Uc Eksenli Masa Tipi Cnc Freze Tezgahi Tasarim Ve Imalati a Three Axis Type of Table Cnc Milling...

8/3/2019 Uc Eksenli Masa Tipi Cnc Freze Tezgahi Tasarim Ve Imalati a Three Axis Type of Table Cnc Milling Machine Design a

1/89

EKSENL MASA TP CNC FREZE TEZGHI

TASARIM VE MALATIYKSEK LSANS TEZ

Mehmet KUTLU

Danman

Yrd. Do. Dr. Mehmet OLAKOLU

MAKNE ETM ANABLMDALI

2006


2/89

ii

T.C.

AFYONKARAHSAR KOCATEPE NVERSTES

FEN BLMLER ENSTTS

EKSENL MASA TP CNC FREZE TEZGHI

TASARIM VE MALATI

Mehmet KUTLU

YKSEK LSANS TEZ

Makine Eitimi Anabilim Dal

Dan

manYrd. Do. Dr. Mehmet OLAKOLU

AFYONKARAHSAR

2006


3/89

iii

Mehmet KUTLUnun yksek lisans tezi olarak hazrlad EKSENL

MASATP CNC FREZE TEZGHI TASARIM VE MALATI balkl bu

alma, lisansst ynetmeliinin ilgili maddeleri uyarnca deerlendirilerek oy

birlii ile kabul edilmitir.

29 / 10 / 2006

Jri yesi: Prof. Dr. Sleyman TAGETREN

(Bakan)

Jri yesi: Yrd. Do. Dr. Mehmet OLAKOLU

(Danman)

Jri yesi: Yrd. Do. Dr. Osman NAL

Jri yesi : ..

Jri yesi : ..

Fen Bilimleri Enstits Ynetim Kurulunun ................Gn

ve sayl kararyla onaylanmtr.

Enstit Mdr


4/89

iv

ZET

Yksek Lisans Tezi

EKSENL MASA TP CNC FREZE TEZGHI TASARIM VE

MALATI

Mehmet KUTLU

Afyonkarahisar Kocatepe niversitesi

Fen Bilimleri Enstits

Makine Eitimi Anabilim DalDanman

Yrd. Do. Dr. Mehmet OLAKOLU

Hayatmzn her alannda bilgi ilem teknolojisi hzla gelimektedir. Bilgi

ilem teknolojisinin gelimesi zellikle imalat endstrisinde nemli deiikliklere

sebep olmutur. Bu deiimlere paralel olarak niversal imalat tezghlar yerini

bilgisayar kontroll tezghlara b

rakm

t

r.Bu almada, eksenli masa tipi CNC freze tezgh tasarm ve imalat

iin gerekli tasarm parametreleri belirlenmitir. Bu parametreler erevesinde

tezghn tasarm ve imalat iin gerekli olan statik ve dinamik hesaplamalar

yaplmtr. Yaplan hesaplamalar dorultusunda boyutlu bir izim

programnda izimi yaplmtr. izimi ve tasarm yaplan eksenli masa tipi

CNC freze tezgh metal paralar endstride bulunan talal retim tezghlarnda

ilenmitir. Tezghn eksen sistemindeki hareketleri iletecek ve ynlendirecek

yataklama sistemleri hazr olarak satn alnmtr. Mekanik paralarn montaj

yaplarak sistem hazr hale getirilmitir. Tezghn eksenlerinin tahrik sistemi step

motorlarla salanmtr. eksenli masa tipi CNC freze tezghnn elektronik

kontrol step motor srcleri ve bir kontroller kart yardmyla yaplmtr.

Sonu olarak Eksenli Masa Tipi CNC Freze Tezgh sorunsuz bir

ekilde altrlm ve i paras ilenmitir.


5/89

v

2006, 89 Sayfa

Anahtar Kelimeler: CNC, Freze Tezgh, Bilgisayar Destekli malat, Makine

Tasarm, Para Programlama


6/89

vi

ABSTRACT

Ms. Sc.

A THREE AXIS TYPE OF TABLE CNC MILLING MACHINE

DESIGN AND MANUFACTURING

Mehmet KUTLU

Afyon Kocatepe University

Graduate School of Natural and Applied Sciences

Department of Mechanical Education

Supervisor: Ast. Prof. Dr. Mehmet OLAKOLU

The information processing technology is developed very fast today in all

areas. The development in information processing technology causes important

changes especially in manufacturing industry. With these changes, universal

manufacturing workbenches shift their places to the computer numerical control

manufacturing systems.

In this study, the required parameters for designing and

manufacturing of a three-axis CNC milling machine are determined. With these

parameters, the static and dynamic calculations which are necessary to design

CNC milling machine are done. According to these calculations, the drawings of

machine parts are carried out using a three-dimensional drawing program. The

metal pieces are manufactured at tool machines used in industry. The bearing-system which are used in the machine is bought as prepared, and then the system

is assembled. The actuation system of the CNC milling machine is provided by

step motors. The electric control of the CNC milling machine is performed with

the step motor drivers and a controller card. As a result, the three-axis type of

CNC milling machine is run without any problem and the work piece is

processed.


7/89

vii

2006, 89 Pages

Key Words: CNC, Milling machine, Computer Aided Manufacturing, Machine

Design, Part Programmed


8/89

viii

NDEKLER

ZET ..................................................................................................................... iv

ABSTRACT............................................................................................................ v

NDEKLER .................................................................................................... viii

EKLLER DZN................................................................................................. x

TABLOLAR DZN ............................................................................................ xii

KULLANILAN SMGELER VE KISALTMALAR...........................................xiii

1. GR ............................................................................................................. 15

2. LTERATR ZETLER ............................................................................. 17

3. CNC TAKIM TEZGHLARI....................................................................... 20

3.1. CNC NEDR? ............................................................................................. 20

3.2 CNC TEZGHLARIN STNLKLER.................................................20

3.2.1. niversal tezghlara gre;........................................................................ 20

3.2. 2 Mekanik otomat tezghlara gre;.............................................................21

3.3 CNC TEZGHLARIN DEZAVANTAJLARI............................................21

3.4 CNC TEZGHLARIN BLMLER ........................................................21

3.4.1. Bilgisayar Sistemi .................................................................................... 21

3.4.2. Tasarm Yazlmlar ................................................................................. 213.4.3. retim Yazlmlar ................................................................................... 22

3.4.4. Hareket Kontrolr (G Kodu Yorumlayc).............................................22

3.4.4.1 CNC Tezghlarda Para Programlamada Kullanlan G ve M Kodlar .. 22

3.4.5. Step Motor Srcleri ve Kontrolrleri................................................... 24

3.4.6. Step Motorlar ........................................................................................... 25

3.4.7. Bilyal Vidalar ve Dorusal Kaymal Yataklar........................................ 27

3.4.8. Makine Gvdesi ....................................................................................... 323.5. FARKLI KONSTRUKSYONLARDAK CNC FREZE TEZGHLARI 34

3.5.1. Kpr Tipi CNC Freze Konstrksiyonu.................................................. 34

3.5.2. niversal Freze Tipi CNC Freze Tasarm .............................................. 34

3.5.3. Eksenli Tek Gvdeden Hareket Sistemli CNC Freze Konstrksiyonu

............................................................................................................................ 35

4. EKSENL MASA TP CNC FREZE TEZGHI TASARIM VE

MALATI........................................................................................................... 36
http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/http://0.0.0.0/


9/89

ix

4.1. CNC TEZGH EKSENLER..................................................................... 36

4.2. HESAPLAMALAR .................................................................................... 38

4.2.1.Kesme Kuvvetlerinin Hesab .................................................................... 39

4.2.2. Z Ekseni in Gerekli Hesaplamalar ........................................................ 40

4.2.3. Y Ekseni in Gerekli Hesaplamalar........................................................ 44

4.2.4. X Ekseni in Gerekli Hesaplamalar...................................................... 48

4.3. TASARIM VE RETM YAPILAN MASA TP CNC FREZE

TEZGHINDA KULLANILAN PARALAR VE ZELLKLER ............... 53

4.3.1. Ana Gvde ............................................................................................... 54

4.3.2. Yataklama Sistemi Ve Elamanlar ........................................................... 55

4.3.3. Tahrik Sistemi Ve Elamanlar .................................................................. 554.3.4. Hareket letim Sistemi Ve Elamanlar ..................................................... 56

4.3.5. Elektronik Kontrol Sistemi ...................................................................... 57

4.3.5.1 Desk CNC 2. Jenerasyon Kontroller...................................................... 58

4.3.5.2 M2MD806 Step Motor Srcs........................................................... 60

4.3.6 Masa Tipi CNC Freze Tezgh Mekanik Montaj..................................... 61

4.3.7 Masa Tipi CNC Freze Tezghnda Kullanlan Ara Yz Program; DESK

CNC ................................................................................................................... 625. DeskCNC ARA YZ PROGRAMI .............................................................. 65

5.1 DOSYA........................................................................................................ 65

5.1.1 DXF A .................................................................................................... 65

5.1.2 NC DOSYASI A .................................................................................... 67

5.1.3 YAZI YAZ................................................................................................ 68

5.2 EKSENL MASA ST CNC FREZE TEZGHI GENEL

ZELLKLER .................................................................................................. 696. SONU .......................................................................................................... 73

KAYNAKLAR .................................................................................................. 75

TEEKKR....................................................................................................... 76

ZGEM ....................................................................................................... 77

EKLER............................................................................................................... 78

EK 1 ................................................................................................................... 79

EK 2 ................................................................................................................... 87


10/89

x

EKLLER DZNekil 3.1 Step Motor Src..................................................................................25

ekil 3.2 Kontroller................................................................................................25

ekil 3.3 Step Motor Yaps...............................................................................26

ekil 3.4 Step Motor ..............................................................................................27

ekil 3.5 Bilyal vida sistemi i yaps ...................................................................28

ekil 3.6 ACME Tip Vida rnekleri .....................................................................28

ekil 3.7 Endstriyel CNC Tezgahlarda Kullanlan Dorusal Yataklar................29

ekil 3.8 Dorusal Kaymal Yatak. .......................................................................30

ekil 3.9.a Normal Yk Altnda Yataklama Uygulamas ......................................31

ekil 3.9.b Yan Yk Altnda Yataklama Uygulamas ...........................................31

ekil 3.9.c Dik Yk Altnda Yataklama Uygulamas ............................................32

ekil 3.10 CNC Tezghn Gvdesi........................................................................33

ekil 3.11 Kpr tipi CNC tasarm.......................................................................34

ekil 3.12 eksenli niversal tip CNC tasarm .................................................35

ekil 4.1 CNC Torna Tezgh Eksen Sistemi........................................................36

ekil 4.2 CNC Freze Tezghnn Eksen Sistemi....................................................37

ekil 4.3 Masa Tipi CNC Freze blmleri ............................................................53ekil 4.4 Ana Gvde ..............................................................................................54

ekil 4.5 Y Eksen Sistemi Yataklamas.................................................................55

ekil 4.6 Z ekseni tahrik motoru ............................................................................56

ekil 4.7 Bilyal vida somunu................................................................................57

ekil 4.8 Elektronik Kontrol Sistemi .....................................................................58

ekil 4.9 Desk CNC Kontroller .............................................................................59

ekil 4.10 M2MD806 Step Motor Srcs .........................................................61ekil 4.11 Masa Tipi Cnc Freze Tezgah Paralar................................................61

ekil 4.12 Desk CNC Ara Yz Program Ana Ekran Grnts ..........................63

ekil 4.13-a G Kodu Komut Satr.........................................................................63

ekil 4.14-b G Kodu Komut Satr Aklamas .....................................................64

ekil 5.1 Dxf Formatnda izilmi Bir Teknik Remin DeskCNC Programna

Aktarlmas ............................................................................................................ 65

ekil 5.2 Kesim in Kalem Yolu Oluturmak ......................................................66


11/89

xi

ekil 5.3 Kalem Yollar Oluturulmu Bir Paras ............................................66

ekil 5.4 lenmi Parann Programdaki Grnts ............................................67

ekil 5.5 Nc Dosyas Ama ...................................................................................68

ekil 5.7 Eksenli Masa Tipi CNC Freze Tezgh Paralar ..................................69

ekil 5.8 Pano Balantlar.....................................................................................70

ekil 5.9 Eksenli Masa st CNC Freze Tezgah............................................71

ekil 6.2 Masa Tipi CNC Freze Tezgahnda lenmi Paras ..........................79


12/89

xii

TABLOLAR DZN

Tablo 3.1 G KODLARI ........................................................................................ 23

Tablo 3.2 M KODLARI........................................................................................ 24

Tablo 4.1 Masa Tipi CNC Freze Tasarm Parametreleri ...................................... 39

Tablo 4.2 Z ekseni motor seim parametreleri...................................................... 42

Tablo 4.3 Z ekseni motor balant seim parametreleri........................................ 44

Tablo 4.4 Y ekseni motor seim parametreleri ..................................................... 46

Tablo 4.5 Y ekseni motor balant seim parametreleri ....................................... 48

Tablo 4.6 X ekseni motor seim parametreleri ..................................................... 50

Tablo 4.7 X ekseni motor balant kaplini seim parametreleri ........................... 51

Tablo 4.8 Masast CNC Freze Tezgahnda Kullanlan Elektronik Malzemeler 58

Tablo 5.1 Eksen Hareket Mesafeleri..................................................................... 71


13/89

xiii

KULLANILAN SMGELER VE KISALTMALAR

V = Kesme hz

D = Freze ap

hm = Ortalama Tala Kalnl

sz = Bir Die Karlk Gelen lerleme

S = Temas As

Z = Di Says

Ze = Ayn Anda Para le Temasta Olan Di Says

Ks = zgl Kesme Kuvveti

Fs = Kesme Kuvvet (N)

Fv = lerleme Kuvveti (N)

FR = Radyal Kuvvet (N)

a = Tala Kalnl (mm)

b = Tala Genilii (mm)

PS = Motor Gc (kw)

fe = Kesme esnasnda bilyal mile etki eden eksenel kuvvet

Fa = Dorusal hareketteki eksenel yk

f = Vidal milin direnci

PB = Bilyal vida adm

R = Redksiyon oran

tA = vmelenme sresi-(sn)

M = Dorusal hareket yapan elemanlarn toplam arl-kg

R = Redksiyon oran

= Vidal mil malzemesinin z ktlesi-(g/cm3)

LB = Vidal milin uzunluu-(m)

DB = Vidal milin ap

MK = Kaplin arl-(kg)

DK = Kaplin d ap-(m)

f = Vidal milin direnci-(N)

= Kzaklardaki srtnme katsays

= Vidal milin verimi


14/89

xiv

Fr = Kesme kuvveti-(N)

P0 = Tala kaldrrken gereken motor gc (kW)

n = Devir says-(dev/dak)

FM = Motor cinsine bal katsay

FW = Motorun alma younluuna bal katsay


15/89

15

1. GR

Gelien teknoloji ile birlikte son 50 yl ierisinde talal imalat

endstrisinde de nemli gelimeler olmutur. Talal imalat ksaca, hammaddelerzerinden eitli takm tezghlar yardmyla tala kaldrlarak malzemenin

kullanlabilir haline getirilmesi olarak tanmlanabilir. Burada kullanlan takm

tezghlar paralarn ilenmesinde byk bir paya sahiptir. Bu takm tezghlar

yaptklar ilemlere gre adlandrlrlar. Bunlardan; Torna tezgh, Freze tezgh,

Matkap tezgh, Yzey ve Silindirik talama tezghlar en ok kullanlanlardr.

Takm tezghlar alannda byk devir, 1950 yllarnda nmerik

programlamaya gre alan ve Nmerik Kontroll (NC-Numerical Control)

tezghlarn uygulamaya konulmasyla balar. Ayn tarihlerde seramikten yaplan

takmlarn kullanlmas ile kesme hzlar ve ileme kaliteleri olduka iyiletirilmi

ve her iki uygulamada takm tezgh gerek nitelik, gerekse nicelik bakmndan

byk gelimeler gstermitir. Bu gelime, daha nce bilinen mekanik otomat

tezghlarda kapsamna alarak gnmzde, pim kontroll, kam kontroll, kopya

kontroll, tek aksl, ok aksl, transfer tezghlar olarak bilinen byk bir tezgh

yelpazesini oluturmutur. NC tezgahlarn bilgisayarla donatlmas ile CNC

(Computer Nmerical Control) ve DNC (Direct Nmerical Control) tezgahlar

olumu, bilgisayarlarn ve kiisel bilgisayarlarn kullanlmas ile de bu tezgahlar

ilemi optimizasyon dzeyinde yapmaya balamlardr (Pehlivanolu-Bat 2002).

Tezghlarn bu gelimelerine paralel olarak imalat sistemlerinde de byk

gelimeler olmutur. 1947 ylnda ortaya atlan otomasyona dayal imalat sistemi

geniletilerek optimizasyon devrine geilmi, robotlarn kullanm gittike artarak

robot fabrikalar ve robot tesisatlar kurulmutur. Ayrca bilgisayarlarn yardm

ile ayr ayr yaplan bilgisayar destekli tasarm CAD (Computer Aided Design) ve

bilgisayarl destekli imalat CAM (Computer Aided Manufacturing) ilemleri

birletirilerek CAD-CAM (Bilgisayar Destekli Tasarm ve malat); ve bunlarn

CNC ve DNC tezghlarn birlemesi ile Esnek malat Sistemleri FMS (Flexible

Manufacturing System) ortaya atlmtr. FMS ile fabrikann kalite kontrol, stok

kontrol, muhasebe alm satm ve ynetim gibi dier ksmlar bilgisayar kontrol

altnda birletiren Bilgisayar Destekli Btnleik malat Sistemleri CIM

(Computer Intemated Manufacturing) devri balamtr.


16/89

16

Bu almada eksenli masa tipi CNC freze tezgh tasarlan p imal

edilmitir. Tezghn altrlmasnda gerekli olan dorusal yataklar, vidal miller

ve para programlarnn dzenlendii yazlm program hazr olarak alnmtr. lk

olarak CNC freze tezghnn tasarm yaplmtr. Tasarm esnasnda tezghn hz

ve kapasitesi dikkate alnarak mukavemet hesaplar yaplmtr. Tasarmdan sonra

masa tipi CNC freze tezghnn imalat gerekletirilmitir. malat sonrasnda

deiik para programlar yazlarak CNC tezgh denenmitir. Sonu olarak

tasarm ve imalat gerekletirilen masa tipi CNC tezghnn sorunsuz birekilde

alt grlmtr.


17/89

17

2. LTERATR ZETLER

Varol, Yaln ve Ylmazn bilgisayar ve biliim teknolojisindeki

gelimelerin imalat teknolojilerindeki yansmalarn konu alan almalar;

Bilgisayar Destekli Tasarm (CAD), Bilgisayar Destekli malat (CAM), Esnek

malat (FM) ve nihayetinde Bilgisayar Tmleik malat (CIM) sistemlerinin

ortaya kmas zerinde durulmutur. malattaki otomasyon ve esnekliin, retim

miktarn ve kaliteyi artrdndan ayn zamanda maliyet ve retim zamann da

azalttndan bahsedilmitir. leri malat uygulamalarnn en geni uygulama alan

olan talal imalat alannda da, bilgisayar destekli teknolojilerin olduka hzl

gelitii zeride de durulmutur.

Teknolojisinin gelimesiyle tamamen operatr kontroll takm tezghlarnn

yerini, daha az insan mdahalesi gerektiren Bilgisayar Kontroll (CNC) takm

tezghlar ve sistemleri almtr. leri imalat teknolojilerinin hedefi, tasarm insan

tarafndan yapldktan sonra insan mdahalesini en aza indiren, otomasyon

sistemlerinin gelitirilmesidir. Bu alanda, aratrmalar CNC takm tezghlarnda

verimlilii arttrmak ve otomasyon iin, CAM program yazlmlar zerine

younlamaktadr. Bu almada, AutoCAD 2002 programnda rnek bir kalp

tasarm yaplmtr. Bu kalbn CNC ileme merkezinde imalat iin, PowerMILL CAM program kullanlarak takm yolu oluturulmutur. Sonu olarak,

bilgisayar destekli imalatta CAM program kullanm ile para imalat

simlasyonu detayl olarak aklanmtr(Varol v.d. 2005).

Dinelin (1999) yapt bu almada, CNCnin (Computer Numerical

Control) tanm yaplm, NC (Nmeric Control) takm tezghlarndan CNC takm

tezghlarna geiin nedenleri ve getirdii yeniliklerden bahsedilmi, CNC takmtezghlarnn, niversal takm tezghlar ve yar otomat takm tezghlarna olan

stnlkleri aklanm. CNC takm tezghlarnn eitleri zerinde durularak

CNC takm tezghlarnn yaplarndan bahsedilmitir.

Ererin (2000) yapt bu almada CNC takm tezghlar hakknda genel

bir aklama yaplm, CNC tezghlarn tanm yaplarak endstriye getirdii

kolayl

klardan ve gelimesinde etkili olan teknolojik deiimin sebeplerinden


18/89

18

bahsedilmi. CNC takm tezghlarnn alma prensiplerinden ve sistemlerinden

bahsedilerek kullanm kolaylna dikkat ekilmi. CNC tezghlarn rettii i

paralarnn niversal ve dier imalat takm tezghlarna gre daha hassas ve

standart olduklar zerinde durularak gelecekte niversal tezghlarn kullanmnn

azalacandan bahsedilmitir.

Yamurun (2004) yapt bu almada CNC tezghlarnda CAD

(Computer Aided Design ), CAM ( Computer Aided Manufacturing ) ve FEA (

Finite Element Analysis ) yazlmlarndan faydalanlabileceini ve bu sayede ilk

para retiminin, deneme yanlma yntemi ile retimden, maliyet olarak daha

cazip olduunu aklanmtr. lkemizde tasarm, retim ve analiz programlarnkullanan kiilerin azlndan ve yetitiren kurumlarn olmamasndan bahsedilerek

bu alandaki eksiklikler belirtilmitir.

Spruntun (2000) yapt bu almada, dk maliyetli eksenli bir CNC

freze tasarmnn amac, nmerik kontroll makine takmlarnn getirdii

avantajlar ahap ileme makinelerinde uygulanabilirliinin aratrlmas. Fiyat

drmek iin tek ray sistemli bir tasarm yapld. Destekleme paralarnnsaylar en aza indirilerek gerekli olan dier paralarn retim maliyetleri en aza

drlmeye alld.

Turgayn (2000) yapt bu almada Yksek hzda isleme operasyonu

iin tasarlanm olan bir takm tezgah mekaniinin nasl yapda olaca

incelenmeye allmtr. Yksek hzda isleme operasyonlar sadece makine

mekaniinin iyi olmas

ile yerine getirilemez; ayni zamanda kontrol sisteminin deson derece yksek performansl olmas gerekmektedir.

Yksek performansl srcler yksek devirli makine takmlar iin

gereklidir. Buda hzn ivmelenmenin ve pozisyon srekliliinin beraberinde

przsz bir yzey profilinin olumas iin dng algoritmalarn salar. Bu

almada ikizkenar yamuk eklinde ivmelenmi profil gibi beli bir eri

interpolasyon teknii kullanlarak yeni nesil bir eri algoritmas sunulmutur. Bu


19/89

19

yaklamn uygulanabilirlii ak yapda retilmi eksenli bir CNC freze

tezgahnda serbest bir yzeyde ilenerek ispat edilmitir. Uygulama boyunca her

ne kadar balangta rutin olarak baz geni lmlerin yaplmas gerekse de bir

TMSC32 DSP kart yardmyla gerek zamanlarda algoritmann iyaps

kolaylkla imal edilebilmektedir ( Erkorkmaz ve Altintas 2000 ).


20/89

20

3. CNC TAKIM TEZGHLARI

3.1. CNC NEDR?

Saysal Kontrol (Numerical Control-NC), II. Dnya sava srasnda,karmak ve daha doru para retiminin salanabilmesi artan ihtiyaca cevap

verebilmek iin talal imalat sektr de hzla gelimitir. 1952 ylnda ilk olarak

eksenli bir makine (Cincinnati Hydrotel Milling Machine) gelitirilmitir.

Dijital kontroll bu tezgh ve teknolojisi NC olarak adlandrld. lk gzlenen

avantajlar, karmak paralarn daha doru imali ve ksa retim zamanlar idi. lk

NC kontrolr iin 1950 'lerde vakum tpler kullanld. Bunlar olduka byk

paralard. 1960 'larda elektroniinde gelimesiyle dijital kontroll transistrlerkullanld. nc gelime olarak ta; NC kontrolr olarak entegre devre ipleri

kullanlmaya balanld. Bunlar ucuz, gvenilir ve kk elemanlard. En nemli

gelime; kontrol niteleri yerine bilgisayarn kullanlmas oldu (1970 'lerde).

Bylelikle CNC (Computer Numerical Control) ve DNC (Direct Numerical

Control) sistemleri ortaya kt.

CNC, basit NC fonksiyonlarn salayabilen, para programlarn

yorumlanmasn ve girdilerinin yaplmas iin bnyesinde bilgisayar sistemi

bulunduran mekanik bir sistemdir (Yamur 2004). CNC yi ayrca bnyesinde

programlar saklayabilen, dardan veri aktarm yaplabilen bir takm tezgh

olarak da adlandrabiliriz.

3.2 CNC TEZGHLARIN STNLKLER

Gnmzde takm tezghlar ve bunlarla birlikte birok para ve aparatlar, CNC

ile ilenememektedir. Bununla beraber CNC tezghlar

n stnlklerini bir dahabelirtmekte yarar vardr:

3.2.1. niversal tezghlara gre;

Yardmc ve hazrlk zamanlarn ok dk olmas, retimin nemli ldeartmas ve maliyetin azalmas.

Daha yksek ve zellikle sabit kalite elde edilmesi. Daha az ve basit tutturma tertibatlarna gereksinme olmas.


21/89

21

ok karmak paralarn, yksek bir dorulukla ilenebilmesi.

3.2. 2 Mekanik otomat tezghlara gre;

ok daha esnek olmas, yani ileme koullarnn abuk deitirilebilmesi. Ayar zamannn ok daha ksa olmas.

3.3 CNC TEZGHLARIN DEZAVANTAJLARI

Daha hassas olmas ve dolaysyla evre etkilerine kar daha iyi muhafazaedilmesi.

Bozulma ihtimallerinin daha byk olmas ve ayrca tamirat iinuzmanlam elemanlara ihtiya duyulmas.

Programlama iin kalifiye elemanlar istemesidir.3.4 CNC TEZGHLARIN BLMLER

CNC ya da baka bir deyile Bilgisayar Destekli Saysal Kontroll tezghlar

modern retimin belkemiini oluturmaktadr. Bir CNC tezgah bilgisayar,

tasarm yazlmlar, retim yazlmlar ve hareket kontrol sistemlerinden

olumaktadr.

3.4.1. Bilgisayar Sistemi

CNC de bulunan bilgisayar sistemi i paras programlarnn yaplmasna,

tasarmlarn oluturulmasna ve gelitirmesine imkn tanmaktadr.

3.4.2. Tasarm Yazlmlar

CNC tezghta bulunan tasarm program, yaplan tasarmlarn dzgn bir biimde

izilmesine, gelecekte zerinde kolayca deiiklik ve yeni eklentiler yaplmasna

ve ayrca bir dahaki para ve montaj retimleri iin ktphaneler oluturulmasna

olanak salar. Tasarm yazlmlar olarak kullanlan CAD programlar arasnda

AutoCAD, DesignCAD, Solidworks ve nventor programlar vardr.


22/89

22

3.4.3. retim Yazlmlar

Bilgisayar destekli retim yazlm (CAM), bir CAD yazlmnda tasarlanan

paralarn takm yollarnn oluturulmasnda ve bu oluturulan takm yollarnn uanda sanayide herkesin bildii G kodlarna dntrlerek CNC tezghlara

tanmasnda kullanlan bir programdr. retim yazlmlar iin kullanlan CAM

programlar arasnda MasterCAM, SurfCAM, EdgeCAM, ve MillCAM en ok

kullanlanlardr.

3.4.4. Hareket Kontrolr (G Kodu Yorumlayc)

G kodlar paralel balant noktasndan gnderilen hareket sinyallerinin bir kiisel

bilgisayar yardmyla, ara yz yazlmlar tarafndan yorumlanmasyla CNC

tezghlarda kullanlabilir. Endstriyel CNC tezghlarda kullanlan ara yz

programlar G kodlarn seri haberleme balant noktalar zerinden yaz

biiminde alrlar. retilen hareket sinyalleri bir mikroilemci yardmyla G

kodlarna dntrlr.

3.4.4.1 CNC Tezghlarda Para Programlamada Kullanlan G ve M Kodlar

Bu kodlar makineye yaptrlmak istenen ilemin makine tarafndan

tannmas iin kullanlan bir programlama dilidir. G kodlar makineye yapmas

gereken ilemi anlatmakta kullanlr. CNC makinelerinin tipine gre baz G

kodlarnn anlamlar da deiebilir. G kodlama dili sanayide en ok FANUC

marka kontrol niteli CNC tezghlarda kullanlmaktadr. Tablo 3.1 de en ok

kullanlan G kodlar verilmitir.


23/89

23

Tablo 3.1 G KODLARI

G KODU FONKSYONLARIG00 Pozisyonlandrma

G01 Dorusal kesmeG02 Saat ynnde dairesel kesmeG03 Saatin tersi ynde dairsel kesmeG17 XY DzlemiG18 ZX DzlemiG20 n ProgramlamaG21 Metrik programlamaG27 Referans noktasna dn kontrolG28 Referans noktasna gndermeG29 Referans noktasna dn

G30 2.3.ve 4.referans noktasna gndermeG31 Atlama fonksiyonuG40 Takm yarap telafisiG41 Sol Takm yarap telafisiG42 Sa Takm yarap telafisiG49 Takm boy telafi iptaliG52 Koordinat sistemi kaydrmaG53 Makine koordinat sistemi semeG54 1.iparas sfr semeG55 2.iparas sfr seme

G56 3.iparas sfr semeG57 4..iparas sfr semeG58 5.iparas sfr semeG59 6.iparas sfr semeG68 Koordinat sistemi evirmeG69 Koordinat sistemi evirme iptaliG80 evrim iptaliG90 Mutlak sistemG91 Artmsal sistem

G92 paras

s

f

r

deitirmeG94 lerleme mm/dk.G95 lerleme mm/dev.G98 evrim sonras Z noktasna dnmeG99 evrim sonras R emniyet noktasna dnme

Bu kodlar makinenin almasnda yardmc komutlarn uygulanmasnda

kullanlr. Tablo 3.2 de en ok kullanlan M kodlar verilmitir.


24/89

24

Tablo 3.2 M KODLARI

M KODLARI FONSYONLARIM00 Program Durdurma

M01 stee bal olarak program durdurmaM02 Program sonuM03 Saat Ynnde fener mili evirmeM04 Saatin tersi ynnde fener mili evirmeM05 Fener mili durdurmaM06 Takm deitirmeM08 Soutma svs amaM09 Soutma svs kapatmaM10 Z ekseni Kilitlemeyi kaldrmaM11 Z ekseni kilitleme

M12 Dner tabla pnomatik skmaM13 Dner tabla pnomatik skma iptaliM16 Takm iinden soutma svs vermeM17 Takm iinden soutma svs kapatmaM19 Fener mili pozisyonlandrmaM29 Rijit klavuz ekmeM30 Program sonu baa dnM32 Programlanabilir hava fleme amaM33 Programlanabilir hava fleme kapamaM70 Ayna grnts iptali

M71 X ekseninde ayna grntsM72 Y ekseninde ayna grntsM74 4. ayna grntsM98 Yardmc program armaM99 Yardmc program sonu

3.4.5. Step Motor Srcleri ve Kontrolrleri

Step motor srcleri, bir step motorun kontrol edilmesinde kullanlr. G kodlar

tarafndan verilen komut deeri kadar motorun ileri veya geri hareket ettirilmesi

step motor srcleri tarafndan salanmaktadr. ekil 3.1 de basit bir step motor

srcs grlmektedir. Srcler motorun bir turunu ka adma bldklerine

gre snflandrlrlar. rnein bir turunu 5000 adma blen bir srcnn

hassasiyeti 1/5000 dr. Srclerin fiyatlar hassasiyetleri ile doru orantldr.


25/89

25

ekil 3.1 Step Motor Src

Step motor kontrolleri, programdan alnan deerin yorumlanarak srcye

gnderilmesini salar. Bu yorumlamay bir ara yz program sayesinde yapar.

ekil 3.2 de balant giri ve klar bulunan bir kontroller grlmektedir. G ve

M kodlar ile yazlm bir programn yorumunu yaparak programda G kodlar ile

birlikte verilen komutlardaki deerler kadar, src yardmyla, step motora

hareket verir.

ekil 3.2 Kontroller

3.4.6. Step Motorlar

Step motorlar dnme hareketindeki adm ve yn sinyallerini dntrler ve

basit birekilde kontrol edilebilirler. Her ne kadar step motorlar, dijital geri

besleme sinyalleri ile ya da analog sinyal kombinasyonlar ile kullanlsa da,


26/89

26

ounlukla geri bildirim (ak ulu) dnda kullanlanlar da vardr. Step

motorlarn kontrol iin src veya kontrol kart gereklidir.

ekil 3.3 Step Motor Yaps

Tipik bir hybrid motorun rotoru, iki yumuak demir paras etrafnda

eksenel mknatslanma yardmyla sabit hale gelir. Rotorun zerindeki demir

paralarn yzeyinde 50 di vardr ve rotorla stator arasndaki hava boluunda bu

diler akma yol gsterir. Genellikle iki fazl bir step motor iin sarm adm dier

diler arasnda kalan mesafeye baklarak 1,5 di olarak ayarlanr. Stator genellikle

rotorda bulunan di saysyla ayn di saysna sahiptir. Fakat motorun tasarmna

bal olarak bir-iki di eksik veya fazla olabilir. ekil 3.3 de basit bir step motorun

ematik iyaps grlmektedir.

Step motorlarn avantajlarndan bahsedecek olursak; maksimum dinamik

dnme momenti, dk hzlarda en yksek deerine ular. ekil 3.4 de piyasada

bulunan bir step motor grlmektedir. Step motorlar kolaylkla ivmelenebilirler,

rijitlie ve sabit bir dnme momentine sahiptirler, bu yzden genellikle fren ve

kavramalara gerek duyulmaz. Step motorlar retim yaplar itibariyle dijitaldirler.

Pozisyon belirleyici admlarn says, hz belirleyici frekans admlarnn saysyla

ayndr. Bu avantajlara ek olarak ok pahal deil, kolay kontrol edilebilir ve

yapsnda fra yoktur, s kayb bakmndan stn bir zellik gsterirler ve her

boyuttaki motor iin yksek dnme momenti ile birlikte olduka rijit motorlardr.

Step motorlarla ilgili dezavantajlarda vardr. Dezavantajlarn en

bynden biri devir says arttka buna ters orantl olarak dnme momenti de

der. nk ou step motorlar pozisyon sensr olmadan ak ulu olarak


27/89


28/89

28

asndan dier vida somunlarna gre bilyal vida somununa nemli stnlkler

salamaktadr.

Dk motor kuvvetlerinde verimin yksek olmas, tahmin edilebilir

kullanm mrnn yksek olmas dk anma oranlarna sahip olmas ve

bakmnn fazla bir mali klfetinin olmamas bilyal vidalarn avantajlar

arasndadr. ekil 3.5 de bilyal vida sistemi basit olarak gsterilmitir.

ekil 3.5 Bilyal vida sistemi i yaps

Malzeme seiminin snrl olmas, balangtaki yksek maliyeti, ve dikey

uygulamalarda bir yardmc fren sistemine gerek duyulmas bilyal vidalarn

dezavantajlar arasndadr.

ekil 3.6 ACME Tip Vida rnekleri


29/89

29

ACME tipi standart ve normal standart olmayan vida sistemleri, bir

somunla beraber milin zerine di alm halde piyasada bulunurlar. Bu tr

vidalarn piyasada pek ok eidi bulunmaktadr. Fakat endstride yaygn olarak

kullanlan ACME tipi vida ve somunlardr. nk ACME tipi vidalar standart bir

yapya ve vida ekline sahiptirler ve ayrca eitli reticilerden paralar kolaylkla

deitirilebilir. Bir vidann ilevini basit olarakyle aklayabiliriz, giri olarak

verilen dnme hareketini k olarak dorusal bir harekete evirir. Somun vidal

mil dnerken sabit tutulur ve bylece vida dnd miktarda, somun mil

uzunluu boyunca ileri geri hareketi yapar. Somunun vidal mile srtnme

miktarnda evrenin, yalamann ykn ve i evriminin nemli bir etkisi vardr.

Bu yzden bu vidalarn kullanm mrn belirlemek olduka zordur. ekil 3.6 da

piyasada bulunan ACME tip vidalar grlmektedir. Vida ve somunlar deiik

sistemler belirli tolerans ve llerde uygulanabilirler. Somun ve vida arasnda

temas yzeyi kullanm artlarna bal olarak anmaya ve verimde dmeye

neden olur.

Dey uygulamalardaki kendi kendini kilitleme zellii nemli bir

avantajdr. Ayrca balangtaki dk fiyat, sessiz almas, kolay montaj ve

geni malzeme seimi balca avantajlar arasndadr. Dk verimlilik, kullanmmrnn belirsizlii ve yksek motor glerine ihtiya duymas balca

dezavantajlarndandr.

ekil 3.7 Endstriyel CNC Tezgahlarda Kullanlan Dorusal Yataklar

Dorusal yataklar en ok dorusal hareket uygulamalarnda kullanlrlar.

Bu tr yataklar zerlerine gelen ykleri eit olarak datarak desteklemekle

beraber bir ray boyunca ileri geri hareket edebilirler. Dorusal yatak sistemleri iki

ana paradan oluur. Araba ve arabann zerinde kayd ray, arabada bulunan

DORUSALYATAKARABALARI

DORUSALKIZAK


30/89

30

bilya taneleri yuvalarndan kmayacak ekilde srekli devir daim yapacak

biimde dizilmitir. ekil 3.7 de endstriyel bir CNC tezgahta kullanlan

yataklama sistemi grlmektedir. Dorusal yataklarn yuvarlanarak temas

etmelerinin avantajlarndan faydalanarak bir dzlemsel yatak gibi kolayca montaj

yaplabilir. Bilya dizilimine gre yk dalm, kzak sertlii, kullanm mr ve

dorusal yataklarn yk kapasiteleri gz nnde tutulmas gereken nemli

zelliklerinden bir kadr. ou uygulamalarda dorusal yataklar ift rayl ve bir

rayn zerinde iki araba olacakekilde montaj edilirler.

ekil 3.8 Dorusal Kaymal Yatak

Bundan dolay ar yk uygulamalarnda drt noktadan desteklendii iin

dorusal yatak sistemleri tercih edilmektedir. Yataklama ve ykleme eitleri ile

ilgili deiik ve basit sistem mevcuttur. ekil 3.8 de dorusal kaymal yatak

grlmektedir. ekil 3.9 a, b ve c de deiik ykler altnda hareket tipleri

grlmektedir.


31/89

31

a) Normal Yk Altnda Yatay Hareket

Tezgh sistemlerinde en ok X ve Y eksenlerinde kullanlmaktadr. Bu tip

yataklama sistemlerinde yk arabalara eit olarak dalmaktadr.

ekil 3.9.a Normal Yk Altnda Yataklama Uygulamas

b) Yan Yk Altnda Yatay Hareket

Y ve Z eksen sistemlerinin yataklanmasnda kullanlan bir yataklama

biimidir.

ekil 3.9.b Yan Yk Altnda Yataklama Uygulamas


32/89

32

c) Dik Yk Altnda Dikey Hareket

Z eksen sisteminin yataklanmasnda tercih edilen bir sistemdir.

ekil 3.9.c Dik Yk Altnda Yataklama Uygulamas

3.4.8. Makine Gvdesi

Tezgh tipine gre, tezgh gvdeleri birbirinden olduka farkldr. Ancak

bir genelletirme yaplrsa tezghlarn gvdesi, banko ve kolonlardan meydanagelir. Banko, tezghn bulunduu zemine gre yatay; kolon, bu zemine gre dikey

vaziyette bulunan gvde ksmdr. Buna gre baz tezghlar rnein torna, sadece

bankodan; bazlar rnein freze sadece kolondan meydana gelirler.

Tezgh gvdeleri; yksek rijitlie ve ktleleri azaltmak iin hafif

konstrksiyona sahip olmalar; baka bir deyile rijitlik / ktle oran yksek

olmas gerekir. Ayrca malzeme seiminde snmleme zellii de dikkate alnr.

Rijitlik/ktle oran

zerinde yap

lan teorik ve deneysel incelemelere gre, bubakmdan en uygun kesitin ii bo kesit olduu anlalmtr. Bo kesitler eilme

ve burulma gibi zorlamalarda, kesitteki gerilmelerin dalmm eitlemekle

beraber eylemsizlik momentim de artrrlar. Ancak bu durumda elemann d

boyutu da artar. Bo kesitli elemanlarn rijitliklerini artrmak iin kaburgalar veya

zel ekillendirmeler yerletirilir. Gvdelerin burulma rijitlii, gvdeyi oluturan

ksmlarn birbirine balama ekline baldr. Genellikle cvatalarla n gerilme

eklinde yaplan bu balamalar, bir yandan veya iki yandan olabilir. Genelde iki


33/89

33

yandan yaplan balama, burulma rijitliini arttrr. Tezghlarn rijitlii, tasarm

srasnda gnmzde gelitirilmi bir hesap yntemi olan, sonlu elemanlar

yntemi ile kontrol edilir. ekil 3.10 da endstride kullanlan bir CNC gvdesi

grlmektedir.

ekil 3.10 CNC Tezghn Gvdesi


34/89

34

3.5. FARKLI KONSTRUKSYONLARDAK CNC FREZE TEZGHLARI

3.5.1. Kpr Tipi CNC Freze Konstrksiyonu

ekil 3.11 de grlen makine konstrksiyonu ilk olarak makine yapacaklariin basit ve salam bir yapya sahiptir. Bu konstrksiyon tasarmnda X ekseni ve

Z ekseni ayn stun zerinde hareket etmekte ve Y ekseni bu iki eksenden

bamsz hareket etmektedir. Bu nedenle yksek mukavemetli paralarn

ilenmesine elverili bir tasarmdr. Fakat ilenecek olan i paras ebatlar tabla

ebatlar ile snrl olduundan byk paralarn, ahap plakalarn, ilenmesine pek

elverili deildir.

ekil 3.11 Kpr tipi CNC tasarm

3.5.2. niversal Freze Tipi CNC Freze Tasarm

ekil 3.12 de grlen makine konstrksiyonu u anda endstriyel alanda

kullanlan CNCler ile yaklak olarak ayn yapya sahiptir. X ve Y eksenleri ayn

yap zerinde Z ekseni ise bamsz olarak hareket etmektedir. Bu tr


35/89

35

konstrksiyonlarn imalat kolay deildir. Yksek maliyet ve iilik

gerekmektedir. Bu yzden kk tip tezgh yapmnda bu tr konstrksiyonlara

yer verilmemektedir.

ekil 3.12 eksenli niversal tip CNC tasarm

3.5.3. Eksenli Tek Gvdeden Hareket Sistemli CNC Freze Konstrksiyonu

ekil 3.13 de grlen tasarm ilk defa byle bir makine yapacaklar iin

olduka karmak bir yapya sahiptir. nk kesici takm, eksende birdenhareket edebilme kabiliyetine sahiptir. Bu yzden tezghn gvdesinin rijit ve

dayankl olmas gerekmektedir.

ekil 3.13 eksenli CNC tasarm


36/89

36

4. EKSENL MASA TP CNC FREZE TEZGHI TASARIM VE

MALATI

4.1. CNC TEZGH EKSENLERCNC takm tezghlarnn eksen tanmlamalarnda kartezyen koordinat

sistemi kullanlr. Bu sistemde eksenler byk X, Y ve Z harfleri ile gsterilir. Bu

eksenin kesime noktalar ise sfr noktasdr. Bu eksenler tezgh tablasnn

boyuna, enine ve tezgh milinin dey hareketlerinin tanmlanmasnda kullanlr.

Gnmz sanayisinde kullanlan CNC torna ve CNC dik ilem merkezinin

alma eksenleri aada gsterilmitir.

4.1.2 CNC Torna Tezgh Eksenleri

ekil 4.1 CNC Torna Tezgh Eksen Sistemi

Bir CNC torna tezghnn eksen sisteminde, temel olarak fener mili

eksenine paralel X ekseni ve fener mili eksenine dik olan Z ekseni vardr. Fakat

teknolojinin gelimesi ile beraber bir torna tezghndan alnabilecek verimi

arttrmak iin, ekil 4.1 de gsterildii gibi para balamada kullanlan aynann

dnme ekseni de kullanlmaya baland. Bu eksen C harfi ile isimlendirildi. Bu

eksen sayesinde silindirik i paras zerinde bulunan kama kanallar, helisel


37/89

37

kanallar, evrede eit sayda bulunan delikler, gibi ilemler para sklmeden

CNC torna tezghnda yaplabilmektedir.

4.1. 3 CNC Freze Tezgh Eksenleri

ekil 4.2 CNC Freze Tezghnn Eksen Sistemi

Tezgh fener milinin ekseni dorultusundaki hareket Z, tezgh tablasnn Z

ekseniyle 90lik bir ada kesien ve en uzun kursa sahip olan hareketi X, Z

ekseniyle 90lik ayla kesien ancak X ekseninden daha ksa olan hareketi Y

harfiyle ifade edilir. Tezgh eksenleri ile ilgili bu tanmlamalar standart hale

getirilmitir. (Arslan 1993)

CNC dik ilem merkezlerinde, gnmz teknolojisi kullanlaraku anda 5

ve 6 eksenli tezghlar retilmeye ve kullanlmaya balanmtr. ekil 4.2 de buna

bir rnek gsterilmitir. Bu 5. ve 6. eksenler Z ekseninin belli ada ne ve yana

hareket ettirilmesi ille salanmaktadr. Baz tezghlarda ise 4. eksen olarak

tanmlanan divizr sistemleri de bulunmaktadr. Divizrlerde ise yine para

sklmeden para zerinde bulunan helisel kanallar ve deiik geometriler

ilenebilmektedir.


38/89

38

4.2. HESAPLAMALAR

Montaj resmi ekil 4.3de grlen eksenli masa tipi CNC freze tezghnn

hareket iletiminde dorusal yataklar, vidal bilyal miller kullanld. Tahrik motoru

olarak tm eksenler iin step motor seildi. Kesici motor olarak spindle motor

tercih edildi. Aadaki tabloda tezghn kabul edilen boyutlar kesme hzlar gibi

deerler verildi. Bu deerlerden yola klarak ilk olarak X,Y,Z eksenlerindeki

kesme kuvvetleri hesapland, daha sonra kesici motor seildi. Dier hesaplarda da

X,Y,Z ekseni iin gerekli dorusal rulman, bilyal vidal mil, step motor tipleri ve

boyutlar belirlendi.

ekil 4.3 Eksenli Masa Tipi CNC Freze Tezgah

X EKSEN

Z EKSEN

Y EKSEN


39/89

39

Tablo 4.1 Masa Tipi CNC Freze Tasarm Parametreleri

Tezgh tipi Masa Tipi CNC Freze

Tahrikekli Step motor ile

X,Y,Z yataklama boylar 500 mm, 350 mm, 350 mm

Kesme derinlii(max) a = 5 mm

lerleme hz(max) 1 m/dk

Bota ilerleme hz 15 m/dk

4.2.1.Kesme Kuvvetlerinin Hesab

Kesme kuvvetinin hesab alminyum malzeme ilendii dnlerekhesaplanmtr.

D = 10 mm alnd.

Kesme hz = 50 m/dk alnd.

V=1000

.. nD=1590 dev/dk [1]

FS

= Ze.b.h

m.k

S[2]

kS = 800 2mmN

hm

= Sz

.D

a[3]

Sz

= 0,18 mm/di (tablodan)

Aln frezelemedeDa 0.6 olmal

a = 5 mm alnd

Bilinenler yerine konarak hm

= 0,18.105 = 0,127 mm

D= 1,6.b aln frezeleme iin b= 6.25

Sz

=nZ

u

.denkleminden Z= 4 bulundu. [4]

Ze

= Z.S

/360 [5]

S= 180 0 Z

e= 2 bulundu.

F S = 2. 6,25. 0,127. 800 = 1270 N (kesme kuvveti)


40/89

40

FV

= 0,3.FS

= 381 N [6]

FR

=0,85. FS

= 1080 N [7]

P S = 1000.60 .VF

S [8]

PS

=60000

50.1270= 1,05 kW bulundu. 1.5 kW lk motor gc alnd.

STAYER marka SD 26 tip kesici motor seildi. Max devir:27000 d/dk

4.2.2. Z Ekseni in Gerekli Hesaplamalar

Z ekseni dorusal yatak seimi

X ve Y eksenindeki kesme kuvvetleri yataa bask yaparlar, bu yzden dorusal

yatak seiminde FV

ilerleme kuvveti esas alnacaktr.

FV = 381 N bulunmutu.

SAMICK firmasnn katalogundan SCE20UU dorusal rulmanl dorusal yatak

seildi.

Z Ekseni Vidal Bilyal Mil Seimi

Bilyal mil seiminde radyal kesme FR kuvveti kullanlacaktr. Ayrca, motor ve

motoru tayan tabla arl da hesaba katlacaktr. u admlar izlenir.

a) Montaj metodunun seimi

Comtop katalogundan sabit u-serbest u, sabit u-desteklenmi u, sabit u-sabit

u olmak zere 3 tip montaj metodu belirtilmitir. Tasarm

m

zda sabit u-

desteklenmi u montaj tipi uygulanacaktr.

b) Bilyal vidaya gelen toplam eksenel ykn hesaplanmas

F e = FR + F a [9]

Fa = f - W, [10]

W =m.g motorun ve onu tayan tablann arl [11]

m: 20 kg alnd.


41/89

41

W=20 . 9,81 = 196,2 N ise f = 80 N

F e = 1080 + 80 196,2 =963.8 N

c)Mil apnn seimi

Comtop firmasnn katalogundan eksenel yk-montaj mesafesi ve dnme

devri montaj mesafesi grafiklerinden uygun vidal mil ap seilir.

F e = 983,8 N ve montaj mesafesi L B = 350 mm iin gerekli vidal mil ap D = 16

mm bulundu.

Motor devri seimi

Motor devri seimi iin bilyal vida adm (PB ) 5 mm, redksiyon oran(R) 1 ve devir 15000 mm/dk olarak alnmtr. Bu deerlere dayanarak forml 12

kullanlarak aadaki sonular elde edilmitir

N m = V . R / PB [12]

N m = 3000 dev/dk bulundu.

Devre gre incelendiinde D = 12 mm olmas gerekir, fakat kesme kuvvetine gre

D=16 mm bulunmutu. Emniyetli alabilmesi iin D = 16 mm seildi.

d) Vidal mil boyunun seimi

Projede dndmz L=350 mm mesafe katalogdan bakldnda D =

16 mm apa karlk gelen bilyal vida iin emniyetlidir.

e) Uygun Somunun Seimi

Bilyal vida adm (PB ) 5 mm, bilyal vidaya gelen toplam eksenel yk

(F e ) 963,8 N ve bilyal vida ap da D=16 mm olarak bulunduu iin COMTOP

katoloundan uygun somun olarak SFU 16054 seilmitir. Para resmi ve

lleri ekteki resimlerde vardr.

f) Rulman seimi

Rulman seimi iin, bilyal vidann devri (n) 3000 d/dk ve bilyal vida

miline gelen eksenel kuvvet (Fe

) 963,8 N, bilyal

vida mili u ap

(d) 10 mm ve


42/89

42

alma saati olarak ta (L h ) 8000 saat iin denklem 13 ve 14 kullanlarak dinamik

yk dalm bulunmutur. Bu sonuca dayanarak ORS marka tek sra bilyal 6002

rulman seilmitir.

L =6

h

10

L60.n.

L= 1440 [13]

c = L 31

. F e c=10883,6 N. [14]

Motor seimi

Tablo 4.2 Z ekseni motor seim parametreleri

Tala kaldrma iin gerekli momentin hesaplanmas:

T C = ( F r.PB )/(2 . .R. ) [15]

T C = ( 1080 . 0,005)/( 2. . 1 . 0,9 ) = 0,955 N.m

Para ilerleme iin gerekli momentin hesaplanmas

TL = ((9,8.M) +f). PB /(2. .R.) [16]

TL = ((9,8 . 20) + 80).0,005/(2 . . 1. 0,9) = 0,244 N.m

Tala kaldrma annda toplam momentin hesaplanmas

T T = TL + T C [17]

T T = 1,199 N.m

Motor ile vidal mil arasndaki kaplinin ataletinin hesaplanmas

J C = (MK .DK 2 )/8 [18]

t a = 0,1 snM = 20 kg PB = 5 mm R = 1

= 7,85.10 3 kg/m 3 LB = 0,5 m DB = 0,02 m MK = 0,2 kg

DK= 0,050 m = 0,15 = 0,9 V = 15 m/dk

f = 80 N N M = 3000


43/89

43

J C = (0,2 . 0,0502

)/8 = 6,25.105

kg.m2

Vidal milin ataletinin hesaplanmas

JB = ( . .LB .DB4

)/32 [19]

= ( . 7,85.103.0,5.0,02

4)/32 = 6,16.10

5kg.m

2

Dorusal hareketin ataletinin hesaplanmas

J 1.L = M.(PB /2. .R)2

= 20.(0,005/2. .1)2

= 1,2.105

kg.m2

Motoraftna indirgenmi yk ataletlerinin hesaplanmas

J L = J 1.L + JB + J C [20]

J L = 1,361. 104

kg.m2

vmelenme srasndaki anlk gcn hesaplanmas:

P a = (2. . N M /60)2

.(J L /t a ) [21]

P a = 135 W

Tala kaldrrken gereken motor gcn hesaplanmas

P 0 = ( 2. .N M .T T)/60 [22]

P 0 = 376,6 W

Marel makine internet sitesinden MSM23H260-03IP tip motor seildi.

Kaplin seimi

Step motor ile vidal mil arasnda balantda kullanlacak Kaplin seiminde elastik

dili tip kaplin katalogu kullanlmtr. Kaplin seiminde ncelikle balants

gerekletirilecek millerin aplar belirlenmelidir. Seimi yaplan motorun mili

6 mm, vidal milin Kaplin tarafndaki mil ap 8 mmdir. Seimin 2. aamas

kaplinin aktarlacak momenti emniyetli birekilde tayp tamayacadr. Bunun

hesaplanmas

iin u formller kullan

l

r.


44/89

44

Kaplinin tamas gereken moment-(Nm)

TK = ( 9550 . P .FU )/ n [23]

Servis faktr

FU = F M . FW [24]

Tablo 4.3 Z ekseni motor balant seim parametreleri

F N = 1,75 FW= 1 P 0 =0,376 kWn = 3000 dev/dak

Servis faktrnn hesaplanmas:

FU = F M . FW = 1,75

TK = ( 9550 . P .FU )/ n = ( 9550. 0,376 . 1,75)/ 3000 = 2,09 Nm

n = 3000 dev/dak

Kapln katoloundan Dk 20 tip kaplin seildi.

TK = 6 2,09 Nm n = 11940 3000 dev/dak ise emniyetlidir.

4.2.3. Y Ekseni in Gerekli Hesaplamalar

Y ekseni dorusal yatak seimi

X ve Y eksenindeki kesme kuvvetleri dorusal yataa bask yaparlar, bu

yzden eksenel rulman seiminde FV ilerleme kuvveti esas alnacaktr.


Y ekseninde mile etkiyen arlk kuvveti tahmini olarak 392,4 N alnd.

Yataa toplam 773.4 N kuvvet etki ediyor. Bu kuvvetlere gre SAMICK

firmasnn katalogundan SC20UUN numaral dorusal rulmanl yatak seildi.

Y ekseni vidal bilyal mil seimi

Bilyal mil seiminde F V kesme kuvveti kullanlacaktr. Ayrca motor, motoru

tayan tabla ve hareket eden tabla arl da hesaba katlacaktr.

u admlar izlenir


45/89

45


Comtop katalogunda sabit u-serbest u, sabit u-desteklenmi u, sabit

u-sabit u olmak zere 3 tip montaj metodu belirtilmitir. Dizaynmzda sabit u-


b) Vidal mile gelen toplam eksenel ykn hesaplanmas

F e = F V+ Fa Fa = f + W. W =m.g toplam arlk 392,4 N

alnmt.

=vidal milin srtnme katsays=0,15

f = 80 N Fe

= 381 + 138.86 = 519.86 Nc) Mil apnn seimi

Comtop katalogundan eksenel yk-montaj mesafesi ve dnme devri

montaj mesafesi grafiklerinden uygun vidal mil ap seilir.

F e = 519.86 N ve montaj mesafesi LB =350 mm iin gerekli vidal mil ap

D = 14 mm

Motor devri seimi

Motor devri seimi iin bilyal vida adm (PB ) 5 mm, redksiyon oran

(R) 1 ve devir 15000 mm/dk olarak alnmtr. Bu deerlere dayanarak forml 12


N m =3000 dev/dk bulundu. Devre gre grafik incelendiinde D= 14 mm olmas

gerekir, kesme kuvvetine gre de D=14 mm bulunmutu. Emniyetli alabilmesi

iin D= 16 mm seildi.


Projede dndmz L=350 mm mesafe katalogdan bakldnda D=16

mm apa karlk gelen bilyal vida iin emniyetlidir.

e) Uygun somunun seimi


(Fe

) 963,8 N ve bilyal

vida ap

da D=16 mm olarak bulunduu iin COMTOP


46/89

46



f) Rulman seimi


miline gelen eksenel kuvvet (F e ) 963,8 N, bilyal vida mili u ap (d) 10 mm ve



rulman seilmitir.

L =6

h

10

L60.n.

ise L= 1440

c = L 31

. F e ise c=10883,6 N

Motor seimi

Tablo 4.4 Y ekseni motor seim parametreleri

t a = 0,1 snM = 40 kg PB = 5 mm R = 1

= 7,85.103

kg/m

3

LB = 0,8 m DB = 0,02 m MK = 0,2 kg

DK= 0,050 m = 0,15 = 0,9 V = 15 m/dk

f = 80 N N M = 3000


T C = ( Fv .PB )/(2 . .R. ) =( 381 . 0,005 )/( 2. . 1 . 0,9 ) = 0,335 N.m

Para ilerlemesi iin gerekli momentin hesaplanmas

TL =((9,8. .M) +f). PB /(2. .R.) = ((9,8 .0,15. 40) + 80).0,005/(2 . . 1. 0,9)

= 0,122 N.m


T T = TL + T C = 0,457 N.m


47/89

47


J C = (MK .DK 2

)/8 = (0,2 . 0,0502

)/8 = 6,25.105

kg.m2


JB = ( . .LB .DB4

)/32 = ( . 7,85.103.0,8.0,02

4)/32 = 9,8.10

5kg.m

2


J 1.L = M.(PB /2. .R)2

= 40.(0,005/2. .1)2

= 2,4.105

kg.m2


J L = J 1.L + JB + J C = 1,845 . 10 4

kg.m 2


P a = (2. . N M /60)2

.(J L /t a ) = 183 W


P 0 = ( 2. .N M .T T)/60 = 143,5 W


Kaplin seimi

Step motor ile vidal mil arasnda balantda kullanlacak Kaplin

seiminde elastik dili tip kaplin katalogu kullanlmtr. Kaplin seiminde

ncelikle balants gerekletirilecek millerin aplar belirlenmelidir. Seimi

yaplan motorun mili 6 mm, vidal milin Kaplin tarafndaki mil ap 8 mmdir.

Seimin 2. aamas kaplinin aktarlacak momenti emniyetli bir ekilde tayp

tamayacadr. Bunun hesaplanmas iin u formller kullanlr.

Kaplinin tamas gereken moment-Nm

TK = ( 9550 . P .FU )/ n

Servis faktr

FU = F M . FW


48/89

48

Tablo 4.5 Y ekseni motor balant seim parametreleri


FU = F M . FW = 1,75

TK = ( 9550 . P .FU )/ n = ( 9550. 0,143. 1,75)/ 3000 = 0,79 Nm

n = 3000 dev/dak

Kaplin kataloundan Dk 20 kaplin seildi.

TK = 6 0,79 Nm n = 11940 3000 dev/dak Emniyetlidir.

4.2.4. X Ekseni in Gerekli Hesaplamalar

X ekseni dorusal rulman seimi

X ve Y eksenindeki kesme kuvvetleri eksenel rulmana bask yaparlar, bu yzden

eksenel rulman seiminde FV ilerleme kuvveti esas alnacaktr.


X ekseninde mile etkiyen arlk kuvveti tahmini olarak 1500 N alnd.

Yataa toplam 1881 N kuvvet etki ediyor. Bu kuvvetlere gre samick firmasnn

katalogundan SCE20UU tip dorusal yatak seildi.

X ekseni vidal bilyal mil seimi

Bilyal

mil seiminde FV

kesme kuvveti kullanlacakt

r. Ayr

ca X ekseninde

hareket eden paralarn arl da hesaba katlacaktr. u admlar izlenir:


Comtop katalogunda sabit u-serbest u, sabit u-desteklenmi u, sabit

u-sabit u olmak zere 3 tip montaj metodu belirtilmitir. Dizaynmzda sabit u-


FN = 1,75 FW= 1 P 0 =0,143 kwn = 3000 dev/dak


49/89

49

b) Vidal mile gelen toplam eksenel ykn hesaplanmas

F e = FV+ Fa Fa = f + W. W =m.g

X ekseninde hareket eden toplam paralarn arl 500 N alnmt.

=0,15, f = 80 N ise F e = 381 + 305 = 686

c) Mil apnn seimi

Comtop katalogundan eksenel yk-montaj mesafesi ve dnme devri

montaj mesafesi grafiklerinden uygun vidal mil ap seilir.

F e = 686 N ve montaj mesafesi L B =500 mm iin gerekli vidal mil ap D

belirlenecektir.

Motor devri seimi

Motor devri seimi iin bilyal vida adm (PB ) 5 mm, redksiyon oran

(R) 1 ve devir 15000 mm/dk olarak alnmtr. Bu deerlere dayanarak forml 12


N m =3000 dev/dk bulundu. Devre gre grafik incelendiinde D= 14 mm olmas

gerekir, kesme kuvvetine gre de D=14 mm bulunmutu. Emniyetli alabilmesi

iin D= 16 mm seildi.


Projede dndmz L=500 mm mesafe katalogdan bakldnda D=16

mm apa denk gelen bilyal vida iin emniyetlidir.

e)Uygun somunun seimi


(F e ) 963,8 N ve bilyal vida ap da D=16 mm olarak bulunduu iin COMTOP



f) Rulman seimi


miline gelen eksenel kuvvet (Fe

) 963,8 N, bilyal

vida mili u ap

(d) 10 mm ve


50/89

50



rulman seilmitir.

L =6

h

10

L60.n.

ise L= 1440

c = L 31

. F e ise c=10883,6 N

Motor seimi

Tablo 4.6 X ekseni motor seim parametreleri

T a = 0,1 sn M = 50 kg PB = 5 mm R = 1 = 7,85.10

3kg/dm

3 LB = 1,2 m DB = 0,032 m MK = 0,2 kg

DK= 0,050 m = 0,15 = 0,9 V = 15 m/dak

F = 80 N N M = 3000


T C = ( Fv .PB )/(2 . .R. ) =( 381 . 0,005)/( 2. . 1 . 0,9 ) =

0,335 N.m

Para ilerleme iin gerekli momentin hesaplanmas

TL =((9,8. .M) +f). PB /(2. .R.) = ((9,8 .0,15. 50) + 80).0,005/(2 . .1. 0,9)

= 0,265 N.m


T T = TL + T C = 0,6 N.m


J C = (MK .DK 2

)/8 = (0,2 . 0,0502

)/8 = 6,25.105

kg.m2



51/89

51

JB = ( . .LB .DB4

)/32 = ( . 7,85.103.1,2.0,02

4)/32 = 96,9. 10

5kg.m

2


J 1.L = M.(PB /2. .R)2

= 150.(0,005/2. .1)2

= 9.105

kg.m2


J L = J 1.L + JB + J C = 11,2 . 104

kg.m2


P a = (2. . N M /60) 2 .(J L /t a ) = 1103,7 W


P 0 = ( 2. .N M .T T)/60 = 188,4 W


Kaplin seimi

Step motor ile vidal mil arasnda balantda kullanlacak Kaplin

seiminde elastik dili tip kaplin katalogu kullanlmtr. Kaplin seiminde

ncelikle balants gerekletirilecek millerin aplar belirlenmelidir. Seimi

yaplan motorun mili 6 mm, vidal milin Kaplin tarafndaki mil ap 8 mmdir.

Seimin 2. aamas kaplinin aktarlacak momenti emniyetli bir ekilde tayp

tamayacadr. Bunun hesaplanmas iin u formller kullanlr.

Kaplinin tamas gereken moment-Nm

TK = ( 9550 . P .FU )/ n

Servis faktr

FU = F M . FW

Tablo 4.7 X ekseni motor balant kaplini seim parametreleri

FN = 1,75 FW= 1 P a =1,103 kWn = 3000 dev/dk


52/89

52


FU = F M . FW = 1,75

TK = ( 9550 . P .FU

)/ n = ( 9550. 1,103. 1,75)/ 3000 = 6,14 Nmn = 3000 dev/dk

Kaplin katoloundan Dk 20 kaplin seildi.

TK = 10 6,14 Nm n = 8680 3000 dev/dk Emniyetlidir.


53/89

53

ANA GVDE

ELEKTRONKKONTROLSSTEM

Z EKSEN

SSTEM

X EKSENSSTEM

Y EKSEN

SSTEM

4.3. TASARIM VE RETM YAPILAN MASA TP CNC FREZE

TEZGHINDA KULLANILAN PARALAR VE ZELLKLER

Masa tipi CNC freze olarak tasarlanan bu makine tasarmda 6 ana blme

ayrlmtr. Bunlar;

Tezghn ana gvdesi, Yataklama sistemi ve elamanlar, Tahrik sistemi ve elamanlar, Hareket iletim sistemi ve elamanlar, Elektronik kontrol sistemi,

BirKiiselBilgisayar, olarak belirlenmitir.

ekil 4.3 Masa Tipi CNC Freze blmleri


54/89

54

4.3.1. Ana Gvde

Masa tipi CNC freze tezghnn ana gvdesi, makinenin hareketli

aksamnn montajnn yapld blmdr. Vidal mil ve yataklama millerinin,sabitleme lamalarna montaj yapldktan sonra ana gvde zerine montaj yaplr.

Ana gvdenin yapm kaynakl imalat olarak tasarlanm ve imal edilmitir.

Bunun amac, salam bir yap elde edebilmektedir. Makinenin ileme esnasnda

maruz kalaca btn ykler, tezghn ana gvdesine etki edeceinden dolay

makine sisteminin salam bir yapya ihtiyac vardr. Bu salam yapda kaynakl

imalatla salamtr. ekil 4.4 de ana gvdenin 3 boyutlu tasarm programnda

izilmi hali grlmektedir.

ekil 4.4 Ana Gvde


55/89


56/89

56

iin bilyal vida sistemi kullanlmtr. ekil 4.6 da Z ekseni step motoru

grlmektedir. Step motorlar dk hzlarda yksek dnme momenti rettikleri ve

kontrol kolay yapld iin seilmitir. Sistemde X, Y, Z eksenlerinde olmak

zere 3 adet step motor kullanlmtr. Bu step motorlar 0,68 Nm dnme

momentine sahip ve 3 A akm ekmektedir. Kullanlan step motor lleri ve

dier zellikleri EK 2 de verilmitir.

ekil 4.6 Z ekseni tahrik motoru

4.3.4. Hareket letim Sistemi Ve Elamanlar

Step motorlarla tahrik edilen eksen sistemleri, dnme hareketini DK tip

kaplinler yardmyla vidal mil sistemlerine aktarrlar. Bu dnme hareketi bilyalvida sisteminin paras olan bilyal vida somunlarnn, hareket edecek sisteme

sabitletirilmesiyle, motordan alnan dnme hareketini eksen sistemlerine

dorusal hareket olarak iletir. ekil 4.7 de kullanlan bilyal vida ve somunlar

grlmektedir. Bilyal vidalar zerinde bir bilya tanesinin gezecei ekilde, bilya

tanesi profiline uygun olarak imal edilirler. Bilyal vida somunu iindeki kanallara

belirli boluk toleranslarna gre dizilmi bilya taneleri mil hareket ettike srekli

bir devir daim ierisinde birbirlerine takip ederek yer deitirirler. Bu yerdeitirme esnasnda bilyal vida somunu hareket ettii iin motordan alnan

dnme hareketi dorusal harekete evrilmi olur. Bilyal vida sistemleri ok

hassas bir yapya sahip olduklar iin, montaj esnasnda dikkat edilmesi gereken

birka zellikleri vardr. Bilyal vida somunu iine dizili olarak gelen bilya

taneleri yuvalarndan kmasnlar diye somun iinde zel bir boru vardr. Bu boru

her iki tarafta sabitlenerek montaj haricinde kmas nlenmitir. Montaj

Motorbalantflan

Z eksenitablas


57/89

57

esnasnda da bu borunun bilyal vida mili ile dikkatli birekilde yer deitirilmesi

salanmaldr. Aksi takdirde bilyalarn dalmas kanlmazdr.

ekil 4.7 Bilyal vida somunu

Bilyal vida somunlarla ilgili seim kataloglar ek de bulunmaktadr. Bilyal

vidann yapm resmi ek de verilmitir.

4.3.5. Elektronik Kontrol Sistemi

Masast CNC freze tezghnn kontrol iin, ekil 4.8 te grlen

elektronik kontrol nitesinde, paralel port kl bir kontroller, bu kontrollerebal olacakekilde 3 adet step motor srcs ve sisteme gerekli olan enerjiyi

salamak iin 1 adet g kayna kullanlmtr. Kullanlan malzemelerin isimleri

ve zellikleri tablo 4.8 de verilmitir.

Bilyal vida mili

Bilyal vidasomunu


58/89


59/89

59

programnda eitli yntemlerle izilen i paralarnn resmi, G kodlarna

dntrlerek, seri port yardmyla kontrollere gnderir. Bu G kodlarn

yorumlayan kontroller, step motor srclerini programda verilen deerler kadar

hareket ettirerek i parasnn ilenmesini salamaktadr.

zellikleri;

letim sistemi Windows (95, 98, Me, XP, NT, 2000) altnda alr. Sratli ileme kabiliyeti ( 300 Block/sn). Gerek Lineer rampa (programlanabilir) 60 125,000 SPS aral. Programlanabilir ivme profili, 4 eksen interpolasyon. +-2 Milyon adm mutlak pozisyonlama. RS232 Akll kontrollerin haberleme hz115K Baud klar Mist, Flood, CW, CCW, AUX1, AUX2 ve AUX3. mili motor devri kontrol iin PWM k El kumandas iin giri. Hzl gncelleme. 9 Pin seri port. 9 V DC harici besleme.

ekil 4.9 Desk CNC Kontroller

Giri ve kklemensleri

lemci

Seri portk


60/89

60

4.3.5.2 M2MD806 Step Motor Srcs

Step motor srcs, kontrollerden gelen sinyaller dorultusunda motora

ileri veya geri ne kadar dnmesi gerektiini syleyen bir sistemdir. Srcler

sayesinde motorlar kararl birekilde alrlar. ekil 4.10 de sistemde kullanlan

step motor srclerden biri grlmektedir. Step srcler en kolay ynetilebilen

srcler olmalarnn yannda en hesapl srclerdir hatta yeterli elektronik

bilgisi olan bir kii bu srcye kolaylkla yapabilir tabii ki profesyonel

uygulamalar iin profesyonel srcler gerekir. Bu srclerin bilinli yaplmas

durumunda ok akll srcler yaplabilir. Bu srclerin uygulamas ok

kolaydr kiinin elektronik bilgisi olmasart deil okur yazar olmas yeterlidir, bu

srclerde standart Step/Dr girileri adm ve yn bilgisi girileridir, Bunun

dnda besleme ve motor girileri bulunur motor fazlar genelde bir bobin

resmiyle tanmlanr ya da A-A bir faz B-B dier faz olarak tanmlanr, Adm ve

amper ayarlar da genelde ematik ya da diren deerleriyle tarif edilmilerdir,

ksacas step motor ve srcleri hem ekonomik hem de uygulamas kolaydr.

zellikleri;

Besleme gerilimi : 20 30 V DC k akm : 1,8,.6,0 A Destekledii adm tipleri : 1/2-, 1/4-, 1/8-, 1/16-, 1/64-1/ 5-, 1/10-,1/25 Akm ayarlama : DIP switch ler yardmyla Frekans skl :0 .. 400 kHz max. alma scakl : 050 C Termal koruma Ksa devre korumas Optik izole edilmi giri sinyalleri Dk titreim yksek hz ve tork


61/89

61

ekil 4.10 M2MD806 Step Motor Srcs

4.3.6 Masa Tipi CNC Freze Tezgh Mekanik Montaj

Masa tipi CNC freze tezghnn mekanik montaj, 4 blmde

gerekletirilmitir. lk olarak ana gvde montaj, Y eksen sistemi, X eksen

sistemi ve son olarak da Z esen sistemi montaj yaplmtr. ekil 4.11 da mekanik

montaj iin gerekli olan paralar grlmektedir.

ekil 4.11 Masa Tipi Cnc Freze Tezgah Paralar

Ana vde

X eksen yatak vebalant plakas

Motor balant flan

Y eksen yatakbalant plakas

Bil al vidalar

Vidal mil ve yataklama milisabitleme lamalar

X eksen tabla

Z eksen i motorubalant plakas

Y ve Z eksenidorusalyataklar

X, Y, Z eksenleridorusal yataklamamilleri


62/89

62

Ek 3 de verilen ana gvde teknik resminde grlen llerde, sanayide

bulunan CNC lazer kesim tezgahnda kesilen ana gvde paralar, kaynakl

montaj metodu kullanlarakekil 4.3 da grld gibi imalat yaplmtr.

Makinenin dier plaka paralar olan x eksen, y eksen ve z eksen tablalar

da yine sanayide bulunan CNC lazer kesim tezghnda kestirilmitir. Bu paralar

zerinde bulunan montaj delik ve Klavuzlar markalanmas mihengir yardmyla

yaplarak matkap tezghnda delikleri delinmi, Klavuzlar ekilmitir.

X, Y ve Z eksenlerinin yataklama lamalar, piyasada bulunan souk ekme

lama (CK 40) malzemesinden istenilen llerde kesilerek, yataklama millerinin

montaj delikleri ve vidal millerin bilya yerleri freze tezghnda ilenmitir.

Plakalara montaj delikleri mihengir yardmyla markalanarak matkap tezghnda

delinmi ve klavuzu ekilmitir.

Yataklama milleri ve vidal miller boyuna lsne torna tezghnda getirilerek

vidal millerin rulman yerleri ve yataklama millerinin balant faturalar yine torna

tezgahnda ilenmitir. Btn bu makine paralarnn ek 1 de verilen teknik

resimlere gre ilemleri yapldktan sonra makinenin montaj verilen l ve

toleranslarda yaplarak makine hazr hale getirilmitir.

4.3.7 Masa Tipi CNC Freze Tezghnda Kullanlan Ara Yz Program;

DESK CNC

DESK CNC program kontroller kart ile beraber alnmtr. Kontroller la

uyumlu bir ekilde almaktadr. Programn amac, bir bilgisayarda izimi

yaplan bir teknik resmin veya herhangi bir izimin operatrn istekleri

dorultusunda G kod sistemine gre program oluturmaktr. Oluturulan

programlar desk CNC program yardmyla bilgisayarlarn seri haberleme portlar

kulanlarak kontrollerdeki seri haberleme portuna gnderilir. Bu programlar

yorumlayan kontroller sistemi harekete geirerek makinenin almasn salar.

Desk CNC program kullanm kolay bir ara yz programdr. Program

dilinin Trke olmas ise, programn renilmesini olduka kolaylatrmaktadr.

ekil 4.12 de ana ekran grlmektedir.


63/89

63

ALIMA ALANI

Elle Komut Giri Satrst Menler

EksenHareketlerini

Eksen Hzn

Kontrol etme

EksenHareketlerini Takip

Para Program TakipSatr

ekil 4.12 Desk CNC Ara Yz Program Ana Ekran Grnts

G Kodu le Program Yazma

G kodlar dnyada kabul edilmi bir CNC programlama dilidir. Iso

standartlarna gre standartlatrlmtr. Bu program kullanan btn CNC

tezghlar genel olarak ayn kodlar kullanrlar. Yeni retilen CNC tezghlarda G

kodlar ile beraber kendi gelitirmi olduklar diyalog programlamada

kullanlmaktadr.

G kodlaryla yazlm bir program satrnn anlamekil 4.13 ve 4.14 de

gsterilmitir.

ekil 4.13 G Kodu Komut Satr


64/89

64

ekil 4.14 G Kodu Komut Satr Aklamas

Sra No HazrlkFonksiyonu

BoyutKelimesi

EkFonksiyonu

DevirFonksiyonu

TakmFonksiyonu


65/89

65

5. DeskCNC ARA YZ PROGRAMI

5.1 DOSYA

Dosya mens altnda, tasarm programlarnda izimi yaplan iparalarnn DeskCNC programna aktarlmasnda kullanlan alt menler vardr.

Tarsm programlarnda izilen paralar hangi formatta izilmise o formata gre

program i parasnn para programn karmaktadr. Bundan sonraki ilem ise

operatrn i paras referans noktasna makinede ayarlamas olarak

gelimektedir.

5.1.1 DXF A

Tasarm yaplan bir i parasnn izim programnda izildikten sonra,

kalem yollarnn karlmas iin,

ekil 5.1 de grlen ekilde herhangi bir tasarm programnda izilmi dxf

uzantl bir dosyann, deskCNC programnda alm durumu grlmektedir.

ekil 5.1 Dxf Formatnda izilmi Bir Teknik Remin DeskCNC ProgramnaAktarlmas


66/89

66

Bundan sonra yaplacak ilemler alma alan iinde sa tklayarak select

all komutunu altrmak ve st menden kalem yollar altnda bulunan kesim

iin , boaltmak iin veya delmek iin komutlarndan birini semektir.

Kesim iin seersek ekil 5.2 de grlen pencere alr buraya i parasnn

ilenmesi iin gerekli olan kesme hz takm ap, paso says parametreler

girilerek kontur ikonuna baslr. Bu ilemden sonra ekil 5.3 de grld gibi

i parasnn ilenmesi iin gerekli ola kalem yollar olumu oldu.

ekil 5.2 Kesim in Kalem Yolu Oluturmak

ekil 5.3 Kalem Yollar Oluturulmu Bir Paras


67/89

67

ekil 5.3 de kalem yollar karlm parann makineye aktarlmas iin

kalem yollar st mensnn altnda bulunan makineyi altr komutunu

altrmaktr. Bu ilemden sonra dosya ad verilerek NC dosyalar kaydedilir.

ekil 5.4 lenmi Parann Programdaki Grnts

ekil 5.4 de grld gibi para program karlan i parasnn

ilenebilmesi iin i parasnn referans noktasn makine tablas zerinde

ayarlamak ve makineyi altrmaktr. Bu ilemden sonra makine alarak

program

yaplan i paras

n, tabla zerinde bal

olan i paras

na aktararak

ilem tamamlanm olunur.

5.1.2 NC DOSYASI A

Kalem yollar oluturan i paralarnn her biri iin bir NC dosyas

oluturulur. NC dosyalar txt formatnda olup G kodlarn iermektedir. Yani

para programlarn iinde bulundurmaktadr. Daha nce yaplm bir parann

programn armak istediimizde ekil 5.5 de grld gibi dosya, NC


68/89

68

dosyas a ve Open NC komutlarn altrarak istediimiz NC dosyasn

gsterilir. Bu ilemden sonra makineye yklenen program altrarak i paras

ilenebilir

ekil 5.5 Nc Dosyas Ama

5.1.3 YAZI YAZDeskCNC program iinde basit bir yaz editr bulundurmaktadr. ekil

5.6 da dosya mens altndaki yaz yaz komutu altrldnda alan pencere

grlmektedir. Yaz boyutu ve tipi girildikten sonra ekle ikonuna baslp hepsini

se komutu altrldktan sonra, kalem yollar olutur komutu altrlr ve son

olarak makineyi altr komutuna tklanarak program makineye yklenir.

ekil 5.6 Yaz Editr


69/89

69

5.2 EKSENL MASA ST CNC FREZE TEZGHI GENEL

ZELLKLER

eksenli masa tipi CNC freze tezgh montaj blmden

olumaktadr. Makinenin metal paralar, ekil 5.7 de grld gibi, teknik

resimlere uygun olarak talal retim takm tezghlarnda ilenmitir.

ekil 5.7 Eksenli Masa Tipi CNC Freze Tezgh Paralar

Makinede kullanlan ve hazr olarak satn alnan lineer rulmanlar, bilyal

vidalar ve indksiyonlu miller iin gerekli olan statik ve dinamik hesaplamalar

yaplmtr. Teknik resimlere uygun olarak paralar ilenmi ve makinenin

mekanik montajna balanmtr. Mekanik montaj blmde tamamlanmtr.

ncelikli olarak ana gvdenin kaynakl imalat yaplmtr. Daha sonra Y

ekseninin yataklama sistemini oluturan lineer miller, vidal mil, somun ve lineer

rulmanlar ana gvde zerine cvatal olarak montaj edilmitir. kinci olarak X

ekseni lineer milleri, vidal milleri ve yataklama lamalar X ekseni tablas zerine

civatal olarak montaj edilmitir. Paket olarak montaj yaplan X ekseni ana gvde

zerinde bulunan Y eksenine civatal birletirme olarak monte edilmitir. Mekanik

Ana vde

X eksen yatak vebalant plakas

Motor balant flan

Y eksen yatakbalant plakas

Bil al vidalar

Vidal mil ve yataklama mili

sabitleme lamalar

X eksen tabla

Z eksen i motorubalant plakas

Y ve Z eksenidorusalyataklar

X, Y, Z eksenleridorusal yataklamamilleri


70/89

70

montajn son blm olarak Z ekseni vidal milleri, lineer milleri vidal somunu

ve lamalar civatal olarak monte edilmitir. Mekanik montaj, eksen motorlarnn

kaplinler ve balant flanlar tarafndan sisteme montaj edilmesi ile

tamamlanmtr.

Elektronik ve elektrik sistemlerinin makine zerine montaj ise 2 blmde

yaplmtr. lk blmde, kontrol kart, step motor srcleri ve g kaynan bir

pano ierisine montaj edilmitir ve aralarndaki kablo balantlar yaplmtr.

kinci blmde ise makine zerine balanan eksen motorlar, snr ve sfr noktas

sivileri arasndaki kablo balantlar yaplmtr ekil 5.8 de pano balantlar

grlmektedir.

ekil 5.8 Pano Balantlar

ekil 5.9 da grld gibi Eksenli Masa st CNC Freze Tezgahmontaj yaplmtr.

5.2.1 Eksenli Masa st CNC Freze Tezghleme Alan ve Malzemeeitlilii.

Tasarm ve imalat yaplan Eksenli Masa st CNC Freze Tezghileme alan,


71/89

71

Tablo 5.1 Eksen Hareket Mesafeleri

Eksenli Masa st CNC Freze TezghX 500 mm

Y 350 mmZ 100 mm

ekil 5.9 Eksenli Masa st CNC Freze Tezgah

Tablo 5.1 de grld gibi 500x350x100 mm ebatlarnda bir i parasrahatlkla ilenebilmektedir. Tezghn ileyebilecei malzeme eitlilii ise tala

kaldrma mukavemeti dk olan malzemelerle snrldr. Bunlar alminyum,

delrin, aa, kestamid gibi demir olmayan metalleri ve endstriyel plastikleri

rahatlkla ileyebilmektedir. Demir malzemeleri ise tezghn konstrksiyonu

nedeniyle salkl olarak ilenememektedir. Fakat yaplacak baz

modifikasyonlarla demir malzemelerde ilenebilir. Ayrca makineye baz


72/89

72

zelliklerde eklenebilmektedir. Bunlar, soutma svs motoru, i mili motoru

devir kontrol gibi eklemelerdir.

Ek 1. de Eksenli Masa st CNC Freze Tezghnda MDF malzeme

zerine yaplan bir ilem grlmektedir. Burada i paras tezgh tablasna

balandktan sonra i paras alma alan belirlenmi ve makinenin ayarlar

blmnden alma alan blmne girilmitir. Para program deskCNC

(www.deskcnc.com) programnda hazrlanmtr. Hazrlanan programn sfr

noktasna gre ayarlanan i paras tablaya balandktan sonra program ve i mili

motoru altrlarak Ek 1 de resmi verilen i paras ilenmitir.


73/89

73

6. SONU

Bu almada eksenli masa tipi CNC freze tezgh tasarm ve malat

yaplmtr. Tasarm ve imalat yaplan tezghn yapmnda genellikle hazr

paralar kullanlmtr. ekil 6.1-a da ve 6.1-b de tasarm ve imalat yaplan masa

tipi CNC freze tezgah grlmektedir.

ekil 6.1-a ekil 6.1-bBu alma ile internet ve sanayideki kk iletmelerde genel olarak

yaplan aratrmalara gre, sanayide yeni gelimeye balayan masa tipi CNC

talal imalat makineleri, imdilik ok fazla bilinmemekle beraber hzla

artmaktadr. nternette yaplan aratrmalara dayanlaraku an lkemizde adet

masa tipi CNC tasarlayan firma bulunmaktadr. Bunlar Marel Makine (Bursa),

Ajan CNC (stanbul) ve Hizal CNC (stanbul) dur. Bu firmalar makine

gvdelerini kendileri yapp, gerek yazlm gerekse elektronik donanmn dardansalamaktadrlar. Bu sebeplerden dolay maliyetleri dremedikleri iin,

sanayide bulunan kk iletmelere hitap edememektedirler. u anda sanayide

Masa Tipi CNC talal imalat makinelerinin hitap ettii alanlar, mobilya

dekorasyon, ssleme sanatlar,

Uc Eksenli Masa Tipi Cnc Freze Tezgahi Tasarim Ve Imalati a Three Axis Type of Table Cnc Milling...

Documents

Transcript of Uc Eksenli Masa Tipi Cnc Freze Tezgahi Tasarim Ve Imalati a Three Axis Type of Table Cnc Milling...