ÜÇ EKSENLİ MASA TİPİ CNC FREZE TEZGAHI

ÜÇ EKSENLİ MASA TİPİ CNC FREZE TEZGAHI

ÜÇ EKSENLİ MASA TİPİ CNC FREZE TEZGAHI
TASARIM VE PROTOTİPİ
Cem DOĞAN, Kerim ÇETĠNKAYA
*Karabük Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğitimi Bölümü, Karabük
Özet
Günümüzde Teknolojinin gelişmesi ile birlikte imalat sistemleri ve üretimi de sürekli
kendini revize etmektedir. Bu çalışmada ise üniversal işleme yöntemlerinin bilgisayar
kontrollü hale getirilmesi ile üç eksenli CNC freze tezgahının tasarım ve imalatı
gerçekleştirilmiştir.
Giriş
Teknolojinin, hayatımızın her alanın da hızla gelişmesiyle birlikte imalat sanayisinde de
çok büyük yenilikleri ve gelişimi beraberinde getirmiştir. Bu yeniliklerden biriside üniversal
işleme tezgahlarının yerini bilgisayar kontrollü tezgahların almış olmasıdır.
Tezgahların bu gelişmelerine paralel olarak imalat sistemlerinde de büyük gelişmeler
olmuştur. 1947 yılında ortaya atılan otomasyona dayalı imalat sistemi genişletilerek
optimizasyon devrine geçilmiş, robotların kullanımı gittikçe artarak robot fabrikaları ve robot
tesisatları kurulmuştur. Ayrıca bilgisayarların yardımı ile ayrı ayrı yapılan bilgisayar destekli
tasarım CAD (Computer Aided Design) ve bilgisayarlı destekli imalat CAM (Computer
Aided Manufacturing) işlemleri birleştirilerek CAD-CAM (Bilgisayar Destekli Tasarım ve
Ġmalat); ve bunların CNC ve DNC tezgâhların birleşmesi ile Esnek Ġmalat Sistemleri FMS
(Flexible Manufacturing System) ortaya atılmıştır. FMS ile fabrikanın kalite kontrol, stok
kontrol, muhasebe alım satım ve yönetim gibi diğer kısımları bilgisayar kontrolü altında
birleştiren Bilgisayar Destekli Bütünleşik Ġmalat Sistemleri CIM (Computer Intemated
Manufacturing) devri başlamıştır[1].
Talaşlı imalat teknolojisindeki en önemli dönüm noktası 1950‟li yıllarda nümerik
programlamaya göre çalışan NC tezgâhların geliştirilmesidir. Bu tarihlerden günümüze
gelindikçe NC tezgâhlarının bilgisayarla donatılması ile CNC ve DNC tezgâhları oluşmuştur.
Kişisel bilgisayarların kullanımının yaygınlaşması ile CNC kullanım ve çalışmaları artmıştır
[2]. Artık günümüzde geleneksel tezgâhların imalatta kullanım payları giderek azalmakta ve
yerlerini CNC tezgâhlarının kullanımına bırakmaktadır. CNC tezgâhlarının bu önemine
karşın; yüksek maliyetleri nedeniyle mesleki ve teknik eğitim veren üniversite ve liselerin
bazılarında eğitim amaçlı kullanılmak için CNC bulunmadığı bilinmektedir. CNC bulunan
kurumlarda ise tezgâh yetersizliği, tezgâhların bozulma korkusu gibi nedenlerle öğrenciler
yeterince pratik yapma imkanı ve fırsatı çoğu zaman bulamamaktadırlar. Bu çalışmada, teknik
okulların kısıtlı olanaklarını kullanarak ihtiyaçları olan CNC‟leri imal edebiliri için örnek bir
uygulama sunulmaktadır[3].
Bu çalışmada ise, üç eksenli masa tipi CNC freze tezgahı tasarımı ve imalatı için gerekli
tasarım parametreleri belirlenmiş, bu parametreler çerçevesinde tezgahın tasarımı ve imalatı
için 3 boyutlu modellemesi gerçekleştirilerek ardından üretimine geçilmiştir. Üretimi
gerçekleştirilen CNC freze tezgahının test aşamalarında, işlenmesi istenilen şeklin ölçüleri ile
tezgahın işlemiş olduğu boyutların değerleri karşılaştırılıp hassasiyet oranları belirlenmiştir.
Malzeme Ve Metod
Çalışmada gövde malzemesi olarak MDF (Medium-Density Fiberboard)
kullanılmıştır. Vidalı Millerin yataklamalarında rulman, sistemin eksenel hareketinin düzgün
yapılmasını sağlamak için düz millerin yataklamalarında plastik karışımlı bir malzeme olan
delrin kullanılmıştır. Tahrik sistemi olarak, CNC freze tezgahında step motorlar
kullanılmıştır.Sistemin maliyetini azaltmak ve bu hareketi eksenlere iletmek için tasarım
ölçülerine uygun olarak Vidalı Mil (Gijon) tornada işlenerek sisteme uyarlanmıştır. Step
motorlar düşük hızlarda yüksek dönme momenti ürettikleri ve kontrolü kolay olduğu için
sistemin taşıyabileceği yüke göre ihtiyacımız olan step motor seçilmiştir. Sistemde X,Y,Z
eksenleri olmak üzere 3 adet step motor kullanılmıştır.
Ġşlenecek sert köpük malzeme üzerine yapılması istenilen şeklin, G kodları
çıkartılarak MASH 2 Programına girdileri girilir. Gerekli bağlantıların yapılmasının ardından
işlem başlatılır. Ġstenilen şeklin parça üzerine aktarılmasından sonra CNC Freze Tezgahının
ortalama sapma değeri, istenilen ölçü değerleri ve bulunan ölçü değerlerinin karşılaştırılması
ile belirlenmiştir.
Sonuç Ve Tartışma
Tezgahta işlenecek malzeme olarak dış cephe yalıtımında uygulanan sert köpük
malzeme seçilmiştir. Bilgisayara yüklenen CAM Programı MACH 2 desteği ile G kodları
yazılarak tezgahın istenilen şekillerde kalem yolunun oluşturulması ve işleme yapması
sağlanmıştır. Ġşlenen malzemenin daha sonra dijital kumpasla ölçümleri yapılarak gerçek ölçü
değeriyle karşılaştırılması yapılmıştır. Ortaya çıkan sapma değerleriyle tezgahın hangi oran ve
hassasiyette işleme yapabileceği belirlenmiştir.
Elde edilen sonuçlar ışığında; tasarım ve imalatı yapılan Üç Eksenli Masa Üstü CNC
Freze Tazgahı sorunsuz olarak çalışmıştır.Ağaç, polyamid, mdf, köpük vb talaş kaldırma
mukavemeti düşük olan malzemeler üzerine çeşitli yazı ve işlemler yapılmasına olanak
sağlanmıştır.
Teşekkürler
Bu çalışmamda teknik anlamda bilgisini ve çalışmalarımız sırasında laboratuvar
olanaklarının bizlere sunulmasından dolayı Sayın Prof.Dr.Kerim ÇETĠNKAYA „ ya teşekkür
ederim.
Kaynaklar
1. KUTLU, M. “Üç Eksenli Masa Tipi CNC Freze Tezgahı Tasarım ve Ġmalatı”
AfyonKarahisar Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi
2006
2. PEHLĠVANOĞLU, V., BATI, M., 2002, “CNC Takım Tezgahları ve DNC”,
Marmara Üniv. Teknik Eğ. Fak. Makine Böl. Ġstanbul.
http://www.turkcadcam.net/rapor/cnctezgahlar/index.html
3. KAYGISIZ, H., ÇETĠNKAYA, K., “CNC Freze Eğitim Seti Tasarımı ve
Uygulaması”, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,2010.