1. NC (NUMERİCAL CONTROL)

Sayısal kontrol (NC -Numerical Control), takım tezgahlarının sayı harf vb. sembollerden meydana gelen ve belirli bir mantığa göre kodlanmış komutlar yardımıyla işletilmesidir. Komutlar ilgili takım tezgahına veri blokları şeklinde yüklenir. Her veri bloku tezgahın anlayabileceği bir dizi komuttan meydana gelir. Bu komutları daha sonra açıklayacağım.

Sayısal kontrol, metal ve metal olmayan her türlü malzemelerin talaş kaldırmak suretiyle işlenmesinde kullanılan tüm takım tezgahlarında kullanılır.

2. CNC (COMPUTER NUMERİCAL CONTROL)

Bilgisayarlı Sayısal Kontrol(CNC- Computer Numerical Control), takım tezgahlarının sayısal komutlarla bilgisayar yardımıyla kontrol edilmesidir.

CNC Tezgahlarda, NC tezgahlardan farklı olarak bir bilgisayarlı kontrol ünitesi bulunur. Böylece NC programları , kesicilerle ilgili bazı teknik ve ofset bilgileri kalıcı olarak tezgah hafızasında saklanabilir. Ayrıca imalatın her aşamasında programa müdahale edilir ve programda istenilen değişiklikler yapılır.

Bilgisayardaki programda , tezgahların hareketlerini kontrol etmek için harfler ve sayılardan oluşan komutlar kullanılır. (G ve M harfleri)

Mesela programda G00 kodu , takımın talaş kaldırmadan , koordinatları belirtilen noktaya gitmesini sağlamak için kullanılır. Aynı şekilde M03;takımın bağlı bulunduğu mili , saat yönünde harekete başlatır ve belirli bir devirde dönmesini sağlar. M05 kodu ise , takımın bağlı bulunduğu milin durmasını sağlar.

Endüstride kullanılan tüm CNC tezgahlarında, G (İngilizce okunuşu- ciy) ve M (İngilizce okunuşu - em ) kodları olarak ifade edilen bu özel kodlar ISO (Uluslararası Standartlar Kuruluşu)tarafından standartlaştırılmıştır.

İlk CNC freze tezgahından günümüze NC teknolojisi hemen her alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamalardan bazıları şunlardır; tornalama, frezeleme, delme, taşlama, alevle kesme, bükme, form verme, üç boyutlu ölçme, elektro erozyon ve robot uygulamaları.

CNC TEZGAHLARININ AVANTAJLARI

a. Programların kaydedilmesi: CNC tezgahların en önemli özelliği, yazılan parça programlarının kontrol ünitesinin belleğinde depolanabilmesidir. Bu program bellekten çağrılarak defalarca kullanılabilir. Parça programları elektrik kesildiğinde ya da tezgahın enerjisi kapatıldığında da bellekte kalacaktır.

b. Düzenleme: Bellekteki bir parça programının üzerine değişiklik yapılması, bir hatanın düzeltilmesi yada bir programda yeni eklemeler ve düzenlemeler yapılması son derece kolaydır.

c. Çevrim fonksiyonu: Sık kullanılan çeşitli uygulamalar ( silindirik, alın ve konik tornalama, vida açma, dikdörtgen cep boşaltma vb. ) bellekte kayıtlıdır. Çevirim (döngü ) fonksiyonu parça programlarının yazılımını önemli ölçüde kısaltır .

d. Alt programlar:Bir programın içinde iş parçasının değişik kısımlarında uygulanacak olan tekrar işlemleri olabilir. Aynı programın , farklı koordinatlar için tekrar yazılması yerine , bunun için bir alt program yazılır ve istenilen yerde çağrılarak uygulanır. Bu ise yazılacak parça programını kısaltacaktır.

e. Kesici telafisi:Kesici takımların uzunluk , çap ve takım ucu yarıçapı değerleri birbirinden farklıdır. CNC tezgahlarda kesici bilgileri kontrol ünitesine girilir. Kontrol ünitesi bu bilgilere göre gerekli hesaplamaları yaparak kesici telafilerini (kompanzasyon) yerine getirir;iş parçasının tam ölçüsünde çıkması için kesicilerin boyut farklarını matematiksek olarak hesaplayarak ölçülere ekler yada çıkarır. Böylece iş parçaları programda ve teknik resimde verilen değerlerde işlenmiş olur.

f. İdeal işleme koşulu:Üretim anında kesme şartları sürekli olarak kontrol ünitesi tarafından izlenir ve gerekli düzenlemeler anında yapılır. Örneğin torna tezgahında bir alın tornalama işleminde kesici, dış çaptan merkeze doğru hareket ederken aynanın devri de otomatik olarak artacaktır.

g. Simülasyon: Yazılan programın üretimine geçilmeden önce bu program kontrol ünitesinde bulunan ekranda (VDU) grafik olarak işlenir, yani simüle edilir. Bu simülasyon sonucu parçanın üretimine geçilmeden önce yazılan programın doğruluğu test edilmiş olur.

h. Diğer üniteler ile iletişim: Diğer bilgisayarlar ile iletişim kurulabilir. Bu şekilde, kontrol ünitesinin belleğindeki bir program merkezi bir bilgisayara gönderilebilir yada başka bir bilgisayardaki program tezgaha aktarılarak işlenebilir.

j. Arızanın bulunması: CNC Tezgahında bir arıza olduğunda, elektronik aksam kontrol ünitesine test ettirilebilir. Kontrol ünitesi, arızanın hangi birimde olduğunu tespit ettikten sonra bu bilgiyi grafik ekranda görüntüler.

k. Kesicilerin otomatik değişimi: CNC tezgahlarda üretim yüksek hassasiyette gerçekleştirilir ve üretilen parçaların tamamı birbirinin özdeşidir. Bu ise sanayinin en fazla gereksinim duyduğu aynı tolerans değerlerine sahip özdeş parçaların seri üretimini sağlar.

CNC tezgahlarının yukarıda bahsedilen böylesine avantajlarının yanı sıra birkaç dezavantajlarından söz edilebilir. Bunlar; tezgahın ilk alım fiyatının yüksek olması, bakımının daha masraflı olması ve daha eğitimli tezgah operatörüne gereksinim duyulmasıdır.

CNC TEZGAHLARINDA KESİCİ TAKIMLAR

CNC tezgahlarda işleme süresini ve işleme kalitesini en fazla etkileyen faktörlerin başında kesici takımlar ve bunların bağlanma sistemleri gelir. Bu tezgahlarda kullanılacak kesici uç ve takımların şu özelliklere sahip olması gerekir.

Kesici uç kolayca değiştirilebilir.

Çıkan talaşları kırma özelliği olmalıdır.

Kesici takım sağlam ve dengeli bağlanabilmelidir.

Kesici uç hassas olarak bağlana bilmelidir.

Kesici takım değişimi kolay ve hızlı olmalıdır.

Kesici uç yüksek sıcaklıkta sertliğini kaybetmemelidir.

Kesici Takım Gereçleri: CNC tezgahlarında kullanılan kesiciler; HSS kesiciler ve sert metal uç kesicilerdir.

HSS Kesici Takımlar: HSS kesiciler tek parça olarak kullanılır. Bu kesiciler küçük çaplı deliklerin delinmesi, kanal açılması, vb. işlerde kullanılır.

Sert Metal Uçlar: Sert metal uç kesiciler değişik boyut ve şekillerde standart olarak üretilir. Her bir uçta (ucun tasarımına bağlı olarak 6, 8 yada daha fazla kesme kenarı bulunur. Bir kenar köreldiğinde, diğer bir kenar kesme yapacak konuma indekslenir.

Kesici uçların en önemli avantajları; standart ve hassas boyutlarda üretilmesi, doğru kesme geometrisine sahip olması, hızlı değiştirilmesi ve bileme işleminin olmamasıdır. Kesici ucun bütün kenarları kullanıldıktan sonra bu uç yeni bir uç ile değiştirilerek işleme kanılan yerden devam edilebilir. ISO talaş kaldırma için sert metal kesicileri 3 ana gurupta toplamıştır.

P: uzun talaş veren malzemelerin işlenmesinde kullanılan sert metal kesiciler ( çelik, çelik döküm, paslanmaz çelik, uzun talaş bırakan temper döküm vb. )

M: işlenmesi güç olan malzemeleri işlenmesinde kullanılan sert metal kesiciler ( manganlı sert çelik, ısıya dayanıklı çelikler, paslanmaz çelik, sert döküm vb. )

K: kısa talaş bırakan malzemelerin işlenmesinde kullanılan sert metal kesiciler ( döküm, sert çelikler, demir dışı metaller, alüminyum vb. )

CNC TEZGAHLARINDA TAKIM MAGAZİNİ

CNC tezgahlarında birden fazla kesici takım kullanılır. Bu kesiciler, magazin olara adlandırılan bir takımlıkta bulunur ve programda yer alan sıraya göre buradan değiştirilerek iş parçasından talaş kaldırırlar. ( bu takımlık torna tezgahlarında taret olarak adlandırılır. )

Takım magazini tezgahın yapısına göre hidrolik, pnömatik yada servo motor tahrikiyle çalışır. Magazin dönerek pozisyona gelmesini sağlayan komutu kontrol ünitesinden alır. Bu ünite takımın bağlandığı istasyonun pozisyona gelip gelmediğini de denetler.

CAD/CAM SİSTEMLERİ

CAD/CAM sistemi, işletmelerdeki verimliliği arttırmak için tasarım ve imalat sürecinin bilgisayar ortamında birleştirilmesi işlemidir. CAD/CAM kullanıcısı, tasarım ve üretim yazılımlarını kullanarak; önce ürünün teknik resmini ve modellemesini gerçekleştirir. Daha sonra bu çizimden yararlanarak parça üretimi için gerekli olan NC kodlarını bilgisayar yardımıyla üretir.

CAD/CAM sistemleri ayrıca üç boyutlu modellerin montajını görme ve analiz etme kolaylığı sağlar böylece, iş parçasının, üretimine geçilmeden önce güvenirliği ve dayanıklılığı test edilerek olası hatalar baştan düzeltilebilir.

CAD/CAM sistemlerinde yüzeyi, bir parçanın kabuğunun matematiksel temsilidir. Parçanın kabuğu (shell) bir çadırın sıkıca bağlanarak gerilmiş bezine benzetilebilir. Bu iki ucu arasındaki eğimli yüzey, yüzlerce düz yüzey ile tanımlanır. Eğri yüzeyleri tanımlamak için kullanılan düz yüzeylerin hesaplanmasında CAM sistemleri, NURBS (Non uniform Rational B-Spline) gibi çeşitli standartlardan yararlanır.

CAD/CAM sistemlerindeki gelişmeler 1950'li yıllarda MIT'ın NC tezgahı üretimi çalışmaları sırasında başladı. MIT, televizyona benzeyen ilk grafik ekranı ( CRT- cathode ray tube) Whirlwind bilgisayara bağlayarak basit resimler üretti. Bunu, en yaygın programlama dili APT'nin (Automatically programmed tools) geliştirilmesi izledi.

Ivan sutherland'ın 1962 yılında tez olarak yayınladığı Sketch pad sistem, CAD'ın kilometre taşıdır. Çeşitli grupların bu tez üzerinde yaptıkları geliştirme çalışmaları sonucu Bilgisayar destekli Tasarım (CAD) kavramı ortaya çıkmış ve kullanılmaya başlanmıştır. 1970 yıllardaki gelişmeler arasında IGES (ınitial Graphics Exchange Speci fication) kullanımı da yer almıştır.

1970'ler ayrıca bilgisayar tasarım uygulamaları olarak bilinir. Turnkey (Hazır) sistemler, tasarımcılara model ve çizim yapabilmeleri için üç boyutlu merkezileştirilmiş veri tabanları sağladı. Bu sistemler başlangıçta tel çerçeve ( wireframe) modellemeye destek vermekte, yüzey (surface) uygulamaları ise kısıtlı kalmaktaydı. Bu nedenle yalnız temel tasarım uygulamaları yapılabilmekteydi, ama endüstrinin gerçek tasarım sorunlarını çözmekten uzaktı.

80'li yıllar CAD/CAM teknolojisinin başını çektiği yıllar olarak sayılabilir. Bu dönemde yeni teoriler ve algoritmalar geliştirildi. Temel hedef, geleceğin fabrikasını kurmak için tasarım ve imalatın değişik öğelerini bütünleştirerek otomasyona geçmekti.