T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ

ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

3 EKSENLĠ CNC TEZGAHI

BĠTĠRME ÇALIġMASI

MEHMET ALĠ YARIMBAġ

179952

VEYSEL GÖKDEMĠR

179978

BAHAR 2011

TRABZON

I

T.C.

KARADENĠZ TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ

MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ

ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

3 EKSENLĠ CNC TEZGAHI

BĠTĠRME ÇALIġMASI

MEHMET ALĠ YARIMBAġ

179952

VEYSEL GÖKDEMĠR

179978

PROF.DR. Ġ. HAKKI ÇAVDAR

BAHAR 2011

TRABZON

II

ÖNSÖZ

Makine imalatçılığının hızla geliştiği bu teknoloji çağında seri üretim oldukça

önemli bir yere sahiptir. Seri üretimin öneminin anlaşılması bilgisayar kontrollü

makinelerin ortaya çıkmasıyla olmuştur. Buradaki en büyük pay CNC(Computer

Numerical Control)'ye aittir. CNC' ler sayesinde her türlü malzemenin istenilen şekilde

kesilmesi sadece dakikalar almaktadır.

3 eksenli CNC tezgahı isimli bitirme projemizde; bir CNC tezgahı hakkında genel

bilgiler , gerçeklediğimiz 3 eksenli CNC tezgahının yapımı ve kullandığımız malzemelerin

özellikleri verilmiştir.

Umarım bu bitirme projesi CNC hakkında çalışma ve uygulama yapmak isteyen

arkadaşlara yardımcı olabilir.

Bu projeyi yapmamız için bizi cesaretlendiren bitirme hocamız Prof.

Dr. İ. Hakkı ÇAVDAR' a ve malzemelerin temininde bize yardımcı olan Naci İSKENDER'

e sonsuz teşekkürlerimizi sunarız.

Mehmet Ali YARIMBAŞ

Veysel GÖKDEMİR

Trabzon, 2011

III

ĠÇĠNDEKĠLER

Sayfa No

ÖNSÖZ……………………………………………………………………... II

İÇİNDEKİLER…………………………………………………………..... III

ÖZET……………………………………………………………………….. VI

ŞEKİLLER DİZİNİ………………………………………………………… VII

RESİMLER DİZİNİ……………………………………………….....…… VII

TABLOLAR DİZİNİ……………………………………..……......……… VIII

KISALTMALAR........…………………………………...………….......... VIII

1. GİRİŞ.............................................…………………….…..…... 1

2. Genel Bilgiler.............................................................................. 2

2.1.1 CNC Tezgahlarının Tarihçesi.....………………… …….…....... 2

2.1.1 Nümerik Kontrolün Tanımı …………………………............… 3

2.2 NC Takım Tezgahları …………………...……………………... 3

2.3 CNC Tezgahların NC Tezgahlara Üstünlükleri........................... 6

2.4 CNC 'nin Endüstriyel Uygulamaları ..............……………..... … 7

2.4.1 İşleme ...........................………………………………………… 7

2.4.2 İmalat ve Kaynak ............................……………………………. 8

2.4.3 Pres İşleri ...........................................................……………….. 8

2.4.4 İnceleme ve Ölçme ....................................................... ......…… 9

2.4.5 Montaj ..........................................……………………………… 9

2.4.6 Malzeme Taşıma..................................................……… ……… 10

3. CNC Tezgahlar ve Geleneksel Tezgahlar ……………………… 10

3.1 CNC Takım Tezgahlarının Avantajları ...………………………. 10

3.2 CNC Takım Tezgahlarının Dezavantajları .……………………. 11

IV

4. CNC Seçim Kriterleri.....………………….………………….… 11

4.1 İhtiyaca Uygunluk ..…………………………………………….. 11

4.2 Hassasiyet Değerlerinin Uzun Yıllar Boyunca Sağlanması … … 12

4.3 Kullanma Kolaylığı …………………………………………….. 12

4.4 Proses Kontrolü ve İzlenilebilirlik ……………………………... 13

4.5 Yapılan İşlerin Kontrolü (Süper Kontrol)………………………. 14

4.6 Tezgahın Güvenirliği .....……………………………………….. 14

4.7 Geri Ödeme Süresi.........………………………………………... 15

4.8 Eğitim, Servis ve Yedek Parça Temininde Süreklilik ………..... 16

4.9 Konstrüksiyon Özellikleri ..........................…………………….. 16

5. CNC Tasarımı ve Gerçeklemesi...……………………………… 17

5.1 CNC Tezgah Tipinin Seçilmesi……………………………….... 17

5.2 CNC Parçalarının Tanıtılması ………………………………….. 18

5.2.1 Vidalı Mil ve Flanşlı Somun …………………............……….... 19

5.2.2 İndüksiyon Mili, Lineer Rulman ve Bağlantı Parçaları ….......... 20

5.2.3 Motor ve Sürücü Seçimi ……………………………………….. 21

5.2.4 Trafo ve Besleme Kartı …………………………........................ 23

5.2.5 Sürücü Kartının Hazırlanması ………………………………….. 26

5.2.6 MACH3 Programı …………………………………………….... 28

6. SONUÇLAR…………………………………………………..... 31

KAYNAK LAR ……………………………....................……………....... 32

EKLER ………………………………………………………….............. 33

Ek 1 4.5Nm motor özellikleri …………………………....................... 34

Ek 2 3Nm motor özellikleri ………………………………….............. 35

Ek 3 Dremel 300 el motoru özellikleri ……………………………..... 36

Ek 4 7.8A step motor sürücüsü özellikleri ………………………....... 37

Ek 5 4.2A step motor sürücüsü özellikleri …………………………... 38

Ek 6 74LS09 AND kapısı özellikleri ……………………………....... 39

V

Ek 7 CNC fotoğrafları-1……………………………………................ 40

Ek 8 CNC fotoğrafları-2…………….................................................... 41

Ek 9 CNC fotoğrafları-3………………………………........................ 42

Ek 10 CNC fotoğrafları-4…………………………................................ 43

Ek 11 CNC fotoğrafları-5…....……………………………………….... 44

VI

ÖZET

Bu projede; CNC tezgahların insan hayatına girişi, CNC tezgahların gerekliliği ve

yaptığımız CNC tezgahı uygulamasına yer verilmiştir.

CNC tezgahının seçim kriterlerine değinilmiştir. CNC tezgahının diğer tezgahlara

göre avantajları ve dezavantajları tartışılmıştır. Ayrıca bir NC(Numerical control) ve CNC

tezgahının özellikleri karşılaştırılmıştır.

Uygulama olarak yapılan CNC tezgahının parçaları hakkında bilgi verilmiştir.

CNC' nin çalıştırılmasında kullanılan ara yüz programı olan MACH3 hakkında genel

bilgiler anlatılmıştır.

VII

ġEKĠLLER DĠZĠNĠ

Şekil 5.1 3 Eksenli CNC tezgahının görünüşü ................................................................ 18

Şekil 5.2 Genel devre....................................................................................................... 22

Şekil 5.3 Özel sarımlı trafonun yapısı ............................................................................. 23

Şekil 5.4 Besleme kartı genel görünümü ......................................................................... 24

Şekil 5.5 Besleme kartı PCB görünümü .......................................................................... 25

Şekil 5.6 Kontrol kartı genel görünümü .......................................................................... 26

Şekil 5.7 Kontrol kartı PCB görünümü ........................................................................... 27

Şekil 5.8 Paralel port uçları ............................................................................................. 28

RESĠMLER DĠZĠNĠ

Resim 2. 1 NC takım tezgahları ......................................................................................... 4

Resim 2. 2 CNC torna tezgahı ........................................................................................... 8

Resim 5. 1 Vidalı mil ....................................................................................................... 19

Resim 5. 2 Flanşlı somun ................................................................................................ 20

Resim 5. 3 Lineer rulman ................................................................................................ 20

Resim 5. 4 İndüksiyon mili.............................................................................................. 20

Resim 5. 5 Çeşitli boyutta kaplinler ................................................................................ 21

Resim 5. 6 Mil bağlantı ucu ve yataklama ...................................................................... 21

Resim 5. 7 Mach3 programı arayüzü............................................................................... 29

Resim 5. 8 Ölçü birimi belirleme .................................................................................... 29

Resim 5. 9 Eksenlerin seçimi .......................................................................................... 30

Resim 5. 10 Motorların hız ve ivme ayarı ....................................................................... 30

Sayfa No

Sayfa No

VIII

TABLOLAR DĠZĠNĠ

Tablo 5.1 Vidalı mil ve Flanşlı somunun katalog değerleri ............................................ 19

KISALTMALAR

CNC Computer Numerical Control (Bilgisayar numerik kontrol)

NC Numerical Control (Nümerik kontrol)

AC Alternative Current (Alternetif akım)

DC Direct Current (Doğru akım)

V Volt

A Amper

Nm Newton metre

d Vidanın diş dibi çapı

ROM Read Only Memory(Salt okunur bellek)

MIT Massachusetts Institute of Technology (Massachusetts Teknoloji Üniversitesi)

MCU Machine Control Unit(Makine kontrol ünitesi)

CMM Coordinate Measurement Machine (Koordinat ölçme makinesi)

CAM Computer Aided Manufactoring (Bilgisayar destekli imalat)

Sayfa No

1

1. GĠRĠġ

Tarih boyunca, teknolojiyi takip eden, teknolojiye yatırım yapıp, teknolojiyi

ilerleten devletler gelişmiş, diğerleri ise sürekli tüketici olmaktan kurtulamamış ve

zamanla ekonomik bağımsızlıklarını kaybetmişlerdir.

Bilgisayarların akıl almaz bir hızda gelişmelerinin sonucunda tasarımlar çok hızlı

değişmekte, otomobil gibi çok kompleks olan makineler bile her an yeni tasarımlarıyla

piyasaya çıkmaktadırlar. Bu hızlandırılmış tasarım süreci, imalatı da bu hıza ayak

uydurmaya zorlamış ve CNC makineleri de yaygınlaşmaya başlamıştır. Tamamen

bilgisayar kontrollü olarak çalışan CNC' ler tasarlanan bir parçanın birkaç saat içinde

örneğini elinizde tutuyor olabilmenizi sağlar ki, bu tasarımın geliştirilebilmesi ve test

edilebilmesi için inanılmaz bir fayda sağlamaktadır. Tabii ki seri üretimdeki bir parçanın

hassas ve hızlı üretilmesini sağlaması da diğer çok büyük bir faydasıdır. Bu bitirme

çalışmasında seri üretim için çok önemli bir eleman olan CNC makinelerine yer

verilecektir.

2

2.GENEL BĠLGĠLER

2.1.1. CNC Tezgahlarının Tarihçesi

Sayısal tezgahların ortaya çıkmasında ve gelişmesinde iki ana faktör vardır.

1. Havacılık endüstrisinin ihtiyaçlarının artması

2. Bilgisayar teknolojisindeki büyük gelişmeler

Havacılık endüstrisinde kullanılan parçaların çoğu,ince ayrıntılara sahiptir.

Talaşlı işleme açısından bu durum üretimin hızını düşürdüğü gibi ölçü ve geometri

tamlığı yönünden de sorunlar ve engeller yaratır. Bu sorunlar ve engeller değişik bir

sistemle denetlenebilen takım tezgahlarının geliştirilmesi zorunluluğunu doğurmuştur.

Sayısal denetimli tezgahların üzerinde çalışılmaya başlanması da helikopter

pervanelerinin üretiminin hızlandırılması zorunluluğundan kaynaklanmıştır. ABD'deki

Parsons şirketi 1947 yılında bir bilgisayarı koordinat delik tezgahında kullanarak bu

yolda ilk adımı atmıştır.

Havacılık endüstrisindeki hızlı gelişmeler, kullanılan malzemelerin türünde ve

parçaların biçiminde sık sık değişiklikler yapılmasını gerektirmiştir. Bunun yanı sıra,

parçaların geometrileri daha çarpıklaşmış ve ince ayrıntılar artmıştır. Dolayısıyla, ölçü

ve geometri tamlığı gerektiren yöntemlerin araştırılması büyük önem kazanmıştır.

Amerikan hava kuvvetlerinin talimatıyla ilk çalışmalar Parsons şirketi ile MIT

(Massachusetts Institute of Technology) işbirliği ile 1949 yılında MIT 'nin Servo -

mekanizmalar laboratuarında başladı. Daha sonraki çalışmaları MIT tek başına

yürütmüştür ve 1952 yılında ilk prototip takım tezgahını ortaya çıkarmıştır. Prototip

tezgaha Numerical control(NC ) takım tezgahı adı verilmiştir. Cincinatti Hydrotel dik

frezesinin üç eksende sayısal kodlu komutlarla denetlenebilmesi takım tezgahları

teknolojisinde bir evrimin öncüsü olmuştur.

İlk sayısal denetimli tezgahlar radyo lambaları, röleler ve karışık makine kontrol

birimleriyle donatılmıştı. Daha sonra elektronik teknolojisindeki gelişmelerle

transistorlu devrelere geçilmiştir. Sayısal denetim teknolojisindeki sıçrama entegre

devrelerin ortaya çıkmasıyla olmuştur. Artan kapasiteye karşılık bilgisayarların

boyutları küçülmüş ve maliyetleri azalmıştır. Bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler

sayısal denetimli tezgahlara da yansımış ve üçüncü nesil tezgahlarda, mini bilgisayar

tezgahın kontrolünü üstlenmiştir. ROM (Read Only Memory) teknolojisiyle programlar

3

bilgisayarın belleğine sürekli yerleştirilmiş ve sayısal denetim bilgisayara aktarılmıştır.

Bu takım tezgahları Computer Numeric Control (CNC) olarak anılırlar.

2.1.2. Nümerik Kontrolün Tanımı

Nümerik kontrol (NC) , elektronik kontrol sistemleri aracılığı ile harekete

geçiren ve bir dizi sayı ile belirtilen talimatlarla, tezgah hareketlerinin ve diğer değişik

işlevlerinin kontrolünü tanımlayan bir terimdir.

Bilgisayar destekli nümerik kontrol ise (CNC) kontrol sistemini bir bilgisayar

yardımıyla kullanmaktır. Nümerik kontrol; ağaç işleme, kaynak, alevle kesme, levha

şekillendirme, gibi çok geniş imalat işlemlerinde kullanılmaktadır. Fakat burada

nümerik kontrollü tezgahların özellikle başarılı ve yaygın olarak kullanıldığı delme,

tornalama ve frezeleme gibi genel atölye işlemlerine uygulanmasından bahsedilecektir.

2.2. NC Takım Tezgahları

CNC takım tezgahlarından önce NC takım tezgahları özetlenilip, CNC tezgahları

anlatılacaktır. Nümerik Kontrol (NC) metal ve diğer tür malzemelerin talaş kaldırmak

suretiyle işlenmesinde kullanılan her türlü takım tezgahında yaygın olarak

uygulanmaktadır. Bu tezgahlardan bazıları şunlardır:

• Torna tezgahı (lathe Machine)

• Freze tezgahı(Miling Machine)

• Matkap tezgahı (Drilling Machine)

• Borlama Tezgahı (Boring Machine)

• Taşlama Tezgahı (Grinding Machine)

Bütün NC takım tezgahlarının (Resim 2.1) kendilerine özgü kapasite, operasyon

yetenekleri ve bir takım karakteristik özellikleri vardır. Bu nedenle tezgahın sahip

olmadığı hiçbir işleme özelliği o tezgaha yaptırılamaz.

4

Resim 2.1 NC takım tezgahları

NC takım tezgahlarında hafıza bulunmadığından bu tür tezgahlarda blok verileri

sıra ile okunur ve işleme konulur. Bir iş parçasının imalatı esnasında tezgahın kontrol

ünitesi (Machine Control Unit) bir bloktaki bütün verileri okur ve tezgahta gereken işlem

operasyonlarını yerine getirir. Operasyonlar tamamlandıktan sonra bir sonraki bloğa

geçirilir. Bu işlem sırasıyla program sonuna kadar devam eder. Parça programları standart

kağıt şerit üzerindeki yer ve diziliş şekillerine göre farklı nümerik (sayısal) ve alfa

nümerik (alfa sayısal) değer ve anlamları vardır.

CNC takım tezgahlarının fiziksel tasarım ve konstrüksiyonları NC tezgahların

aynıdır. Ancak NC takım tezgahlarında yapılmaları pratikte mümkün ve ekonomik

olmayan bir dizi fonksiyonel özellikler bu tür tezgahlara ilave edilmiştir.

Bu özellikler şunlardır;

• Tezgaha yüklenmiş olan parça programları, kontrol ünitesi hafızasında saklanabilir,

buradan çağrılarak defalarca işletilir.

• Tezgah kontrol ünitesini besleyen özel bir güç kaynağı mevcuttur. Tezgahın enerjisi

kesilse bile program vb. veriler muhafaza edilir.

• Parça programı üzerinde yapılması düşünülen değişiklikler istenildiği anda ve

kolaylıkla yapılır. Değiştirilmiş olan program son şekliyle hem işletilir hem de hafızada

saklanır.

5

• Bazı rutin operasyonlar program içerisinde döngüler (Cycles) şeklinde tanımlanır ve

gerekli yerlerde kullanılır. (Delik delme, delik büyütme, dikdörtgen cep frezeleme,

kademeli ve konik tornalama, radyus tornalama vb. )

• Bir iş parçası üzerinde döngüler dışındaki tekrarlanması gereken operasyonların

programlama (ana program (Main Program)) içerisinde bir kez yazılır ve Alt Program

(Sub Program) adıyla isimlendirilirler. Ana programın uygulanması sırasında bu alt

programlar gerekli yerlerde çağrılarak işlem tamamlanır. Buna örnek olarak ADANA

yazısının programını verebiliriz. Burada A harfi için bir alt program yazılır. Ancak bu

program farklı X mesafesinde sadece koordinat tanımlamaları yapılmak suretiyle

uygulanır. Böylece normal program %40 daha kısaltılmış olur.

• Bir parçanın programı yazıldığında normal olarak belirli tür ve çaptaki kesicilere işlenir.

Programlama esnasında kesici çapının dikkate alınarak bazı belirli ölçüsel

kaydırmaların yapılması gerekir. Halbuki kesici telafisi (Cutter Compensation) kolaylığı

ile bu kaydırmalar CNC kontrol ünitesi (CNC Control Unit) tarafından programın

işletimi esnasında yapılır. Kullanılan kesici kırıldığında ve aynı çapta başka bir kesici

bulunamadığı durumlarda farklı çaptaki kesici ile programa kalınan yerden devam

edebilme kolaylığı sağlar. Kontrol ünitesi yeni kesicinin çapına göre gerekli ölçüsel

kaydırmaları yapar.

• Bilgisayar sayesinde konum değiştirmeler, devir sayısı ve ilerlemelerde optimum

değerlere ulaşır. Bunun sonucu olarak CNC takım tezgahlarında ideal çalışma koşulları

sağlanmış olur. Alın tornalama işleminde iş parçasının çapı sürekli olarak değiştiğinden

buna bağlı olarak devir sayısının da değişmesi gerekir (Constant Surface Speed). Sonuç

olarak elde edilen yüzey kalitesi ve hassasiyet konvansiyel tezgahlara (Conventional

Machines) kıyaslanmayacak derecede iyidir.

• CNC kontrol ünitesinde bilgisayar kullanımı sonucu diğer pek çok bilgisayar ve

sistemleriyle iletişim kurabilme avantajına sahiptir.

6

• Parça imalatına geçilmeden önce görüntü ünitesi (Visual Display Unit) yardımıyla

grafik olarak parça programının benzetimi mümkündür.

• Kesici aletlerin değiştirilmeleri her hangi bir manüel müdahale olmaksızın yapılır.

Bunun için dönerli taretler (Rotery Turrets) yada paletli kesici magazinleri kullanılır.

2.3. CNC Tezgahların NC Tezgahlara Üstünlükleri

CNC tezgahların, NC tezgahlarda yerine getirilmesi imkansız olan, ekonomik

ve pratik olmayan bazı kontrol özellikleri şunlardır:

a) Belleğe alınmış program: Parça programları tezgahın belleğine depolanabilir.

Gerektiğinde tekrar kullanılabilir. Elektrik kesintileri veya tezgahın kapatılması

durumlarında bile bu programlar kaybolmaz.

b) Düzeltme kolaylıkları: Bellekteki parça programı üzerinde düzeltmeler

yapılabilir. Yapılan bu düzeltmeler tezgah belleğine depolanabilir ve

düzeltilmiş haliyle tekrar saklanabilir.

c) Depolanmış şekiller: Frezede bölme dairesinde bulunan delikler, cepler açmak,

delmek ve vida açmak gibi tekrarlanan işlemlerdeki sıradan işler depolanabilir ve

gerektiğinde tekrar kullanılabilir. Bu şekilde sadece parametreleri belirterek, kaba

işleme, işlem başlatma gibi işlemler, bilgisayar tarafından hesaplanıp gereken

hareketler yapılır.

d) Alt programlar: Tekrar edilen işlem sıraları için alt programlar hazırlanır ve

gerektiğinde tekrar kullanılabilir. Bu özellik tekrar edilen şekiller için kullanılabilir.

Örn: Aynı özellikteki deliklerin delinmesi.

e) Geliştirilmiş kesici kompanzasyonu: CNC tezgahlarda kullanılan kesicinin gerçek

boyutu önceden hesaplanan boyutundan farklı olabilir. Bu farkı kapatmak için

tezgah kompanzasyon ve kaymalara izin verir. Böylece kesici aşındığında ve

kırıldığında yerine takılan yeni kesici ile devam edilebilir.

7

f) Optimize edilmiş işletme şartları: İşleme şartları kontrol tarafından sürekli izlenir.

Örneğin sırt tornalamada talaş kaldırdıkça parça çapı değişir. Bu durumda CNC

tezgahı otomatik olarak ilerlemeyi ayarlar.

g) Haberleşme sistemi: CNC kontrol birimleri birbiri ile ve ana bilgisayar ile

haberleşme halindedir. Parça programları ana bilgisayarda hazırlanıp CNC kontrol

birimlerine aktarılabilir.

h) Program kontrol sistemleri: Birçok modern kontrol sistemi, parça programlarının

simülasyonunu yapıp işleme yapmadan parçanın şekli görülebilir.

i) Teşhis : Birçok modern CNC tezgahı elektronik operasyonlarını kendi kendine

kontrol edebilir. Tezgahta ters giden bir şeyler olduğunda bu tezgah

monitöründen görülüp zamanında müdahale yapılabilir.

j) Yönetim bilgisi: CNC sistemleri ana bilgisayardaki hemen hemen bütün

fonksiyonları kontrol ettiğinden tezgahın kullanımı ile ilgili bilgilere erişilebilir,

kaydedilebilir ve paylaşılabilir.

Ayrıca birçok modern CNC tezgahı ayrıca operatörün ilgilenmesine gerek kalmadan

otomatik olarak takım değiştirir. [1]

2.4. CNC' nin Endüstriyel Uygulamaları [2]

2.4.1. ĠĢleme

Şüphesiz CNC 'nin en büyük kullanım alanı imalat alanıdır. Zaten ilk CNC

tezgahının ortaya çıkması da ortaya çıkan işleme problemine bir cevaptı. CNC ' nin bu

alandaki etkisi o kadar büyüktür ki potansiyelinden faydalanmak için yeni, devrim

yaratan takım tezgahları geliştirilmiştir. Torna tezgahları(Resim 2.2) veya işleme

merkezleri gibi tezgahlar tek ayarlama ile birçok işlemi yapabilmektedir. Bunun dışında

bu tezgahların gelişmesi, üretimin organize edildiği yeni fikirler ortaya atmaktadır.

İşleme hücreleri, Esnek imalat sistemleri, Entegre üretim gibi sistemler CNC etkisinden

dolayı ortaya çıkan fikirlerdir.

8

CNC kontrolü, işleme teknolojisinde torna ve freze ile de sınırlı değildir. Taşlama

ve elektro-erozyon (EDM) gibi diğer pek çok üretim yönteminde de CNC tezgahlardan

faydalanabilmektedir.

Resim 2.2 CNC torna tezgahı

2.4.2. Ġmalat ve Kaynak

Parça işleme faaliyetlerinin arkasından üretim ve kaynak uygulamaları gelir.

CNC temel olarak kontrollü bir işleme değil, kontrollü bir makine olduğundan

makinenin ne olduğu çok önemli değildir.

Plaka parçaların kesilmesinde asetilen, plazma, lazer veya su jeti

kullanılmasında rahatlıkla CNC teknolojisinden faydalanılabilir. Ancak robotlu

kaynak tekniklerinin esas uygulamaları daha fazla alternatif sunmaktadır. CNC ile

kaynak teknolojisi, otomobillerin seri şekilde üretilmesi, beyaz eşyaların gövdelerinin

birleştirilmesi gibi işlerde başarıyla kullanılmaktadır. Katlama veya sac kesme

makineleri, boru bükme makineleri CNC' nin uygulama alanlarındandır.

2.4.3. Pres ĠĢleri

CNC uygulamalarına destek ve paralel olarak delme çentik açma ve oyma

uygulamaları CNC kontrollü olarak yapılabilmektedir.

9

Boşaltma ve delme: sac malzemeye uygun işlemlerdir. Burada malzemeden

delinen kısım atılır, geri kalan kısım kullanılır.

Çentik ve oyma: Bu tür uygulamalarda ise cihaz ileri geri giden bir zımbadan

ibarettir. Bu işlem, sac malzemesine delik veya karmaşık şekilli oymalar işlenmek

istendiğinde kullanılır.

Zımbalama ve delme: CNC için ideal uygulamalardır. Basit standart bir zımba

kullanarak basit bir şekilden karmalık bir şekle kadar çeşitli delme işlemlerinde

kullanılır. Birçok durumda sac malzemeden maksimum miktarda parça çıkarmak için

bilgisayardan faydalanabilir. Bu maksimum miktarda parçayı sac malzemenin

üzerinde gösteren şemaya "yuvalama" (Nesting) denir. CNC pres tezgahı çok zaman

alan bu şemanın çizimini otomatik olarak yapabilir.

2.4.4. Ġnceleme ve Ölçme

CNC tezgahlarla karmaşık parçaları üretebileceğimiz gibi karmaşık şekilli

parçaların geometrilerinin incelenmesi ve ölçülmesi de yapılabilir.

3 boyutlu koordinat ölçme makineleri (CMM) bu amaçla kullanılmaktadırlar.

Bu makineler sadece tek parçaları değil, aynı zamanda monte edilmiş parçaları da

sondalama ile ölçebilir ve diğer ölçümlerle karşılaştırabilir. Bazı şartlarda tezgahtan

çıkan ilk parça ölçüldükten sonra elde edilen sonuçlar, kesicinin hareketlerini otomatik

olarak ayarlayabilir. Böylece CNC tezgahına elle müdahale ortadan kalkar.

2.4.5. Montaj

CNC montaj tezgahları, X ve Y koordinatlarını kullanarak yatay bir düzlemde

parçaların bağlanması gereken yerlere monte ederek robotlara alternatif olabilir.

Bu tezgahlara en belirgin örnek, elektronik endüstrisinde belirli parça ve entegre

devrelerinin bir baskılı devre plakası üzerine takılmalarıdır. Operasyon hızı ve

programlama kolaylığı robotların sunduğu esnekliğe göre daha önemli gelir. Diğer

bir örnek de motorlu araçların kablo takımlarının monte edilmesidir. Burada farklı

uzunluk ve renkteki teller daha önce belirlenmiş pim ve yollardan geçirilmelidir. Bunu

10

elle yapmak zor ve sıkıcıdır. Bunun için burada da CNC kontrolü ile bu tellerin ve

pimlerin geçirilmesi yapılabilir.

2.4.6. Malzeme TaĢıma

Malzeme taşımasında kullanılan CNC tezgahlar, endüstriyel robotlar

şeklindedir. Robotlar, CNC uygulaması gibi düşünülmemesine rağmen programlama

ve kontrol bakımından çok yakındır.

3. CNC Tezgahlar ve Geleneksel Tezgahlar

CNC tezgahları aşağıdaki amaçlar doğrultusunda geliştirilmiştir:

1- Üretimin hızlandırılması ve birim maliyetinin azaltılması

2- İşlenmesi zor olan parçaların üretiminin kolaylaştırılması

3- Tekrarlayan parçaların boyutsal ve geometrik tamlığının daha yakından kontrol

edilebilmesi

4- Geleneksel yöntemlerle işlenmesi mümkün olmayan parçaların üretilebilmesi

CNC tezgahların kullanımına karar vermeden önce bu tezgahların avantaj ve

dezavantajlarının dikkate alınarak incelenmesi gerekir. Genel bir fikir edinilmesi için

bu avantaj ve dezavantajların bir bölümü aşağıda sıralanmıştır.

3.1. CNC Takım Tezgahlarının Avantajları

• Konvansiyonel tezgahlarda kullanılan bazı bağlama kalıp, mastar vb. elemanlarla

kıyaslandığı zaman tezgahın ayarlama zamanı çok kısadır.

• Ayarlama, ölçü, kontrolü, manüel hareket vb. nedenlerle oluşan zaman kayıpları

ortadan kalkmıştır.

• İnsan faktörünün imalatta fazla etkili olmamasından dolayı seri ve hassas imalat

mümkündür.

• Kalifiye operatör ihtiyacına gerek yoktur.

• Tezgah operasyonları yüksek bir hassasiyete sahiptir.

• Tezgahın çalışma temposu her zaman yüksek ve aynıdır.

• Her türlü sarfiyat (elektrik, emek, malzeme vb.) asgariye indirgenmiştir.

11

• İmalatta operatörden kaynaklanacak her türlü kişisel hatalar ortadan kalkmıştır.

• Kalıp, mastar, şablon vb. pahalı elemanlardan faydalanılmadığı için sistem daha

ucuzdur.

• Depolamada daha az yere gerek vardır.

• Parça imalatına geçiş daha süratlidir.

• Parça üzerinde yapılacak değişiklikler sadece programın ilgili bölümünde ve tamamı

değiştirilmeden seri olarak yapılır. Bu nedenle CNC takım tezgahlarıyla yapılan imalat

büyük bir esnekliğe sahiptir.

3.2. CNC Takım Tezgahlarının Dezavantajları

Her sistemde olduğu gibi CNC tezgah ve sistemlerinin avantajları yanında bazı

dezavantajları mevcuttur. Bunlar şunlardır;

• Detaylı bir imalat planı gereklidir.

• Pahalı bir yatırımı gerektirir.

• Tezgahın saat ücreti yüksektir.

• Konvansiyonel tezgahlara kıyaslandığında daha titiz kullanım ve bakım isterler.

• Kesme hızları yüksektir ve kaliteli kesicilerin kullanılması gerekir.

• Periyodik bakımları uzman ve yetkili kişiler tarafından düzenli olarak yapılmalıdır.

4. CNC Seçim Kriterleri ( 1 )

İşleme Merkezleri özellikleri sebebiyle önem arz ederler. Bu çok marifetli, yüksek

kapasiteli, uzun ömürlü ve sonuçta pahalı tezgahların seçimi itina ile yapılmalı, hiçbir

özelliği şansa bırakılmamalıdır. İşleme Merkezi Seçim Kriterleri satıcı açısından değil de

İşletmeci açısından bakıldığında aşağıdaki sınıflara ayrılarak incelenebilir.

4.1. Ġhtiyaca Uygunluk

Gerekli talaşlı işleme boyutları, iş mili devri, motor gücü ve torku, tablanın

taşıyabileceği ağırlık (aparat + parça ağırlığı), magazine konulan takım adedi, gereken

azami takım çapı ve uzunluğu, konum hassasiyeti ve tekrarlanabilirlik hassasiyeti iş

parçası resminde gösterilen istekleri karşılamalıdır.

1 ( Bölüm 2.6 ) Erer, H, ( 2002 ) " CNC işleme merkezleri tezgahlarının seçim kriterleri" , İstanbul

12

İşlenecek malzeme cinsi, yaş veya kuru kesme şartları, çevre sıcaklığı, elektrik

akımının stabilizesi gibi dış faktörler tezgah performansını etkilediği için başlangıçta

bunlara göre tedbir alınır. Kullanılacak kesici takım ve uçların özellikleri tezgah özellikleri

ile örtüşmelidir.

4.2. Hassasiyet Değerlerinin Uzun Yıllar Boyunca Sağlanması

Tezgah satın alındığında imalatçı tarafından yapılan hassasiyet testi değerlerini

gösteren onaylı test sertifikası ile birlikte gelir. Tezgah kurulduktan sonra aynı testler

tekrarlandığında bu sertifikada garanti edilen hassaslık değerlerine uygun sonuçlar elde

edilmelidir. Öte yandan imalatçının önerdiği bakım programına uyulmaz ise hassasiyetin

sürekli elde edilmesi beklenmemelidir.

CNC tezgahların konvansiyonel tezgahlara nispetle fevkalade yüklü çalıştırıldığı

bir hakikattir. Zira CNC tezgahı pahalı bir yatırımdır ve yatırımın makul bir sürede geri

dönmesi bakımından 2 veya 3 vardiya çalıştırılması gerekir. İşleme sürelerini kısaltmak

için yüksek kesme hızları ve ağır talaş pasoları kullanılır.Böylece tezgah gövdesinin,

yatakların, bilyeli vidalı millerin, ana motorun, iş mili yapısının ve genelde tüm diğer

mekanik aksamın büyük zorlamalara dayanması, ayrıca mikronlar mertebesindeki

başlangıç hassasiyetini uzun yıllar ilk günkü seviyesinde muhafaza etmesi beklenir.

Tezgah seçilirken edinim bedelinden daha önemli olan husus, onun ilk günkü hassasiyetini

uzun yıllar muhafaza etmesidir. Zira ucuz bir tezgah bir yıl sonra hassas işleri

yapamayacak duruma geliyorsa, sadece kaba işlemeleri yapabiliyorsa aslında çok pahalı

bir tezgahtır.

Buna karşı daha pahalı fakat hassasiyetini örneğin on veya on beş yıl muhafaza

eden, arıza sebebiyle durmayan, yedek parçası daima ve çabucak temin edilebilen bir

tezgah çok iyi bir yatırımdır.

4.3. Kullanma Kolaylığı

Aşina olmayan kişiler için İşleme Merkezi karmaşık ve işletilmesi zor bir tezgah

olarak algılanabilir. Aslında tezgahın karmaşık bir yapıya sahip olduğu doğrudur. Farklı

disiplinlerin meyveleri (mekanik, elektrik, elektronik, pnömatik, hidrolik elemanlar,

bilgisayar donanımı ve nihayet yazılım) bir araya getirilerek belli bir harmoni içinde

çalıştırılmaktadır. Ancak görüntüdeki bu karmaşıklık tezgahın kullanılmasını zorlaştırmaz,

aksine kolaylaştırır.

13

Modern CNC tezgahları operatöre yol gösteren, programlama faaliyetlerini basite

indirgeyen yazılımlarla teçhiz edilmişlerdir. Burada amaçlanan az tecrübeli (dolayısıyla

temini kolay ve ucuz) operatörlerin, kısa zamanda ve tezgahın durmasına gerek olmadan

parça işleme programını yapması, ekranda simüle etmesi, uygun ise tezgaha ham parçayı

yükleyerek işlemesidir.

Bunu yapabilen programlar aslında fevkalade sofistike yazılımlar olup, tezgah

bilgisayarında kullanılan çipler de bu yazılımlara uygun ve özel olarak üretilmiştir.

Tezgahın programlamada kullanılan diyalog programlarından birisine ve ayrıca ekranda

simulasyon kabiliyetine sahip olması şarttır.

Tezgah üzerinde yapılan programların diskete alınarak saklanması için Floppy

disket sürücüsü ve Ofis Bilgisayarı bağlantısı için RS 232-C portu bulunması istenir.

Tezgah bilgisayarı ofislerde kullanılan bilgisayarlara hiç benzemez. Yağlı ve kirli

ortamlar, su ve nem, sarsıntı ve titreşim, manyetik alan gibi dış etkenler tezgah

bilgisayarını normal fonksiyonlarını icra etmekten alıkoymamalıdır.

Birçok CNC tezgahının yakınında kaynak yapıldığında ve hatta cep telefonuyla

konuşulduğunda tezgah bilgisayarı elektromanyetik alan (transient signal) sebebiyle yanlış

komut vermekte ve tezgah kendiliğinden bindirmekte ve iş durmaktadır. Hatta fırtınalı

havalarda çakan şimşekler ve düşen yıldırımlar dahi tezgahın program dışı saçma sapan

hareketler yapmasına yol açabilir. (bu konuda aktüel bir örnek cep telefonlarının

şehirlerarası otobüslerin ve üst seviye otomobillerin ABS fren devrelerinde ortaya

çıkardığı bozulmalardır) İşin kötüsü ne operatör ne de tezgahın sahibi tezgahın neden

bindirdiğini çözemez. Sonuç yüklü tamir bakım giderleri ve yedek parça masraflarının

yanında işin uzunca bir süre durmasıdır.

Bunun tek çaresi tezgah kumanda devrelerinde elektriksel, manyetik veya

elektromanyetik alanların tesirini sıfırlayacak koruyucu tertibatların kullanılmış olmasıdır.

Bu tedbirlerin tezgah imalatçısı tarafından tasarlanması, alınması ve uygulanması

arızaların pek çoğunun ortaya çıkmadan önlenmesini ve rantabl bir tezgah işletmesini

sağlar. Her birinin patenti alınmış olan bu tedbirler pek çoktur ve bir örnek olarak tezgah

kumanda devrelerinde fiber optik kablolama kullanılması gösterilebilir. Fiber optik sistem

modüle edilmiş kızılötesi ışınla çalıştığından elektrik ve elektromanyetik alanlardan

etkilenmez.

14

4.4. Proses Kontrolü ve Ġzlenilebilirlik

Modern endüstriyel yöntemler kalitenin üretim sırasında yaratılmasını emreder.

Kalite Kontrolü mefhumu terk edilmiştir. Yeni kural Kalite Güvencedir. CNC İşleme

Merkezi tam bu kavramı sağlayacak özelliklere sahiptir. Tezgah bilgisayarı programcının

(veya CAM yazılımının) girdiği veriyi işleyerek iş parçasının teknik resimde gösterilen

özelliklere uygun olmasını sağlar, kontrol eder, düzeltir. Bu işlemleri ilk parçadan itibaren

devamlı tekrarlar. Kalite güvence için gereken girdileri hazırlar ve istenen bilgisayara

gönderir.

Bu anlatılandan çıkan sonuç, İşleme Merkezi denilen makinenin görevinin sadece

iş parçasını işlemek olmayıp onun kalite güvence mefhumuna uygun olmasının garanti

altına alınmasıdır. İşte bu nokta, CNC tezgahlarını diğer tezgahlardan ayıran ve üstün kılan

özelliktir.

Örneğin araçlarda kullanılan ve emniyet parçası olarak sınıflandırılan bazı

parçaların üretim sırasında vaki işleme şartlarının kayıtlarının on yıl veya daha uzun

süreyle muhafaza edilmesi kanun gereğidir. Bu gereksinim CNC İşleme Merkezi

kullanıldığında kendiliğinden karşılanır.

4.5. Yapılan Ġşlerin Kontrolü (Süper Kontrol)

Gerek tezgahın boşta geçen zamanları gerekse operatörün vardiya süresinde ne

kadar zaman boyunca çalıştığı tezgah bilgisayarının hafızasına kaydedilir ve istendiğinde

çağrılarak ekranda görülür veya printerda bastırılır. Örneğin dün veya evvelki gün,

tezgahın iş milinin kaç saat döndüğü, kaç adet parça işlediği, kaç dakika cereyan kesildiği,

operatörün tezgahın başından kaç dakika ayrıldığı, tezgahın hammadde yokluğu sebebiyle

kaç dakika atıl durduğu, kaç dakika takım ölçme ve ayarlanmasına sarf edildiği, kaç

dakika bakım yapıldığı ve buna benzer bir çok bilgiyi tezgah bilgisayarından öğrenmek,

diske kaydetmek veya RS232 den kabloyla ofis bilgisayarına taşımak mümkün ve

fevkalade faydalıdır.

Bilgiler yazılı olduğundan atölye sorumlusu, operatörün işe geç başlaması veya

erken bırakması veyahut belirlenen performansı sağlamaması durumunda derhal gereken

tedbirleri alacaktır.

15

4.6. Tezgahın Güvenirliği

İşletmeci için bir siparişin zamanında yetişmesine bütün birimlerin çaba harcadığı

bir sırada üretim tezgahının arızalanması kadar can sıkıcı bir olay yoktur. Günümüzde tam

zamanında üretim (Just in time) ihtiyaçları sebebiyle tezgah güvenirliği önem sırasında

yukarılara tırmanmıştır. Eğer tezgahınız arızalı ise ve bir aydan bu yana parça bekliyorsa

işinizi kaybetmeniz olasıdır. Yedek parça stoklamak bir çözüm olabilir ama büyük mali

kaynak gerektirir.

Tezgah üreticileri hatasız tasarım ve kaliteli üretim ile yeterli derecede güvenli

tezgah üretebilirler. Buna geçmiş yılların tecrübelerini ve dünyanın çeşitli bölgelerinde

çok farklı iş sahalarında çalışan müşterilerden toplanan bilgileri ekleyerek mükemmele

yakın tezgahlar çıkarırlar.

Patentlerle korunan innovasyonlar gelişmenin sürekliliğini sağlar. İyi incelenmiş

müşteri talepleri teknolojik bilginin kaynağıdır. Firma içi sürekli eğitimler bilgiyi tezgah

üreticisine bağlayarak innovasyonları destekler. Bu sebeplerden dolayı İşleme Merkezi

seçiminde üretici firmanın kimliği ve referansları fevkalade öne çıkar.

Mekatronik kelimesi, mekanik ve elektronik aksamın birbiri için en uygun tarzda

tasarlanmış ve yapılmış olmasını içerir. Bazı tezgah imalatçıları motorları, enkoderleri,

elektrik kumanda ve enerji panolarını piyasadan satın alarak kendi yaptıkları mekanik

sistemlere ilave ederler. Böyle tezgahlarda bir arıza ortaya çıktığında mekanik imalatçısı

ile elektronik imalatçısı ve elektrikli aletlerin imalatçısı suçu birbirine atarlar, fakat bu

arada tezgah sahibinin işi durur.

Bu sebeple tezgah seçiminde mekanik aksamın, elektrikli aksamın, elektronik

aksamın, bilgisayarın ve hatta bilgisayar yazılımının bir tek imalatçı tarafından birbiri için

tasarlanmış ve üretilmiş olması, servisinin ve yedek parçaların tek elden temin

edilebilmesi, tezgahın sahibi ve ondan para kazanan kimse için inanılmaz derecede

önemlidir, ancak maalesef bu durum insanın başına gelmeden değeri anlaşılmaz.

4.7. Geri Ödeme Süresi

Bir CNC İşleme Merkezi müşterinin mali prensiplerine göre makul bir sürede

kendini geri ödüyor ise satın alınır. Tezgahın takım değiştirme, program yazma ve

16

değiştirme, ölçme gibi prodüktif olmayan zamanlarının minimumda kalması istenir, aksi

takdirde geri ödeme süresi artar ve rantabilite azalır.

Tezgah bilgisayarı ve bilgisayara yüklenmiş yazılım yukarıda anlatılan hususları

hataya yol açmayacak tarzda gerçekleştirmelidir. Ayrıca program yapımında operatöre yol

göstermeli, birçok programları hazırda tutmalı ve operatöre sunmalıdır. Bilgisayar tezgah

operasyonlarını sürekli denetlemeli, istenmeyen durumlarda tezgahı durdurmalı ve bir

uyarı alarmı ile nerede uygunsuzluk olduğunu operatöre bildirmelidir.Tezgahın arızasız

çalışması geri ödeme süresini kısaltır.Kaliteli ve bakımlı bir tezgah iş değişikliği veya

başka sebeple satıldığında yüksek bir fiyata elden çıkarılabilir. Oysa ki ucuz tezgahın

ikinci el satış bedeli zarara yol açar.

4.8. Eğitim, Servis ve Yedek Parça Temininde Süreklilik

Her tezgah hatalı program, yanlış takım seçimi, operatör hatası, dalgınlık, eksik

eğitim ve benzeri sebepler dolayısıyla arıza yapabilir. Önemli olan tezgahı en kısa

zamanda standart çalışır konumuna geri getirmektir.

Tezgah bilgisayarı çeşitli olumsuz durumları önceden önleyecek bazı özelliklere

sahiptir. Örneğin iş mili azami devri 5000 devir/dakika ise programcı 6000 devirlik bir

program hazırlasa tezgah buna itaat etmez ve alarm verir, niçin işlem yapmadığını da

ekranda bildirir. Bütün bu durumlarda tezgah çalışmadığında işletmecinin yardımına

koşacak tek kurtarıcı, o tezgahın mümessillik şirketinde bulunan servis mühendisidir.

Servis 24 saat / 7 gün esası üzerine kurulmuş olmalı ve gerekli yedek parçayı ya kendi

deposundan çıkarmalı ya da en kısa zamanda dış ülkeden getirmelidir.

En ucuz, en marifetli ve en kaliteli tezgahı almış olsak bile servisi yoksa veya

müşteri memnuniyetini sağlayacak seviyeden uzak ise, o tezgah işletmesi pahalı bir

tezgahtır. Satılan tezgahın müşterinin atölyesine kurulması, işletmeye alınması,

operatörlere ve programcılara eğitim verilmesi, iş parçası programının yapılarak parça

işlenmesi ve kalite grubu tarafından kabul edilmesinin sağlanması, gerekli yedek parça

stokunun yıllar boyunca temin edilmesi, olabilecek arızaların makul bir sürede onarılması,

zaman içerisinde müşteri tarafından ihtiyaç duyulan teknik desteğin sağlanması, müşteri

açısından olmazsa olmaz konulardır.

17

4.9. Konstrüksiyon Özellikleri

Bir CNC konstrüksiyonundan beklenen özellikler; yüksek mukavemet, yüksek

rijitlik, hafiflik ve dinamik kararlılıktır. Yüksek mukavemeti sağlayabilmek için

konstrüksiyonda seçilen malzeme ve geometri çok büyük önem taşımaktadır. Bu proje

dahilinde tasarlanan CNC' de bir ağaç ürünün olan medefe kullanılmaktadır. Medefe

seçilmesindeki ana etmen kolay şekil verilebilir olmasıdır. Hareketli parçaların istenilen

yerlere kolayca montajı ve demontajı büyük önem taşımaktadır. Malzemenin ağırlığının

yeterli olmasından dolayı meydana gelecek ufak sarsıntılardan ve motorların çalışmasıyla

oluşacak titreşim engellenmiştir. Bunu rağmen CNC 'yi bir yere sabitlemek en iyi

yöntemdir.

Medefe presleme yöntemiyle üretildiği için kullanılan malzeme düzgün bir

geometriye sahiptir. Medefe gövdenin bir diğer avantajı ise malzeme teminin kolay ve

ucuz olmasıdır. Yani parçalarda herhangi bir bozulma veya uygunsuzluk meydana gelse

yenisiyle değiştirmek kolaydır. Buda bize çalışmamızda yedek parça avantajı sağlamıştır.

5.CNC TASARIMI ve GERÇEKLEMESĠ

Bitirmemizin bu kısmında uygulama olarak yaptığımız CNC tezgahı hakkında

bilgiler verilecektir. Bir CNC tezgahı yapılırken seçilen malzemeler ve bunların

özelliklerine değinilecek.

5.1. CNC Tezgah Tipinin Seçilmesi

CNC tezgahı tarzı bir bitirme projesi aldıktan sonra en zor aşama nasıl bir CNC

tezgahı yapacağımıza karar vermemiz oldu. Öncelikle bizden ne isteniyordu. İstenilen

özelliklere göre bir CNC tezgahı seçmeye karar verdik. Bitirme hocamızla

görüştüğümüzde yapılacak işin ancak bir 3 eksen kontrolü ile olacağını söyledi. Bizde

yeterli araştırmaya yaptıktan sonra 3 eksenli bir CNC tezgahı yapmaya karar verdik.

3 eksenli CNC tezgahı yapmak için görsel olarak bilgi edinmek için tabelacıların ve

makine firmalarının kullandığı CNC makinelerini incelemek için Trabzon sanayisinde

birkaç firmaya uğradık ve bilgi edindik. Bu bilgiler ışığında yapacağımız CNC tezgahının

18

3 boyutlu görümünü(Şekil 5.1) çıkardık. Yapacağımız CNC tezgahının ana gövdesi

medefeden olacağından gerekli çizimler yapılarak kesilmesi için marangoza verildi.

Kullanılacak motorlar ve diğer elektronik malzemelerin listelerini çıkartıldı. Malzemelerin

temini için Mühendislik Dekanlığına dilekçe yazıldı.

Şekil 5.1 3 Eksenli CNC tezgahının görünüşü

5.2. CNC Parçalarının Tanıtılması

Projemizde yapacağımız tezgah 3 eksende hareket edeceği için hareketli parçaların

iyi yataktanmış olmaları gerekmektedir. Parçalara hareket verme işlemi iki adet indüksiyon

mili üzerinde bulunan lineer rulmanlar tarafından yapılacaktır. Yataklanan kısımların

19

motorlar tarafından hareket ettirilebilmesi için bir vidalı mil ve üzerinde bulanan flanşlı

somundan faydalanılmıştır. Aşağıda kullandığımız bazı parçalar ve özellikleri verilmiştir.

5.2.1. Vidalı Mil ve FlanĢlı Somun

Projemizdeki en önemli parçalardan biridir. Çünkü motorun mekanik gücünü CNC'

nin hareketli kısımlarına aktaran öğelerdir. Projemizde 3 adet vidalı mil(Tablo 5.1)ve 3

adet flanşlı somun kullandık.

Tablo 5.1 Vidalı mil ve Flanşlı somunun katalog değerleri

Kullandığımız malzemelerin kodları vidalı mil için RM 2005(Resim 5.1) ve flanşlı

somun için 2005 FSU(Resim 5.2)' dur. Bizim için önemli olan kriterler d ve hatve

olmuştur.

Resim 5.1 Vidalı mil

20

Resim 5.2 Flanşlı somun

5.2.2. Ġndüksiyon Mili, Lineer Rulman ve Bağlantı Parçaları

Hareket eden kısımlar motordan aldıkları güçle rahatça hareket edebilmeleri için

lineer rulmanlar(Resim 5.3) yardımıyla indüksiyon mili(Resim 5.4) üzerine oturtulmuştur.

Resim 5.3 Lineer rulman Resim 5.4 İndüksiyon mili

Motorun mekanik gücünü vidalı mile aktarmak için kaplin(Resim 5.5) yardımıyla

motor vidalı mile bağlandı. İndüksiyon milllerini medefe gövde üzerine tutturmak için mil

bağlantı ucu(Resim 5.6) kullanılmıştır. Ayrıca vidalı milin uçlarınada motora yük

binmemesi için yataklama rulmanları(Resim 5.6) konmuştur.

21

Resim 5.5 Çeşitli boyutta kaplinler

Resim 5.6 Mil bağlantı ucu ve yataklama rulmanı(ortada)

5.2.3. Motor ve Sürücü Seçimi

Cnc tezgahı 80cm uzunluğunda 60cm genişliğindedir. Ancak işleme yüzeyi

60cm*40cm=2400 ' dir. Motorlar şeçilirken bu işleme alanı kriteleri ve hareketli

parçaların ağırlığı göz önüne alınmıştır. Motorların torku bu hareketli kısımları rahatça

hareket ettirecek büyüklükte olmalıdır. Bu kriterlere göre ana hareketi sağlayacak olan step

motor 4.5Nm(Ek 1), diğer iki step motor ise 3Nm(Ek 2) olarak seçilmiştir. cnc tezgahında

22

malzeme işleme yapacak olan motor ise yüksek devirli Dremel 300 [6] el motoru(Ek 3)

olarak seçildi. [5] Step motorların sürülmesi için sereken sürücü kartları ise aldığımız

motorların özelliklerine göre seçilmiştir. Ana motoru sürmek için 7,8 A'lik(Ek 4) diğer iki

motoru sürmek içinise 4,2 A' lik(Ek 5) sürücüler alınmıştır. Kontrolü sağlayacak genel

devre yapısı Şekil 5.2' de verilmiştir.

Şekil 5.2 Genel devre

23

5.2.4. Trafo ve Besleme Kartı

Beslediğimiz motorlar ve elektronik elemanlar aynı gerilimde çalışmadığından

gerilimleri düzenlemek için özel trafo sardırılmasına karar verdik. Bu trafo 1000W

gücünde ve farklı gerilim uçlarına sahiptir. Trafonun genel yapısı Şekil 5.3' da açıkça

görülmektedir. Trafoya 220V AC gerilim uyguladığımızda sekonder tarafından 50V AC,

30V AC ve 12V AC alınmaktadır. Trafodan alınan gerilimler AC voltaj olduğundan

dolayı bu gerilimleri önce köprüler yardımıyla doğrulttuk daha sonra da gerilimlerin

regülasyonu için besleme kartını (Şekil 5.4) hazırladık. Hazırlanan bu kartın PCB'si

çizildi(şekil 5.5) ve baskı devresi yapıldı. Besleme kartı üzerinde 68V DC, 36V DC, 12V

DC ve 5V DC çıkışlar bulunmaktadır. Gerilimler besleme kartı üzerinde alınarak kontrol

kartı üzerindeki noktalara bağlantısı yapılmıştır.

Şekil 5.3 Özel sarımlı trafonun yapısı

24

Şekil 5.4 Besleme kartı genel görünümü

25

Şekil 5.5 Besleme kartı PCB görünümü

26

5.2.5. Sürücü Kartının Hazırlanması

MACH3 programı ile motorları kontrolünü bilgisayarın paralel portundan

yapacağız. Ancak programın çıktısı ile motorları kontrol edebilmek için sürücü düzeneğine

ihtiyaç duyulmaktadır. Bunun için kontrol kartı hazırlanmış(Şekil 5.6) ve baskı

devresi(Şekil 5.7) yapılmıştır.

Şekil 5.6 Kontrol kartı genel görünümü

27

Şekil 5.7 Kontrol kartı PCB görünümü

28

Bilgisayarın paralel portuna(Şekil 5.8) bağlanan kontrol kartıyla motorları sürebilmek için

74LS09 AND kapısı(Ek 6) kullanılmıştır. Paralel porta gelen program çıktısı ile motorlara ve

sisteme hareket verilir. Step motorların sürülmesi kolay bir işlem olmadığından burada

kalibrasyon ayarları iyi yapılmalıdır. Aksi takdirde hareketli kısımların istenilen koordinatlara

gitmesi zorlaşır.

Şekil 5.8 Paralel port uçları [7]

5.2.6. MACH3 Programı

Mach3 programı paralel porta çıkış verebilen 4 eksene kadar CNC' lerin kontrol

edilmesine imkan tanıyan, dxf ve image importuna sahip her türlü CNC kodlarını

tanıyabilen kullanışlı bir CNC kontrol programıdır. Programın ara yüzü Resim 5.7' de

görülmektedir. Programın ara yüzünde ki X,Y,Z ve 4 kutuları tezgahın eksenlerini temsil

etmekte ve içindeki rakamlarda tezgahın şu an bulunduğu koordinatlarını göstermektedir

[4].

Kontrol devresi ile kontrol programının uyumluluğunu sağlamak için aşağıdaki

ayarlar yapılmalıdır; [3]

1) Config – Setup Units menüsünde kullanılacak olan ölçü birimi belirlenir (Resim 5.8).

2) Config – Ports and Pins – Port Setup and Axis – Selection menüsünde kullanacak

eksenler seçilerek, Lpt Port adresi işaretlenir (Resim 5.9).

3) Config – Ports and Pins – Input Pins menüsünden hangi pinin, hangi ekseni

yönlendireceği ayarlanır.

4) Config – Motor Tuning menüsünden eksenlerin hız ve ivme ayarları yapılır (Resim

5.10).

29

Resim 5.7 Mach3 programının arayüzü

Resim 5.8 Ölçü birimini belirleme

30

Resim 5.9 Eksenlerin seçimi

Resim 5.10 Motorların hız ve ivme ayarı

31

6.SONUÇLAR

Bu çalışmayla birlikte üniversite eğitimi boyunca gördüğümüz teorilerin pratik

uygulamaya aktarılmasını konusunda büyük bir deneyim sahibi olduk. 3 Eksenli CNC

Tezgahı isimli bitirme projemizde bir taraftan bir CNC tezgahının genel özelliklerini

verirken diğer taraftan yaptığımız sistem üzerinde bu kriterleri birebir uygulamaya çalıştık.

Yaptığımız çalışma sonucunda mühendislik bölümleri için bitirme ödevlerinde bir

uygulama yapmanın ne kadar gerekli olduğunu kavradık. Çünkü mühendislikte bir işi

teorikten pratiğe dökerken her şeyin kağıt üzerindeki kadar kolay olmadığını anladık. Çok

küçük ve hemen yapabileceğini düşündüğümüz şeylerin bizi günlerce uğraştırabileceği

gerçeğiyle yüzleştik. Fakat bu problemlerin çözümü sürecinde öğrendiğimiz şeylerin bizi

mühendislik hayatında başarılara götüreceği kanısındayız.

32

KAYNAKLAR

[1] Dinçel, M., ''CNC Takım Tezgahları'', Tekirdağ Üniversitesi Tekirdağ Ziraat

Fakültesi Tarım Makineleri Bölümü Diploma Çalışması, Tekirdağ, 1999.

[2] Akkurt, Mustafa, ''Bilgisayar Destekli Takım Tezgahları'', Birsen Yayınevi, İstanbul,

1996.

[3] İnceoğlu, Zülfü, ''Cnc Takım Tezgahlarında Programlama Esasları'', Erkam Matbaası,

İstanbul, 2005.

[4]Art Soft Using Mach III Mill, http://www.machsupport.com/support

[5]Leadshine Technology, www.leadshine.com/products/download

[6]Dremel 300 Series http://www.dremeleurope.com/dremelocs-

tr/category/2707/dremel@-300-serisi

[7]Parallel Printer Port, http://www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/par/index.html#index

33

EKLER

Ek 1 4.5Nm motor özellikleri

Ek 2 3Nm motor özellikleri

Ek 3 Dremel 300 el motoru özellikleri

Ek 4 7.8A step motor sürücüsü özellikleri

Ek 5 4.2A step motor sürücüsü özellikleri

Ek 6 74LS09 AND kapısı özellikleri

Ek 7 CNC fotoğrafları-1

Ek 8 CNC fotoğrafları-2

Ek 9 CNC fotoğrafları-3

Ek 10 CNC fotoğrafları-4

Ek 11 CNC fotoğrafları-5

34

Ek 1 4.5Nm Motor Özellikleri

35

Ek 2 3Nm Motor Özellikleri

36

Ek 3 Dremel 300 El Motoru Özellikleri

http://www.dremeleurope.eom/dremelocs-tr/category/2707/dremel@-300-serisi

37

Ek 4 7.8A Step Motor Sürücüsü Özellikleri

38

Ek 5 4.2A Step Motor Sürücüsü Özellikleri

39

Ek 6 74LS09 AND Kapısı Özellikleri

40

Ek 7 CNC Fotoğrafları-1

41

Ek 8 CNC Fotoğrafları-2

42

Ek 9 CNC Fotoğrafları-3

43

Ek 10 CNC Fotoğrafları-4

44

Ek 11 CNC Fotoğrafları-5