeritteki gösterimi Şekil 14.3 de görülmektedir. Delikli şerit , CNC’lerdeki en
yaygın depolama ortamıdır. Daha önceki CNC tezgahlarında o kadar yaygın
kullanılıyordu ki bunlara şerit kontrollü tezgahlar
denirdi. Kodlama sisteminin yapılışını incelemek için Şekil 14.3 de gösterilen kağıt
şerit gösterimini kullanacağız. Yalnız kağıt şeritteki delik bir, delik olmama haliyse 0’ı
temsil ettiğini hatırlayın. Kağıttaki düşey sütunlar “iz” veya “kanallar” olarak kabul
edilir. Tablo 14.1’i dikkatlice incelemek gerekir çünkü kod gösterimi 7 bitlik olmasına
rağmen kağıt şerit üzerinde 8 bitlik gösterim vardır. En önemli bit (en soldaki iz) hata
kontrolü yapan parite kontrol cihazı için ayrılmıştır. Veri iletişimi sırasında olabilecek
hataları bulabilmek için yapılmıştır ve kodlama sistemine dahil değildir. Bu sistem
esas olarak şerit ortamı yoluyla veri depolama ve iletimi içindir. Parite izinin (sütunun)
önemi, şeridin ana giriş ortamı olarak geniş şekilde kullanımı yansıtır.
125
Çömelekoğlu
İlk önce 0-9 rakamlarının nasıl temsil edildiklerini görelim. 8. iz göz önüne
alınmayacaktı. Çünkü kodlama sistemine 8. iz dahil değildir. Ayrıca dikey olarak
sürüp giden 3. ve 4. izi
Şekil 14.3 BCD kodu: Binary Coded Decimal (ikili kodlanmış ondalık kod) ve 8
sütunlu delikli şerit
126
b7
b6
b5
b4
b3
b2
b1
0
8
9
10
13
32
37
40
41
43
45
45
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
95
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
İkilik gösterim
Çömelekoğlu
Karakterin adı
BOŞ, HİÇ
GERİ BOŞLUK
TABÜLATÖR
BLOK SONU
SATIR BAŞI
BOŞLUK
PROGRAM BAŞLAMA
KONTROL B.DUR
KONTROL B. BAŞLA
ART İŞARETİ
EKSİ İŞARETİ
SEÇMELİ BLOK ATMA
SIRALAMA FONKSİYONU
Karakter
boyutu
Ondalık
eşdeğerleri
NUL
BS
TAB
LF
CR
SP
%
(
)
+
/
Ø
1
2
3
4
5
6
7
8
9
:
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
DEL
Delikli şeritteki gösterim
P
7
6
5
4
b7
b6
b5
b4
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
Tablo 14.1 ISO sayısal kontrol kodu tablosu
127
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
F
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
3
2
1
b3
b2
b1
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
Çömelekoğlu
arasındaki “besleme” delikleri de göz önüne alınmayacaktır. Bu delikler, şeridi
okuyucuda ve delicide iletmek için kullanılır.
İlk olarak bütün sayılar 5. ve 6. sütunda deliklere sahiptir. Ondan sonra rakamlar ikilik
deliklere karşılık gelen ondalık eşdeğer olarak okunabilir. Böylece (1) rakamı; (1) in
ikilik eşdeğeri ve 5. ve 6. izdeki delikler; (2) rakamı (2)’nin ikilik eşdeğeri ve 5. ve 6.
izdeki delikler böylece devam eder.
DELETE (silme) karakteri bütün izlerde (sütunlarda) deliklere sahiptir, çünkü bütün
karakterleri iptal etmenin tek yolu budur.
3. EIA Standart Kodu :
Amerikan standartlar birliği tarafından kabul edilen standart kod EIA kodudur. EIA,
Electronic Industries Association (Elektronik Endüstrileri Birliği) kelimelerinin baş
harflerinden oluşur. Bu kod ISO kodunun oluşturulmasından önce geniş şekilde
kullanılırdı. Günümüzde CNC tezgahları her iki kodla delinmiş şeritleri kabul eder.
128
BÖLÜM 14
Çömelekoğlu
CNC PROGRAMLARININ HAZIRLANMASI
ÖNEMLİ G KODLARININ ANALİZİ
Daha öncede belirtildiği gibi G kodları hareketin tipini tayin eder ve nümerik sistemi
işlem için hazırlar; bu nedenle onlara hazırlık fonksiyonları’da denilir. En çok
kullanılan G kodları aşağıda verilmiştir.
Hareket Kodları:
G00 Çabuk hareket ;
G01 Doğrusal hareket;
G02 Saat ibrelerine doğru dairesel hareket;
G03 Saat ibrelerine ters dairesel hareket;
G33 Vida açma kodu.
Boyut Kodları:
G90 Mutlak boyutlama;
G91 Eklemeli boyutlama.
Birim Kodlar:
G70 İnç sistemi;
G71 Metrik (mm) sistemi.
Düzlem seçimi kodları:
G17 X-Y Düzlemi;
G18 Z-X Düzlemi;
G19 Y-Z Düzlemi.
Takım telafisi kodları:
G40 Takım telafisi iptali;
G41 Sol takım telafisi;
G42 Sağ takım telafisi.
Sıfır Kaydırma Kodları:
G54....G59
Kesme Hızı Kodlar:
129
Çömelekoğlu
G96
G97
G50
G92
İlerleme hızı Kodları:
G98
G99
Durma Kodu:
G04
Program
Programın genel şemasında da belirtildiği gibi, başlangıç kısmında program
numarası, maksimum ayna devri, su açma gibi komutlar belirtilir. Kesme aşamasında
ise işlenecek parçaya uygun olan takım ile kesme işlemleri yaptırılır.
Normal de kesme işlemleri takımı G0 komutu ile pozisyonlandırılarak başlar. Kesici
takım hızlı hareket ile parçaya yaklaştırılır veya uzaklaştırılır.
G01 ile yaptırılan doğrusal kesme. (Burada kızağın ilerleme miktarı F kodu ile
belirtilir, örneğin F0.2 ifadesi ayna bir devir döndüğünde kızağın 0.2 mm ilerleme
yapacağını belirtir.)
G02 veya G03 komutu ile yaptırılan dairesel kesme hareketi aynı şekilde ilerleme
miktarı F koduyla belirtilir. (Bu harekette dairesel yüzeye sahip olan parçalarda
kesme işlemi yaptırılır.) Bitiş aşamasında ise suyu kapama, aynayı durdurma,
program sonu gibi kodlar yer alır. Suyu açma, kapama, aynayı uygun yönde
döndürme vs. gibi komutlar M komutları vasıtasıyla yapılmaktadır. M0, M1, M2, M3,
M4, M5, M8, M9 ve M30 komutları tüm CNC tezgahlarda standarttır (Bölüm 11 M
Kodları). Diğer M komutları ise tezgahtan tezgaha farklılık gösterir.
Programda Kullanılan Herhangi Bir Satırdaki Komut Yapısı:
N.... G.... X.... Z.... M.... S.... T....;
Burada
N....
ile satır numarası verilir. Eski model tezgahlarda şerit okuyucular vasıtasıyla satır
numarası mantığı kullanılarak program CNC’ye okutulmakta idi. Şimdiki tezgahlarda
satır numarasının kullanılması gereğinden fazla yazma işlemi gerektirdiğinden dolayı
pek uygun olmamaktadır. Bununla birlikte bazı G kodları tanımlama amacıyla satır
130
Çömelekoğlu
numarasının kullanılmasını gerekli kılmaktadır. Bundan dolayı satır numarasının
kullanılması program yazılımının basitleştirilmesi açısından uygun olmaktadır.
G....
ile uygun olan G kodu belirtilmelidir. G kodları listesinde uygun olan G kodu burada
kullanılır. G kodları aynı gruptan bir başka G kodu belirtilene kadar aktif olarak kalır.
X.... Z....
ile takımın gideceği noktanın çap (X) ve boy (Z) değerleri (koordinatları) bu kısımda
belirtilir. Eğer bir önceki koddaki çap veya boy değeri yukarıda bahsedilen satırdaki
çap veya boy değerinin aynısı ise çap veya boy değerinin belirtilmesine gerek yoktur.
T....
ile takım numarası veya telafi numarası belirtilir. Bu kodun ilk iki hanesindeki kısma
takımın numarası (01,02,03,04,05,06,07,08,09,010,011,012) ve son iki hanesindeki
kısma ise telafi numarası belirtilir. Genel olarak aynı takım numarası için aynı telafi
numarası kullanıldığından dolayı takım numarası ile telafi numarası aynı olur.
Örneğin 1 nolu takım için T0101 şeklinde belirtilir. Bazı durumlarda aynı takım ile
değişik telafi değerlerinin baz alınması suretiyle işlemler yapma durumunda takım
numarası ile telafi numarası farklı değerler alabilir.
Örnek:
M....
ile uygun olan M kodu verilir.
S....
ile uygun olan devir veya kesme hızı belirtilir. S ile devir veya kesme hızının
belirtileceği önceki kodlarda belirtilen G50, G96, G97 kodlarının durumlarına göre
belli olur.
G50 kullanımı durumunda frezede iş milinin ( tornada aynanın) çıkacağı maksimum
devir değeri verilir.
G50 S 3000
ile iş milinin (aynanın) maksimum 3000 dev/dak da döneceği belirtilir.
131
Çömelekoğlu
G96 kullanımı durumunda kalemin sabit kesme hızı (kesici takımın verdiği değer)
belirtilir.
G96 S120
ile iş milinin kesme (aynanın) hızının 120 m/dak olduğu belirtilir. Verilen bu kesme
hızını karşılayacak şekilde bilgisayar kontrolünce hesaplanan devirde döner.
Tornada çap düştükçe bu devir artar.
G97 S1200
ile ise iş milinin (aynanın) 1200 dev/dak da sabit devirde döneceği belirtilir.
Örnek
M3
5
+Y
E
14
1
2
3
4
M5
+X
S
20
0,0
Kesici takımı başlangıç noktasından (S) hedef (E) noktasına göndermek için beş
seçenek vardır.
1. seçenek: N10 G00 X20 Y14; edilen çabuk hareket . Burada ilkin takım 45º lik bir
doğru üzerinden hareket eder ve sonra X eksene paralel bir hareketle (E)
noktasına gider.
2. seçenek: N20 G01 X20 Y14 F500; ile doğrusal hareket . Burada takım F=500
mm/dak bir ilerleme hızı ile direkt (E) noktasına gider.
3. seçenek: N30 G03 X20 Y14 R20 F200; merkezi M3 noktasında olan saat
ibrelerine ters yönde dairesel hareket. Burada takım F= 200 mm/dak ile direkt (E)
noktasına gider.
132
Çömelekoğlu
4. seçenek: N10 G00 X20; ve N20 Y14; blokları ile takım, ilkin X eksene ve sonra
Y eksene paralel olarak (E) noktasına gider.
5. seçenek: N20 G02 X20 Y14 R13 F200; merkezi M5 noktasında olan saat ibreleri
yönünde dairesel hareket. Burada takım F=200 mm/dak ile direkt (E) noktasına
gider.
Freze için Örnek Program
+Y
P1
P2
10
10
Blok No
N05
N10
N20
N30
N40
N50
N60
N70
N80
N90
N100
N110
N120
N130
N140
N150
N160
Hazırlık
fonksiyonu
G00
G17;
G41;
G01
G03
G01
Hedef noktanın koordinatları Teknolojik
bilgiler
X180
Y95;
Hareket
noktası
P0
X125
X105
X90;
X75
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P9
P10
P11
P1
P12
P13
Y50
Y40;
F3000;
Y25
Y20;
J-15;
X25;
G03
G01
G40
X45
X70;
X100
X125
Y80;
I15;
Y60;
Y50;
Y30;
Y20
133
M30;
Çömelekoğlu
Genel olarak CNC tornada simetrik parçalar işlenmektedir.Parça üzerinde işlem
noktalarının tarif edilebilmesi için belli bir referans noktası alıp diğer noktaları
bu referans alınan noktaya göre ÇAP ve Referans alınan noktadan uzaklığı
belirten BOY cinsinden belirtilmesi gerekmektedir.
örnek olarak referans yüzeyi olarak ayna dayama yüzeyinin alındığı bir
is parçasında ÇAP(X) ve BOY(Z) (KOORDİNAT) değerlerini tanımlayalım.
PROGRAMIN GENEL YAPISI
00001;
G50 S3000;
M8;
T0101;
G96 S210;
(G97 S2000);
M3 veyaM4;
G00 X120 Z3
G01 X 70 Z 10 F 100
M30
Program Numarası
Maksimum ayna devri
Suyu açma
Takım Çağırma
Sabit kesme hızı
veya Sabit devir
Ayna dönüş yönü
Hızlı hareket
Kesme hareketi ve ilerleme hızı
Program sonu
G00 Çabuk hareket (konumlanma)
G00 çabuk konumlanma kontrolü kesici takımı parçaya en hızlı şekilde yaklaştırmak,
uzaklaştırmak veya istenen noktaya konumlandırmak için uygulanır. Bu hareket
sırasında F kodu ile ilerleme hızı belirlenmez. Tezgahın bir parametresi olan
maksimum ilerleme hızı kullanılır. Hareket eksenlere paralel veya 45° eğik olarak
yapılabilir. Hareket sırasında kesme işlemi yapılmaz. Bu nedenle kesici takım iş
parçası ile temas etmemeli ve talaş kaldırmamalıdır. Bu işleme noktasal kumanda
,noktadan noktaya kontrol da denilir Program bloğunda hedef noktası yani takımın
134
Çömelekoğlu
gideceği noktanın koordinatları yazılır. Koordinatlar parçaya vurma tehlikesi olmadığı
durumda (genelde parça dışında) X,Y,Z veya ilkin X,Y ve sonra Z koordinatı
verilir.Takımın kesme işlemine başlamadan önceki konumlanma noktası parçanın
1...2 mm üzerinde verilir. Buna parçaya girme payı da denilir
Blok yapısı şu şekildedir:
N10 G00 X... Y... Z... torna için N10 G00 X... Z...
Örnek programda P0 noktasına hareket:
N05
G00
X180
Y95
P0
Aynı blokta F,S,T ve M kodları yazılabilir ancak bunlar daha sonraki bloklarda geçerli
olurlar . Koordinatlar mutlak veya eklemeli yazılabilir.
G01 Doğrusal interpolasyon
G01, Bu kontrol ile kesici takımın hareketi belirlenen adrese, belirlenen bir hızda
talaş kaldırarak yani iş parçası ile sürekli temas ederek ulaşması
gerçekleştirilir.Takımın hızı F kodu ile belirlenir. G01 komutu girildiğinde kesinlikle F
değeri verilmelidir . aksi halde tezgah hata mesajı verir. Bu ilerleme hızı iş parçasının
cinsine, kesici takıma, talaş kaldırma operasyonuna, talaş derinliği gibi faktörler
dikkate alınarak belirlenir.Doğrusal kumandada
Hareket tek bir eksende olduğu gibi aynı anda birden fazla eksen de olabilir.
Blok yapısı şu şekildedir
N20 G01 X... Y... F... S... T... M...
Örnek programda : P1,P2,P3,P5,P6,P7,P8,P9,P11,P12 noktalarına hareket.
Şeklindedir. F,S,T,M, değerleri daha önceki blokların birinde verilebilir. Burada X ve
Y hedef noktasının koordinatlarıdır. Koordinatlar mutlak veya eklemeli verilebilir.
Modal özellik: G,F,S,T,M komutları bir kez girildikten sonra farklı değerde ve
farklı özellikte bir komut girilinceye kadar geçerlidirler.
G02, G03 Dairesel İnterpolasyon
G02 ve G03 kodlar, F ile belirlenen bir ilerleme hızı ile takımı dairesel bir yay
üzerinde hareket ettirirler. Bu kodlar sırası ile takımı yön olarak
135
Çömelekoğlu
G02 saat ibreleri yönünde (CW)
G03 saat ibrelerinin ters yönünde (CCW)
Hareketini gerçekleştirirler, bu hareket esnasın da takım iş parçasından talaş kaldırır
yani iş parçası ile sürekli temas halindedir. Bir iş parçası üzerinde doğrusal ve eğrisel
hareket kontrolü birlikte bulunabilir ve operasyon esnasında hareketler arası
geçişlerde süreklilik vardır. Bu tür kontrol, yaygın olarak CNC torna , freze ve lazer
kesme tezgahlarında kullanılır.
Örnek programda :P4,P10 noktalarına hareket
CNC torna tezgahlarında eğrisel kumanda
GO2
GO3
ISO PROGRAMLAMA
Saat ibresinin dönüş yönünde (CW)
Saat ibresinin aksi dönüş yönünde (CCW)
Tablo 1 Eğrisel hareket komutları
Eğrisel kumanda hareketlerinin gerçekleşmesi için eksenlere göre parametrelerin
belirlenmesi gerekir.Torna tezgahındaki X ve Z koordinatlarına göre; X eksenine
paralel parametre I, Z eksenine paralel parametre ise K’dır.Bazı tür CNC
tezgahlarında bu iki parametre yerine sadece eğrisel hareketin yarıçapını gösteren
R parametresi kullanılır Tablo 2.Eğrisel hareketin gerçekleşmesi için bu merkez
koordinat parametrelerinin NC programında tanıtılması gerekir.
Bu parametreler hareket ettikleri eksene ve eksenin yönüne göre negatif veya pozitif
değer alırlar, hareket olmayan parametre 0 (sıfır) değerini alır.
Şekil 14.1 de görüldüğü gibi eğrisel hareketin yönü G03, eğrisel hareketin başladığı
noktaya göre merkez Z ekseninde ve soldadır. Hareket Z ekseninde olduğu için
parametre K, solda olduğu için de kartezyen koordinat sistemine göre işareti negatif
olur. X ekseninde ise bir değişiklik yoktur, bu durumda paremetre I ve değeri sıfır dır.
Şekil 14.2 için blok yapısı şu şekildedir.
N10 G03 X20 Z-10 I0 K-10 F150;
noktasına hareket.
veya
N10 G03 X20 Z-10 R10 F150; P2
G02 eğrisel hareketin başladığı noktaya göre merkez X ekseninde ve yukarıdadır. X
ekseninde olduğu için parametre I, yukarıda olduğu için işareti + (pozitif)’ tir Z
ekseninde ise bir değişiklik yoktur . Yani X ekseni üzerindedir. Bu durumda K, işareti
yok ve değeri 0 ‘dır.
Şekil 14.2 için blok yapısı şu şekildedir.
136
N20 G02 X40 Z- 30 I10 K0 F200;
F200; P4 noktasına hareket.
ISO KOMUTU
G02
G03
Çömelekoğlu
P2 noktasına veya N20 G02 X40 Z-30 R10
Z EKSENİNDE
K0
K-
X EKSENİNDE
I+
I0
YARIÇAP
R
R
Tablo 2CNC torna için eğrisel kumanda merkez parametreleri
K0
G02 I +
I0
G03
K-
Şekil 14.1 CNC torna tezgahlarında eğrisel kumandalar(G02 ve G03) ve
parametreleri
137
Çömelekoğlu
P4
P2
P3
P1
0,0
Şekil 14.2
Torna program örneği
X+
G1
Takım ucu
G3
G1
G2 G1
0,0
Referans iş parçası yüzeyi
138
Z+
Çömelekoğlu
%
N10 G00 X20 Z2 M08;
N20 G01 Z –15 F0.2;
N30 G02 X40 Z –25 R10;
N40 G01 Z –30;
N50 G03 X60 Z –40 R10;
N60 G01 Z –75;
N70 M 30
CNC freze tezgahlarında eğrisel kumanda
G02
BÖLGE
I. SAĞ ALT
II.SAĞ ÜST
III. SOL ÜST
1V. SOL ALT
X
EKSENİ
I+
I0
I10
G03
Y
EKSENİ
J0
J+
J0
J-
X
EKSENİ
I0
I+
I0
I-
Y
EKSENİ
JJ0
J+
J0
YARI
ÇAP
R
R
R
R
Tablo 3 CNC işleme merkezi için eğrisel kumanda merkez parametreleri
Frezelemede kesme genelde X,Y düzleminde gerçekleştiği için burada I ve J
parametreleri kullanılır. Eğrisel hareketler ve parametreleri CNC freze tezgahının
temel eksenlerine göre X eksenindeki parametre I, Y eksenindeki parametre ise J
’dir. Yine torna tezgahlarında olduğu gibi bazı CNC freze tezgahlarında eğrisel
hareketin yarıçapını gösteren R parametresi de kullanılır.CNC freze tezgahları ve
işleme merkezlerinde de eğrisel hareketlerin yapılabilmesi için hareket merkez
koordinat parametrelerinin
NC programında tanıtılması gerekir. I ve J
parametrelerinin işaretleri bu parametrelerin hareket ettikleri eksene ve eksenin
yönüne göre negatif veya pozitif değer alırlar, hareket olmayan parametre 0 (sıfır)
değerini alır.
139
Çömelekoğlu
IJ0
J-
I0
G02
G02 J +
G02
G02
I0
Şekil 14.2 CNC
parametreleri
J0
I+
freze ve işleme merkezleri için eğrisel kumanda (G02) ve
Şekil 12 de görüldüğü gibi eğrisel hareketler saat ibresinin dönüş yönündedir. Bu
durumda
eğrisel hareket komutu G02 olur . Sağ alt köşedeki eğrisel hareket incelendiğinde
eğrisel hareket merkezi başlangıç noktasına göre X ekseninde olduğu için parametre
I, sağda olduğundan kartezyen koordinat sistemine göre işareti + (pozitif) olur. Y
ekseninde ise bir değişiklik yoktur. Yani X ekseni üzerindedir. Bu durumda
parametre J ve değeri 0(sıfır)’olur.
Sağ üst köşedeki eğrisel hareket incelendiğinde eğrisel hareket merkezi başlangıç
noktasına göre Y ekseninde ve yukardadır . Y ekseninde olduğu için parametre J,
yukarıda olduğu için kartezyen koordinat sistemine göre işareti + olur. X ekseninde
ise bir değişiklik yoktur. Bu durumda parametre I ve değeri de 0’olur.
Sol üst köşedeki eğrisel hareket incelendiğinde eğrisel hareket merkezi başlangıç
noktasına göre X ekseninde ve soldadır X ekseninde olduğu için parametre I, solda
olduğu için kartezyen koordinat sistemine göre işareti – (negatif) olur. Y ekseninde
ise bir değişiklik yoktur. Bu durumda parametre J ve değeri 0’ olur.
Sol alt köşedeki eğrisel hareket incelendiğinde eğrisel hareket merkezi başlangıç
noktasına göre Y ekseninde ve aşağıdadır. Y ekseninde olduğu için parametre J,
aşağıda olduğu için kartezyen koordinat sistemine göre işareti – (negatif) olur. X
ekseninde ise bir değişiklik yoktur. Bu durumda parametre I ve değeri 0’ olur.
140
Çömelekoğlu
Şekil 14.3 de görüldüğü gibi eğrisel hareketler saat ibresinin tersi dönüş yönündedir.
Bu durumda eğrisel hareket komutu G03 olur . Sol alt köşedeki eğrisel hareket
incelendiğinde eğrisel hareket merkezi başlangıç noktasına göre X ekseninde olduğu
için parametre I, solda olduğundan kartezyen koordinat sistemine göre işareti –
(negatif) olur. Y ekseninde ise bir değişiklik yoktur. Bu durumda parametre J ve
değeri 0 (sıfır)’ olur.
Sol üst köşedeki eğrisel hareket incelendiğinde eğrisel hareket merkezi başlangıç
noktasına göre Y ekseninde ve yukardadır. Y ekseninde olduğu için parametre J,
yukarıda olduğu için kartezyen koordinat sistemine göre işareti + (pozitif) olur. X
I0
J+
J0
I+
G03
G03 J 0
G03
G03
IŞekil 14.3 CNC
parametreleri
J-
I0
freze ve işleme merkezleri için eğrisel kumanda (G03) ve
Sağ üst köşedeki eğrisel hareket incelendiğinde eğrisel hareket merkezi başlangıç
noktasına göre X ekseninde ve sağdadır. X ekseninde olduğu için parametre I, sağda
olduğu için kartezyen koordinat sistemine göre işareti + olur. Y ekseninde ise bir
değişiklik yoktur. Bu durumda parametre J ve değeri de 0’olur.
Sol alt köşedeki eğrisel hareket incelendiğinde eğrisel hareket merkezi başlangıç
noktasına göre Y ekseninde ve aşağıdadır. Y ekseninde olduğu için parametre J,
aşağıda olduğu için kartezyen koordinat sistemine göre işareti – (negatif) olur. X
141
Çömelekoğlu
Boyut ve Birim Komutları:
G90 Mutlak Ölçüm yöntemi,
G91 Eklemeli ölçüm yöntemi
G70 boyut birimleri inç,
G71 boyut birimleri mm.
Takım konumu X,Y.Z adresleri ile gösterilir. Bir blokta takımın gideceği hedef
noktanın koordinatları verilir; Tornalamada parça koordinatları X, Z; Frezelemede
X,Y,Z olarak verilir. Tornalamada Z parçanın uzunluğunu X ise çap yönünü temsil
eder.
CNC tezgahlarındaki eksen hareketleri iki şekilde kontrol edilir bunlar G90 boyutları
mutlak, G91 boyutları eklemeli yöntemi ifade eder. Mutlak ölçüm yönteminde kesici
takım hareketleri sürekli olarak iş parçasının sıfır noktası esas alınarak yapılır.
Eklemeli ölçüm yönteminde ise kesici hareketleri , kesicinin son bulunduğu nokta iş
parçasının sıfır noktası kabul edilerek yapılır. Bir NC programı içerisinde bu iki tür
ölçüm yöntemi programcının isteğine göre kullanılır. NC programının tamamı bu
ölçüm yöntemlerinden birisiyle yazılabildiği gibi her ikisi de kullanılarak karma olarak
da yazılabilir. Bunlar modal özellikte oldukları için en son kullanılan yöntem bir
öncekini etkisiz hale getirir. ISO programlama dilinde mutlak ölçüm G90 , eklemeli
ölçüm ise G91 komutuyla tanıtılır. NC programının başında Programcı programının
yazımı aşamasında toplama çıkarma gibi hesaplamalarla uğraşmamalıdır. Bu
nedenle çizimi yapan makine ressamı imalat resmini ölçümlendirirken NC programını
yazacak olan programcının işini kolaylaştıracak şekilde ölçümlendirmeyi yapmak
zorundadır. Ayrıca koordinatların mm olduğunu göstermek için G71 inç olduğunda
G70 kodları kullanılır. Genelde mm sistemi kullanılan Avrupa ülkelerinde CNC
tezgahların mm sistemine göre ayarlanmıştır.
Kesme ve ilerleme hızının birim kodları
G50 iş milinin maksimum dönme hızı dev/dak;
G96 Sabit kesme hızı; hız m/dak olarak ifade edilir;
G97 Sabit kesme hızı ; hız dev/dak olarak ifade edilir.
CNC tezgahlarında ilerleme hız verileri F adresi ve bunu takip eden sayısal
değerlerle ifade edilir. ISO NC programlarında G94 mm/dak, G95 mm/devir
cinsinden ilerlemeyi tanımlar. mm/devir cinsinden verilmiş olan bir ilerlemeyi
mm/dak’ ya çevirmek için tezgah devir sayısı bu değerle çarpılır.
Tezgah devir sayısı yani kesme hızı S adresi ve bunu takip eden sayısal değerle
ifade edilir.
CNC tezgahlarında istenildiği durumda kesme hızı sabit tutulabilir; Sabit tutulan
m/dak cinsinden v kesme hızıdır . Bu amaçla G96 kodu kullanılır; G97 kodu kesme
hızının dev/dak cinsinden ifade ettiği için aynı zamanda sabit kesme hızı iptali
anlamına gelir.
142
Çömelekoğlu
S ile yazılan değer sadece kesme hızını belirtir.Mil yani parça dönmez (torna
tezgahında). Kesmeyi gerçekleştirmek için .iş milin yani parçanın dönmesi için M03
(saat yönünde dönme CW)veya M04 (Saat yönünün tersi dönme CCW) Kodlarının
yazılması gerekir.
Tam Durma ve Devamlı Kesme
G04,G09,G61,G64
Genellikle hareketlerin başlangıcında, sonunda ve interpolasyon blokları arasında
yumuşak başlama, durma ve geçişler elde etmek için günümüzdeki kontrol sistemleri
otomatik ivmeleme (hızlandırma) ve yavaşlatma ile donatılırlar. Bu durumda
ivmeleme ve yavaşlatma programda dikkate alınmaz. Ancak otomatik ivmeleme ve
yavaşlatmadan dolayı bir köşe tam sivri değil de yuvarlatılıp kesilir. Örneğin bir blokta
takım sadece X ekseni ve ondan sonraki blokta sadece Z ekseni boyunca hareket
ederse X ekseni için ilerleme hızı yavaşlatılacak ve Z ekseni için hızlandırılacaktır.
Bundan dolayı takım yolu, şekilde kesik çizgilerle gösterilen yuvarlatılmış olacaktır .
Bunu bertaraf etmek için köşede G04 ile bir yavaşlatma komutu eklenir; Böylece
takım yolu programlanmış yolla aynı olur. İlerleme hızı ne kadar daha büyük olursa
köşedeki hata o kadar daha büyük olur .Dairesel interpolasyonda gerçek yayın
yarıçapı, programlanmış yay yarıçapından daha küçük olur. Otomatik hızlandırma ve
yavaşlatmanın menfi etkilerini bertaraf etmek için şu kodlar kullanılır:
Yavaşlatma
buraya
eklenir
+Y
+X
Merkez
Tam durma ve devamlı kesme
143
Çömelekoğlu
G04, G09 – sivri köşeler elde etmek için
Bazı durumlarda örneğin delmede deliğin derinliğini tam sağlamak için programın
geçici durması istenebilir. Bunun için G04 kodu kullanılır. Kod sadece bir blokta
geçerli olur. Bu kodun ölçme, talaş temizleme vb. gibi işlemlerde kullanılması kazalar
olabilir gerekçesi ile önerilmez. Bu durumlarda programı geçici olarak durduran M00
kodunun kullanılması önerilir.
Takım telafisi(Tool Compansation)
G40,G41,G42
Takımın sıfır noktası
Takımlar geometrik bakımdan uzunluk ve çap (yarıçap) olmak üzere iki faktöre
sahiptirler. Takımların uzunluğu, takım tutturma tertibatı üzerinde bulunana takımın
sıfır noktasına göre belirlenir üstte görülen Şekil. Takımların uzunluk (L) ve çap(D)
veya yarıçap(R) değerleri kontrol ünitesini belleğine, her takım için takım numarasını
taşıyan bir dosyaya kaydedilir. Takım telafisi olarak birbirinden ayırt edilmesi gereken
iki telafi vardır, Birisi uzunluğu içeren geometrik telafi, diğeri yarıçap veya çap
telafisidir.
144
Çömelekoğlu
G42
G42
G42
G42
G42
G42
G42
G42
G41
G41
G41
G41
G41
G41
G41
G41
G41
Şekil 14.4 Telafi yönleri
145
G41
G42
G42
Çömelekoğlu
Yarıçap Telafisi (Cutter Compensation)
TAKIM YOLU
TAKIM YOLU
TAKIM YOLU
Şekil 14.5 Yarıçap telafisi
Programlama parça üzerinde bulunan önemli noktaların koordinatlarını vererek
gerçekleşir; buna programlanan yol denir. Frezelemede programda takımın hareket
eden noktası bir daire olarak temsil edilen frezenin merkezi sayılır. Dolayısıyla hiçbir
telafi yapılmadığı durumda , programlanan yol üzerinde takımın merkezi hareket
eder; buda takımın yarıçapı kadar parçanın küçülmesine neden olur. Takımın
yarıçap telafisi takımı yarıçapı değeri kadar programlanan yolun sağına veya
soluna kaydırılmasıdır (Şekil 14.5) . Böylece parça ile takımın uçları temasa geçer
ve kesme tam programlandığı şekilde olur. Bu durumda takım merkezinin
yörüngesine takım yolu denilir; Şekil 14.5 de görüldüğü gibi telafi durumunda takım
yolu, programlanan yola kaydırma miktarı ile paraleldir. Telafi olmadığı durumda
takım yolu, programlanan yolla çakışır. Esasen telafi , iş çevresinden takım
merkezine yönelik ve takım yarıçapı değerinde vektör olarak ifade edilebilir; Takımın
hareket yönüne dik olan bu vektör her an takım hareketini izler. Takım telafisi ayni
işlem sırasında takım farklı çapta bir takımla değiştirildiği durumda yapılır.
Bir blokta G41 veya G42 ile ifade edilen yarıçap telafi kodu bulunursa; tezgahın
kontrol sistemi bellekte bulunan takım çapını dikkate alarak kaydırma miktarını
hesaplar ve gerçekleştirir. Telafi miktarı daha önce kontrol ünitesinin belleğine
CRT/MDI (Manuel Data Input) yani kontrol panosu yoluyla girilmiştir
Çap telafisi için şu kodlar kullanılır.
G40 –takım yarıçapı telafisini iptal eder;
G41 –sol yarıçap telafisi
G42-sağ yarıçap telafisi
146
Çömelekoğlu
Sol ve sağ telafiyi tayin etmek için şu kural geçerlidir. Sol telafide , takımın ilerleme
doğrultusuna bakıldığında takım programlanan yolun sol; sağ telafide parça solda
kalır. Telafi kodları hepsi modaldir; yani bir kere yazıldığında başka bir telafi kodu
gelmedikçe geçerlidir. Ayrıca G17 (XY), G18(ZX), G19 (YZ) kodları ile belirtilen
düzlemlerde geçerlidirler; burada bunlara telafi düzlemleri denir.
Tornalamada kaba talaş, ince talaş vb. işlemleri için torna takımları çeşitli şekilde
olabilirler Şekil de. Bunların yanı sıra birçok özel takımlarda vardır. Takımlar talaş
kaldırma sırasındaki hareket yönlerine göre sol ve sağ olarak ikiye ayrılır. Sol
takımlar sağdan sola; sağ takımlar soldan sağa hareket ederlerŞekilde.
Kaba talaş ve ince talaş torna kalemleri
Bununla beraber daha önce belirtildiği torna takımların uzunluğu X, Z koordinatları ile
belirlenir; bu koordinatlar esasen takım ucunu tayin ederler. Diğer taraftan takımın
sıfır noktası tutturma tertibatının alın yüzeyindedir; durum Burada X koordinatı çap
yönünde olduğundan yarısı alınır; bu husus kontrol ünitesi tarafından hesaplanır.
Programlamada takımlarla ilgili şu iki husus dikkate alınmalıdır:
Torna kesici takımı tutucu ve taret
147
Çömelekoğlu
Takımın
programlanan
noktası
Takım
uç
yarıçapı
148
Çömelekoğlu
Şekil 14.5 Torna kalemlerinde kesme yönü (Sağ kalem, Nötr kalem,Sol kalem)
•
•
•
•
•
•
•
Birinci husus parça üzerinde hareket eden nokta takımın uç noktası sayılır ve
bu uç teorik olarak sivri kabul edilir . Ancak gerçek takımların uçları sivri değil,
yuvarlatılmış şeklindedir; buna göre takım ucunun , uç merkezinden belirlenen
bir uç yarıçapı vardır Şekil .
Uç yarıçap telafisi (G40;G41;G42). Yukarıda açıklandığı gibi programlamada
takımın teorik ucu dikkate alınır; yani programlanan takım yolu . teorik ucun
yolu olarak kabul edilir. Yatay veya dikey doğrusal kesmede bu hususta bir
problem çıkmamaktadır ; burada takımın gerçek ucu programlanan yola
değmekte ve talaş kaldırmaktadır. Ancak eğik veya yay şeklinde yuvarlatılmış
yüzeylerde takımın gerçek ucu programlanan yoldan farklı bir yörüngede
hareket eder ve bir miktar kaldırılmayan malzeme kalır bu durumda takım
telafisi ile uç merkezi, programlanan yoldan bir miktar kaydırılır, gerçek uç
programlanan yolla sürekli temasta bulunur ve parça tam istenilen şekle göre
işlenir. Takım uç yarıçapına ve yayın yarıçapına bağlı olan kaydırma miktarı
G41 veya G42 kodların bulunduğu blokta kontrol ünitesi tarafından hesaplanır;
buna göre uç merkezinin yörüngesi programlanan yola kaydırma miktarı ile
paraleldir.
Telafi kodları ile şu hususlara dikkat edilmesi gerekir:
G41 geçerli iken G42; G42 geçerli iken G41 yazılmamalıdır; telafi
işlemeyebilir.
G40,G41 ve G42 kodları bir blokta veya G00 ve G01 ile aynı blokta
programlana bilir; ancak G02, G03 kodları ile birlikte kullanılamaz.
Tezgahın çalışma düğmesine basıldığında , kontrol (CRT/MDI) panosunun
Reset (ayarla) düğmesine basıldığında veya program M02 veya M30 ile
bittiğinde telafisiz durum (G40) otomatik olarak geçerli olur. Telafisiz durumda
telafi vektörü sıfır olur ve programlanan yol takım merkezinin yolu ile çakışır.
İkinci husus bir parçanın işlenmesinde şekil ve uzunlukları farklı olan bir çok
takım kullanılır. Diğer taraftan takımın sıfır noktası, takım tutturma tertibatının
üzerinde olduğu dikkate alınırsa ; bu tertibata faklı uzunluklarda takımlar
bağlandığında, bunların kesme uçları faklı yerlerde olur.
149
Çömelekoğlu
GO2 VE G03 İÇİN PROGRAM
0,0
Eğrisel kumanda için örnek iş parçası
G02 İÇİN
G02
P5
P6
P6
P4
P3
P8
G02
G02
P1
P2
G02
Saat ibresinin dönüş yönünde eğrisel kumanda için kesici takım yolu
150
Çömelekoğlu
Program başlangıcı
Program no
%
O0001
N 10 G90;
N20 G71 G40;
N30 X-25 Y-25 Z50 M06 T0101;
N40 G00 M03 X0 Y0 Z10 S1250;
Mutlak koordinat sistemi.
Ölçü sistemi metrik, Takım telafisi iptali.
Takım değiştirme noktasına gitme.
Hızla iş parçası yüzeyine 10 mm mesafeye gitme.
Tezgah milini CW yönde 1250 dev/dak’da döndür.
P1 noktasına hareket.
İş parçası yüzeyine 1mm yaklaş.
İş parçası içerisinde ilerle.
P2 noktasına gidiş, ilerleme 150 mm/dak.
CW yönde eğrisel kumanda ile P3 noktasına gidiş,
ilerleme 50 mm/dak.
P4 noktasına gidiş.
ilerleme 50 mm/dak.
ilerleme 50 mm/dak.
ilerleme 50 mm/dak.
Hızla iş parçası dışına çıkış
İş parçası değitirme noktasına gidiş ve tezgah milini
durdurma
Program sonu
N50 X40;
N60 Z1;
N70 G01 Z-2 F50;
N80 X150 F150;
N90 G02 X190 Y40 I40 J0 F50;
N100 G01 Y100 F150;
N110 G02 X150 Y140 I0 J40 F50;
N120 G01 X40 F150;
N 130 G02 X0 Y100 I-40 J0 F50;
N140 G01 Y40 F150;
N150 G02 X40 Y0 I0 J-40 F50;
N160 G00 Z50;
N170 M05 X-25 Y-25;
N180 M30;
%
G03 İÇİN
P5
P4
P3
P6
P2
P7
P1
P8
Saat ibresinin aksi dönüş yönünde eğrisel kumanda için kesici takım yolu
151
Çömelekoğlu
Program no
%
O0001
N 10 G90;
N20 G71 G40;
N30 X-25 Y-25 Z50;
N40 G00 M03 X0 Y0 Z10 S1250;
Mutlak koordinat sistemi.
Ölçü sistemi metrik, Takım telafisi iptali.
Takım değiştirme noktasına gitme
Hızla iş parçası yüzeyine 10 mm mesafeye gitme.
Tezgah milini CW yönde 1250 dev/dak’da döndür.
P1 noktasına hareket.
İş parçası yüzeyine 1mm yaklaş.
İş parçası içerisinde ilerle.
CCW yönde eğrisel kumanda ile P2 noktasına gidiş,
ilerleme 50 mm/dak.
ilerleme 50 mm/dak.
ilerleme 50 mm/dak.
ilerleme 50 mm/dak.
Hızla iş parçası dışına çıkış
İş parçası değitirme noktasına gidiş ve tezgah milini
durdurma
Program sonu
N50 X40;
N60 Z1;
N70 G01 Z-2 F50;
N80 G03 X0 Y40 I-40 J0 F50;
N100 G01 Y100 F150;
N110 G03 X40 Y140 I0 J40 F50;
N120 G01 X150 F150;
N 130 G03 X190 Y100 I40 J0 F50;
N140 G01 Y40 F150;
N150 G03 X150 Y0 I0 J-40 F50;
N160 G01 X40 F150;
N170 G00 Z50;
N180 M05 X-25 Y-25;
N190 M30;
%
152
Çömelekoğlu
P2
P1
0,0
Noktadan noktaya hareket kontrolü için iş parçası ve takım yolu
%
O0001
N10 G71
N20 G00 G17 G40 G80G90
N60 T1 M6
N70 G97 S2000 M3
N90 Z1.
N100 X30.Y30.
N110 G1Z-5.F200.
N120 G0Z1.
N130 X60.
N140 G1Z-5.
N150 G0Z1.
N160 X90.
N170 G1Z-5.
N180 G0Z1.
N190 X120.
N200 G1Z-5.
N210 G0Z1.
Program no
Ölçü mm
Hızlı hareket,XY düzlemi,takım telafisi iptali,delme
döngüsü iptali, mutlak ölçülendirme.
1 nolu takımı değiştirme
Tezgah milini saat ibresi yönünde (CW) 2000
dev/dak döndürme
Z ekseni hareketi
P2 noktasına hareket
200mm/dak ilerleme hızı ile 5 mm derinlikte delik
delme
Z ekseni hareketi
delik delme
Z ekseni hareketi
delik delme
Z ekseni hareketi
delik delme
Z ekseni hareketi
153
Çömelekoğlu
delik delme
Z ekseni hareketi
delik delme
Z ekseni hareketi
delik delme
Z ekseni hareketi
delik delme
Z ekseni hareketi
P1 noktasına dönüş
Z de 0 noktasına hareket
Tezgah milini durdur
Program sonu
N220 Y50.
N230 G1Z-5.
N240 G0Z1.
N250 X90.
N260 G1Z-5.
N270 G0Z1.
N280 X60.
N290 G1Z-5.
N300 G0Z1.
N310 X30.
N320 G1Z-5.
N330 G0Z1.
N340 X0.Y0.
N350 Z0.
N360 M5
N390 M30
%
0,0
Doğrusal kumanda (interpolasyon) için örnek iş parçası
154
Çömelekoğlu
1
0,0
Doğrusal kumanda için kesici takım yolu
%
O0001
N10 G71;
N20 G17G40G90;
N30 T1M6;
N40 G97 S2000 M3;
N50 G00 X0 Y0 Z1 ;
N60 G01 Z –2 F125;
N70 G01 Y80 F175;
N80 G01 X140 F175;
N90 G01 Y0 F175;
N100 G01 X90 F175;
N110 G01 Y40 F175;
N120 G01 X50 F175;
N130 G01 Y0 F175
N140 G01 X0 F175;
N150 G00 Z50
N160 M05 X –25 Y –25
N160 M30
Program no
Ölçü mm
Hızlı hareket,XY düzlemi,takım telafisi iptali,
mutlak ölçülendirme.
1 nolu takımı değiştirme.
Tezgah milini saat ibresi yönünde (CW) 2000
dev/dak döndürme.
1 nolu noktaya hızla git.
İş parçası içine ilerle ilerleme 125 mm/dak.
2 nolu noktaya doğrusal kumanda ile git.
İş parçası dışına hızla çık.
İş parçası değiştirme noktasına git, soğutma
sistemini kapat.
Program sonu.
155
BÖLÜM 15
Çömelekoğlu
CNC PROGRAMLAMA METODLARI
Bu bölüme kadar temel CNC özelliklerinin iyi bir şekilde anlaşılması amacıyla,
yalnızca G-kodu seviyesinde olan manual programlama teknikleri üzerinde durduk.
Bu bölümde, CNC programlarının yaratılmasında kullanılan değişik metodlar
üzerinde duracağız. Herhangi bir işyeri için hangi metodun daha uygun düşeceği
konusunda her bir metod ile ilgili uygulamalar vereceğiz. Bu bölümde CNC
programlarının oluşturulmasında kullanılan üç metod üzerinde duracağız: Manual
programlama, diyalog sistemli programlama ve CAM sistemli programlama..
Manual Programlama
Önceki bölümlerde görüldüğü gibi, manual programlama biraz sıkıcıdır. İtiraf etmek
gerekir ki, manual programlama ile kullanılan kelime ve komutlar bir dereceye kadar
şifrelidir. Buna karşılıkl, tüm CNC programcılarının, kullansalar da kullanmasalar
da, manual programlamayı iyi bir şekilde anlamış olmaları gerekir.
Bunu aritmetik hesaplamaların hesap makinesi yerine elle yapılmasına benzetebiliriz.
Matematik dersi veren hocalar, hesap makinesini kullanmadan evvel öğrencilerinin
öncelikli olarak elle hesaplama konusunda haşır neşir olmalarını ısrar ederler.
Öğrenci aritmetik hesapları elle nasıl hesaplayacağı yeteneğini kazandıktan sonra,
hesaplama işlemini çabuklaştırmak için hesap makinesi kullanılabilir.
Doğru uygulamalarda, manual programlama tekniği en iyi programlama alternatifi
olabilir. Manual programlama tekniğini kullanan çok sayıda firma vardır. Eğer sadece
birkaç tane takım tezgahı kullanılmakta ve firma tarafından yapılan iş oldukça
basitse, iyi bir manual programcı, iyi bir CAM sistemi programcısının yapabileceği
programlarının hepsini rahatlıkla programlayabilecektir. Herhangi bir firmanın CNC
tezgahları firmanın imal ettiği kısıtlı sayıdaki iş parçaları için kullanıldığını farz edelim.
Firma için çok sayıda program yazmak yerine sadece bu parçaların programlanması
yeterli olacaktır. Manual programlama metodunun en iyi çözüm olarak sunulabileceği
yerlerden bir tanesi de budur.
CAM sistemi kullanılsa bile, programın kontrol edilmesi esnasında CAM programı ile
elde edilen program çıktısındaki (G-kodları seviyesi) hataların düzenlenmesi gerekli
olduğu durumlar olabilir. Aynı şekilde, ilk birkaç parçasında işlendikten sonra CAM
programı çıktısında (G-kod seviyesi) bir takım hareketlerin ve kodların
düzenlenmesi ile programın optimize edilmesi gerekebilir. Eğer programcı çok az
olan bu hataları düzeltmek için CAM sistemi kullanılırsa, paçanın CAM ile işleme
programının çıkartılması için boşa zaman harcanacaktır.
156
Çömelekoğlu
Diyalog Sistemli Programlama
Bu tip programlama son yıllarda oldukça popüler olmuştur. Diyalog sistemli
programlama ile, program CNC tezgah üzerinde oluşturulur. Genel olarak
konuşursak, diyalog sistemli program grafik ve menü-bazlı fonksiyonlar vasıtasıyla
oluşturulur. Program oluşturulurken programcı girdiği değişik değerlerin doğru olup
olmadığını kontrol edebilme kabiliyetine sahip olacaktır. Programlama işlemi
bittiğinde, çoğu diyalog sistemli kontroller işleme operasyonu esnasında neler
olacağını gösteren takım yolu grafik gösterimi fonksiyonuna sahiptir.
Diyalog sistemli kontroller, kontrol sistemi imalatçısından imalatçısına büyük
farklılıklar gösterir. Esasen, çoğu durumlarda bunlar tek-amaçlı basit bir CAM sistemi
gibi düşünülebilir. Diyalog sistemli programlama bu sayede, tek bir makine için
programlarının oluşturulmasında elverişli olmaktadır. Diyalog sistemli programlama
tekniğini kullanan kontrol sistemlerinin bazılarında, kısmen eski modellerde,
programlama işlemi sadece makine de yapılabilir. CAM sisteminde olduğu gibi başka
bir programlama tekniği ile programlama kabiliyetleri yoktur (masa başı
programlama); bu özellikle kulağınıza küpe olsun. Bununla birlikte çoğu yeni
kontrollerde, makine hem diyalog sistemi hem de G-kod sistemi ile çalışabilmektedir.
Diyalog Sistemin Uygulamaları
Diyalog sistemli kontrollerin kullanımı konusunda bir takım tartışmalar olmuştur. Bazı
firmalar bunları hakkını verecek şekilde kullanırken, bazıları da bunların kullanımının
boşa bir zaman harcamadan başka bir şey olmadığını düşünmektedirler.
Genel olarak konuşursak, CNC tezgahlarında çok az personelle çalışan ve çok
sayıda iş parçası ile program yapma gereksinimi duyan firmalar diyalog sistemli
kontrolleri kullanmakta ve memnun kalmaktadırlar. Bu çeşit bir işyerinde, CNC ile ilgili
tüm işler tek bir kişiye yıkılabilmektedir. Çoğu imalat atölyelerinde, örneğin, CNC
operatöründen takımlandırma işlemini, iş parçası tespit ayarını yapması programı
hazırlaması, programı test edip optimize etmesi ve programı çalıştırma gibi işlemlerin
tamamını yapması istenmektedir. Bu tip bir atölyede, operatöre yardımcı olacak her
şeyin üretim miktarını arttıracağı aşikardır. Manual programlamaya kıyasla diyalog
sistemli kontroller operatörün programı hazırlaması için gerekli olan zamanı kısaltır.
Çoğu büyük firmalarda, CNC tezgahın mümkün olan en fazla zaman süresi boyunca
çalışması istenir. Bu çeşit bir atölyede, CNC tezgahı devamlı çalışır halde tutmak için
CNC tezgahlara program hazırlama vb. gibi diğer işeri yapmada çok sayıda kişiden
oluşan için takım kullanır. Bu atölyede herhangi bir sebeple CNC tezgahın yatırılması
boşa zaman harcama şeklinde yorumlanır. CNC tezgahta iş devam etmekte iken, bir
kişi bir sonraki iş için takımlandırma görevini yapabilir. Diğer bir kişi iş parçası
tutturma aparatı ile uğraşabilir. Diğer bir kişi de programı yazıp kontrol edebilir. Bu
durumda, operatöre sadece CNC tezgaha iş parçalarının yüklenmesi ve alınması gibi
basit bir görev kalır. Makine boşta iken, destek takımı parça ayarı ile ilgili işlemleri
157
Çömelekoğlu
yapmak suretiyle tezgahın boşta çalışma zamanını mümkün olan en az mertebeye
indirir. Tasavvur edebileceğiniz gibi, bu çeşit bir firmada programların on-line-doğru
(tezgah başında) olarak gerçekleştirilmesi, yani makinenin boşta yatırılması
istenmez.
Diyalog sistemli kontrollerin uygun bir yatırım olup olmayacağı konusunda faydalı
olabilcek diğer iki faktör daha vardır. İlki operatörün işten tatmin olmasıdır. Diyalog
sistemli kontrolü kullanan kişi son derece motive edilmiş şekilde çalıştırılabilir. Bu
kişinin firmanın başarısı üzerinde son derece büyük katkısı vardır. Diyalog sistemli
kontrollerin küçük çaplı işyerlerinde neden bu kadar popüler olduğunun bir başka
gerçeği budur. Küçük firmalarda, diyalog sistemi kullanarak program yapan kişi,
firmanın başarısında büyük bir katkıya sahiptir.
Diyalog sistemli kontrollerin uygun bir yatırım olup olmayacağını etkileyen bir başka
faktör de, farklı tipteki iş parçalarının programlanabilmesidir. Eğer kısıtlı sayıda iş
parçası programı yapılacak ise, diyalog sistemli programlama en iyi programlama
alternatifi olarak düşünülemez.
CAM Sistemi Programlama
CAM sistemleri manual programlamaya oranla, çok daha kompleks ve karmaşık
CNC programlarının hazırlanmasına imkan tanır ve çok popülerdirler. Genel olarak
konuşursak, CAM sitemi programcıya üç ana alan üzerinde faydalı olur.
Programcının matematiksel hesaplamaları yapması gereksinimini ortadan kaldırır,
aynı temel dille çok farklı tipteki iş parçalarının programlanmasının kolayca
programlanmasına yardımcı olur, ve bazı temel işleme pratiği fonksiyonlarına katkıda
bulunur.
CAM sistemi ile, CNC programının hazırlanması için programcının bir bilgisayara
sahip olması gerekir. Bilgisayar manual programlamada olduğu gibi G-kodu
seviyesinde programı üretir. Bitirildiğinde program CNC tezgaha transfer edilecektir.
CAM sistemleri word adress (kelime adresli) ve grafik olmak üzere iki temel
kategoride toplanırlar.Kelime adresli CAM sistemlerinde BASIC, C ve başka bir
tipteki bilgisayar programı diline benzer yapıdaki bir programlama dili vasıtasıyla
program hazırlanır. Bu CAM sistemli programın G-kodlarına benzer yapıda
hazırlanmasını gerekli kılar. Çoğu güçlü CAM sistemleri kelime adres formatlı
olmasına karşın, kullanımları da oldukça zordur.
Grafik CAM sistemleri yaygın olarak grafik bazlı diyaloglarda programlanırlar.
Programlama işlemi esnasında programcı her bir detayı gözle gözlemleme
kabiliyetine sahiptir. Genel olarak konuşursak, bu grafik CAM sistemlerinde
çalışmanın kelime tipi CAM sistemlerine göre daha kolay olmasına yardımcı
olmaktadır.
158
Çömelekoğlu
CAM Sistemi Programlamanın Adımları
Bu kademede programcıya gerekli olan bilgiler parça ismi, parça numarası, tarih ve
program parça numarası gibi dökümantal bilgilerdir. Bu kısımda ayrı yeten işlenecek
olan iş parçasına ait kaba malzeme boyutlarının da belirtilmesi gerekir.
İş Parçasının Modellenmesi ve Kırpılması
CAM programındaki iş parçası şeklinin tanımlanması için, program içine monte
edilmiş olan modelleme teknikleri kullanılır.
İş parçası geometrisi tanımlandıktan sonra, iş parçasının işlenecek olan kısımlarının
belirtilebilmesi için, işleme operasyonunda kullanılmayan diğer kısımlarının kırpılması
gereklidir.
İş Parçası Modelinin Yaratılmadan Geçilmesi
Çoğu CAM programları, CAD programlarında tanımlanan geometrinin CAM
sistemlerine aktarılmasına (Import) özelliğine sahiptir. Bu opsiyon, özellikle son
derece komplike olan parçalarda faydalıdır. Böylece CAM programında iş parçası
geometrisinin tanımlanmasına ve işlenecek olan kısımların kırpılmasına gerek yoktur.
Buna rağmen işlenecek olan iş parçası kısımları, CAD programından transfer
edilmek istendiği durumlarda; aşağıda belirtilen hususlara son derece dikkat etmek
gereklidir:
İlk olarak, CAD sisteminde modellenmiş olan iş parçasının bire-bir ölçekte çizilmiş
olması gereklidir. CAD programı ile çalışan tasarımcıların, tasarladıkları parçanın
printer çıktısını bir an önce almak için; mümkün olan en kısa zamanda parçayı
tasarlayıp işlemi tamamlama gibi huyları vardır. Tabi bu tür bir acelecilik iş parçası
modelinin CAD programından transferi sırasında, oldukça pahalıya patlar. Örneğin; iş
parçasında 0.127 mm’lik bir kademe var kabul edelim. Tasarımcılar bu tür kademenin
printer çıktısı üzerinde görülmeyeceğini bilirler. Bu durumda kademenin printer
çıktısında görüntülenebilmesi için, 0.127 mm’lik kademeyi 1.270 mm şeklinde
ölçülendirirler. Bu tür bir hatayla modellenmiş olan parça, CAM programına transfer
edildiğinde, iş parçası gerçekte istenen ölçülerde olmayacak ve CAM sistemi elde
edilen program çıktısı yanlış olacaktır.
İkinci olarak, CAM sitemi programcısı CAD sisteminde elde edilen parçanın belirli bir
kısmını kullanarak işleme programını oluşturur. CAD programında tasarlanmış olan
iş parçası modelinin tamamı, CAM programına transfer edilirse, CAM programında iş
parçasına ait işlenecek kısımların belirtilebilmesi için, iş parçası modelindeki kırpma,
uzatma vs. gibi oldukça zaman alıcı ek işlemlerin CAM programında yapılmasına
gerek kalır. Çoğu CAM programından transfer edilen iş parçası modelinin işlemede
kullanılacak olan kısımlarını seçmek için özellikler sunsa da; bunu yapmak oldukça
büyük zaman almaktadır.
159
Çömelekoğlu
Üçüncü olarak, CAD programı ile parça tasarımı yapan personel, CAM programında
hayati önem arz edenmiş parçası sıfır noktasına çok az ilgi gösterir. CAD
tasarımında iş parçası modelinin referans noktası olarak modelin en alt köşesi
seçilmiş olabilir. Böyle bir durumda, CAD programında modellenen iş parçasına ait
işlenecek kısımlar, CAM programına transfer edildiğinde, iş parçası sıfır noktasının
değiştirilmesi gerekebilir.
Dördüncü olarak çoğu CAM programları, iş parçası modeline ait geometrinin belirli bir
formatta tanımlanmasını beklerler. Örneğin torna için kullanılan CAM programlarında,
vida açma işleminin CAM programında yapılabilmesi için, vida işleminin olduğu iş
parçası kısımlarının, CAM programının kullanacağı formatta tanımlanması gereklidir.
Bu durumda bu tür özel kısımların, CAM programında tekrar tanımlanması gerebilir.
Bu sebepler dolayısıyla, çoğu CAM programı kullanıcıları bazen, CAD programından
iş parçasının işlenecek olan kısımlarına ait modelin transfer edilmesi yerine, modelin
CAM programı ile tanımlanmasının daha uygun olacağını hissederler. İş parçaları
komplike ve tanımlanması daha zor hale geldikçe, (özellikle üç boyutlu işlemlerde)
CAD programından iş parçası model geometrisin transfer edilmesi daha büyük önem
arz eder.
İşlem Operasyonları Tanımlama
CAM sistemi programlamanın dördüncü adımında, programcı CAM sistemine iş
parçasının nasıl işleneceğini bildirir. CAM sistemleri bu işlemin nasıl yapılacağı
konusunda büyük farklılıklar gösterirler.
Bu kademe esnasında, genel olarak takım yolu simulasyonu ile işleme
operasyonunda kullanılacak olan takımın nasıl işlemler yapacağı grafiksel olarak
gözlemlenebilir. Programın takım tezgahında işlenmeden evvel, ne tip operasyonların
yapıldığını gösterebilme kabiliyeti grafik CAM sistemlerinin ana üstünlüğüdür. Tüm
operasyonlar tamamlandıktan sonra, işleme programının G-kod çıktısını almak için
komut verilir.
Programların Kaydedilmesi ve Tekrar Yüklenmesine Ne Dersiniz?
CNC program ne şekilde hazırlanırsa hazırlansın, tekrarlı işlerle uğraşan firmalar
programların kaydedilmesi ve tekrar yüklenmesi gereksinimine ihtiyaç duyarlar (hatta
tek bir iş ile çalışan CNC tezgahında dahi, makinede oluşacak bir takım
problemlerden kaçınmak için tezgah programlarının kaydedilmesi gereksinimi
duyulur). Kuşkusuz program CNC tezgahta kontrol edildikten sonra, kullanıcı ileriki
kullanımlar için programı bu doğru hali ile saklama gereksinimi duyar. Bu işlem çok
farklı tipte yapılabilir.
160
Çömelekoğlu
Programların kaydedilmesinde ve tekrar yüklenilmesinde kullanılan cihazlar
magnetik kaset teyp okuyucu, kağıt teyp okuyucular/yazıcılar, taşınılabilir
floopy disket sürücüleri, RAM cihazları, notebook ve laptop bilgisayarlar, masa
üstü bilgisayarlar gibi çok çeşitlidir. Buna rağmen, en popüler olanı personel
bilgisayarlarıdır. Şimdi bunların program transferinde nasıl kullanabileceğine kısa bir
göz atalım.
Günümüzün CNC kontrollerinin hemen hemen tamamı RS-232 seri haberleşme
portuna sahiptir. Aynı şekilde personel bilgisayarların hepsi de seri haberleşme
portuna sahiptir. Bilgisayar ile CNC’yi uygun bir kablo kullanarak bağlamak suretiyle,
CNC programlar tezgahtan bilgisayara ve bilgisayardan tezgaha aktarılabilir. Buna
rağmen bu aktarım işleminin yerine getirilebilmesi için bilgisayarda bu aktarım
işlemini yerine getiren bir yazılım programına gereksinim duyulur. Çoğu CAM
sistemlerinin bu haberleşme programını temin ettikleri akılda tutulmalıdır. Ek olarak
bu haberleşme işlemini yerine getiren yazılım programları “DNC Programları” olarak
adlandırılır.
161
Çömelekoğlu
Şekil 15.1 CAM programında torna ve freze simülasyonu
162
BÖLÜM 16
Çömelekoğlu
CNC TEZGAHLARA BİLGISAYAR BAĞLANTISI HAKKINDA
BİLGİ
FANUC-OT Kontrol sistemi standart olarak RS232C seri haberleşme
protokolünü desteklemektedir. Dijital sistemler arasında bir haberleşme protokolü olan
seri port vasıtası ile CNC tezgahı, bilgisayar ile doğrudan haberleştirmek mümkündür.
Bilgisayarda bu is için I/O kartında iki adet seri port sunulmuştur. COM1 ve COM2
Dolayısı ile bu portlar vasıtasıyla ve uygun bir bilgi aktarım kablosu ile bu tür bir
haberleşme yapılabilmektedir. Sistem FANUC CASETTE (kaset) kullanımını da
desteklemektedir. Ayrica CASETTE kullanımı günümüz teknolojisi için demode olmuş bir
sistemdir.
CNC tezgahın seri haberleşme portunu kullanmak suretiyle bilgisayar ile iletişiminin
kurulmasıdır. Burada gerekli olan, bilgisayar ile CNC' nin seri haberleşmesini sağlayacak
bir sofware (yazılım ) programı ve maksimum 100 mt boya
kadar ulaşacak olan seri port haberleşme kablosudur. Fakat seri port için gerekli olan pin
bağlantılarının yapılması gerekmektedir.
. Program aktarım zamanı aktarılacak program büyüklüğüne ve CNC sistemin
desteklediği BAUDRATE (saniyede gönderilen bit şayısı .) değerine bağlıdır. Ortalama
bir program 4800 Baud da yaklaşık olarak 0.05 saniyede her iki tarafa da karşılıklı
olarak gönderilir.
163
Çömelekoğlu
KAYNAKLAR
1. Computer Numerical Control Hans B. Kief- T.Frederick Waters GLENCOE-1992
2. Bilgisayar Destekli Takım Tezgahları (CNC)Prof. Dr. Mustafa Akkurt Bisen
Yayınevi-1996
3. Bilgisayarlı Nümerik Kontrol Konusuna Giriş Barry Leatham-Jean Btech MEB –
1997
4. CNC Teknik Hamit Arslan-2001
5. Talaş Kaldırma Ekonomisi ve Kesici Takımlar Y.Müh. Güngör Avuncan Mavi
Tanıtım-1998
6. Bir Mühendisin Dünyası James L. Adams TÜBİTAK-1995
7. Metal Meslek Bilgisi Verlag EUROPA – LEHRMITTEL MEB-1995
8. Mastercam CNC Programlama C.1 Prof. Dr. Muammer Nalbant Beta Basım2003
9. Anka Mühendislik ve Makina
164

Mersin Üniversitesi Cnc Genel Bilgi Kitabı

Transkript

Benzer belgeler

Moda Fiyasko

RobotPark MF-70 CNC Kiti

Bilgisayar Destekli İmalat

Fizik-1 Uygulama-5

çeşitli yöntemlerle kurutulmuş hünnaptan bisküvi ve kurabiyeler için

GOT-It 2.0.1 ile Elektromanyetik Sistemlerin

dumlupınar üniversitesi - WebSitem

3D Bilgisayar Grafikleri

LDAP Administrator ile Active Directory Yonetimi Active Directory