Transcript ÜÇ EKSENLİ MASA TİPİ CNC TEZGAHININ

ÜÇ EKSENLİ MASA TİPİ CNC FREZE TEZGAHI
Nurettin BACAKOĞLU – M.Kadir TAŞPINAR, KERİM ÇETİNKAYA
Karabük Üniversitesi Tasarım ve Konstrüksiyon Öğretmenliği 2.Ö
ÖZET
Bu çalışmada masaüstü 3 eksenli ve işmili tahrikli CNC-Freze
yapılarak kauçuk ve MDF üzerine konik dişliler açılmış olup çalışma
esnasında diş hassasiyeti incelenmiştir. Çıkan sonuçlara göre
hassasiyeti artırmak için devir küçültülerek daha hassas diş açılmaya
çalışılmıştır. Çalışma süresine bağlı olarak ise CNC kartındaki ve
dirençlerdeki ısınmalara bakılmıştır.











GİRİŞ
Bilgisayarlı Sayısal Kontrol (CNC-Computer Numerical Control), takım tezgahlarının
sayısal komutlarla bilgisayar yardımıyla kontrol edilmesidir. CNC Tezgahlarda, NC
tezgahlardan farklı olarak bir bilgisayarlı kontrol ünitesi bulunur.Böylece NC
programları,kesicilerle ilgili bazı teknik ve ofset bilgileri kalıcı olarak tezgah hafızasında
saklanabilir. Ayrıca imalatın her aşamasında programa müdahale edilir ve programda
istenilen değişiklikler yapılır .
Konvansiyonel tezgahlarda kullanılan bazı bağlama kalıp, mastar vb. elemanlarla
kıyaslandığı zaman tezgahın ayarlama zamanı çok kısadır.
Ayarlama, ölçü kontrolü, manuel hareket vb. nedenlerle oluşan zaman kayıpları
ortadan kalkmıştır.
İnsan faktörünün imalatta fazla etkili olmamasından dolayı seri ve hassas imalat
mümkündür.
Tezgahın çalışma temposu her zaman yüksek ve aynıdır.
Her türlü sarfiyat (elektrik, emek, malzeme vb.) asgariye indirgenmiştir.
İmalatta operatörden kaynaklanacak her türlü kişisel hatalar ortadan kalkmıştır.
Kalıp, mastar, şablon vb. pahalı elemanlardan faydalanılmadığı için sistem daha
ucuzdur.
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.

SONUÇLAR VE TARTIŞMA

Tezgahın testleri step motorlar,elektronik kart,güç devresi bağlantısı yapılmış ve tezgahın
işleyeceği şeklin gerekli G kodları MESH-3 programına aktarılmış ve bilgisayar yardımı ile
tezgaha start verilmiştir. Tezgah sorunsuz bir şekilde çalışmıştır.
Tezgahın kesici takımının diş açılabilmesi için MDF kullanılmış ve kesici takım ile diş
açtırılmıştır. Bu işlem en az 5 iş parçasında tekrar tekrar yapılarak dişler arasındaki farkları
birbirleriyle karşılaştırılmış olup (diş kalınlığı, dişlilerin düzgünlüğü , diş derinliği vb.) dişlerin
hassasiyetine bakılmıştır ve her deneme arasında minumum 15 dakika bekleme
yapılmıştır.
Çalışma süresine bağlı olarak kartta ısınmanın az olduğu fakat dirençlerin çok fazla ısındığı
görülmüştür. Bu yüzden dirençler tezgahta kullanılan mdf nin üzerine direk koyulmayıp
arasına somun atılarak bağlantısı yapılmıştır. Bu şekilde direncin mdf yi yakması
önlenmiştir.
Bu çalışmayı yapmadaki amacımız tezgahın işleme fonksiyonlarına göre tezgahı
tasarlayabilmeyi öğrenmek,yapılan tasarımı işleme dökebilmek ve tezgahı çalıştırabilmek
için gerekli olan G kodlarını öğrenmek; sonuçta ortaya çıkan ürün üzerinden tasarlanan
tezgahın kapasitesine göre deney/test/hedef konusu belirleyip hedeflenen çalışmayı
gerçekleştirip makale olarak sunabilmektir.



KAYNAKLAR




MALZEME VE METOD
Üç eksenli CNC üretim aşamasına başlandığında CNC Cad ortamında
modellenmiştir. SolidWork ile modellenen 3 eksen CNC, teknik imalat resimleri ve montaj
resimleri, montaj antedi çıkartılmıştır. Çıkartılan bu resimlere göre parça üretimi amacıyla
imalat tablosu hesaplanmıştır. Gövde 18 mm’lik 250*250 ebatlarında 50*200mm demir
profil yapılmıştır. Yataklamalar alüminyum kızaklarla yapıldı ve vidalı millerin yataklanmasın
da ise TS 6208 iç capı 8 mm olan 5 adet sabit bilyalı yatak ve FAG 51100 10*24*9mm
eksenel rulman kullanıldı. Step motorlar 75 mm’lik vidayla gövdeye ve hareketli tablaya
bağlanarak CNC’nin montajı tamamlandı. Tezgahın çalışma sistemi mümkün olduğunca
az ve ucuz malzeme kullanılarak montaj edilmeye çalışılmıştır.Sisteme Yapılan çalışmanın
tamamı SolidWorks‘te modellenmiştir.
Montajı yapılan CNC ilk önce kart ve step motorların bağlantıları yapılarak
bilgisayara bağlantısı yapılmıştır. Mash-3 programıyla CNC ye X-Y-Z eksenlerinde hareket
ettirmek için önceden yazılan G kodları girilerek hareketi sağlanmıştır. Hareketi sağlanan
CNC’nin aynasına iş parçası bağlanarak kesici takım ile diş açma işlemi yaptırılmıştır.











Çalışmada ilk olarak tezgahın eksen çalışma sistemine dikkat edilmiştir.Eksenler XY-Z olarak sisteme aktarılmıştır.
Eksenleri hareket ettirecek olan vidalı millere yatak açılıp sabitlenmesi sağlanmış
olup dönmesini sağlayabilmek için iç çapı 8 mm olan rulmanlar takılmıştır. Yataklamaları
ise alüminyum kızaklarla sağlanmıştır.
Tezgahın çalışma sistemi mümkün olduğunca maliyeti düşürmek için demir profil
ve MDF’ler kullanılarak en aza indirgenmiştir. CNC ye hareket vermek için her eksene ayrı
ayrı step motorar kullanılmış olup step motorlarının elektronik bağlantıları yapılmıştır.
Step motorlara hareket verebilmek için bağlanılan elektronik kartın çalışabilmesi
için 22 V 6.5A lık güç kaynağı kullanılmıştır.
Tezgahı hareket ettiren G kodları MECH-3 programına tanıtılmış ve yapılan
çalışmalar gerekli başarıya ulaşmıştır.
Sistemde kullanılacak malzeme olarak kesici takım ve MDF ve kaucuk
kullanılmıştır. İş parçası CNC‘ye bağlayarak malzeme üzerine bilgisayar kontrolü ile dişliler
açılmıştır.








[1] Uyanık,S., Şimşek,İ., Aytan,N., Onat,M., Erdal,H., “3 Eksenli Yüzey İşleme
Tezgahının Bilgisayar İle Kontorlü” 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu
(IATS’09), Karabük/Türkiye 2009.
[2] Yea,X., Liua,H., Chena,L., Chenc, Z., Zhanga,X., ”Reverse Innovative
Design;an Integrated Product Design Methodology” Computer-Aided Design 40
812-827 2008.
[3] Xu,X., Newman,S., ”Making CNC Machine Tools More Open Interoperable and
a Review of The Technologies” Computer in Industry 57 141-152 2006.
[4] Newman,S., Nassehi,A., Xu,X., Rosso,R., Wang,L., Yusof,Y., Ali,L., Liu,R.,
Zheng,L., Kumar,S., Vichare,P., Dhokia,V., “Strategic Advantages of
Interoperability for Global Manufacturing Using CNC Technology” Robotic and
Computer-Integrated Manufacturing 24 699-708 2008.
[5] Akınca,A., “Enstrümantasyon ve Hızlı Prototipleme Uygulamalarında
Kullanılabilecek Düşük Maliyetli Bir CNC Tezgahı Geliştirilmesi” Yüksek Lisans
Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü 2006.
[6] Yağmur,L., “Hızlı Prototip Üretim Teknolojileri” Yüksek Lisans Tezi, İstanbul
Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü 1997.
[7] Ermurat, M., “Hızlı Prototip ve Üretim Teknolojilerinin İncelenmesi” Yüksek
Lisans Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü 2002.
[8] Pişkin,B., “Klasik Bir Torna Tezgahının CNC’ye Dönüştürülmesi ve CNC
Tezgah İçin Hassas Kızak Tasarımı” Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniv. Fen
Bilimleri Enstitüsü, Kütahya 1996.
[9] Özdeveci,M., “Eğitim Tipi CNC Frezesinin Tasarımı ve İmalatı” Yüksek Lisans
Tezi, Marmara Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, 2001.
[10] Ayyıldız,A., Demir,E., Özten,K., Kabaş,K., “Masaüstü CNC Freze Tezgahı
Tasarımı ve Prototip İmalatı” Lisans Tezi, Karabük Üniv. Teknik Eğitim Fakültesi,
2009.
[11] Şahbaz,C., “Konvansiyonel FU-400 Freze Tezgahının CNC Kontrollü Freze
Tezgahına Dönüştürülmesi” Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniv. Fen Bilimleri
Enstitüsü, 1998.
[12] Üstün,O., “NC Bir Takım Tezgahının CNC Bir Takım Tezgahına
Dönüştürülmesi” Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü 1999.
[13] Büyükşahin,U., “3 Eksenli CNC Tezgah Tasarımı ve Uygulaması” Yüksek
Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005.
TEŞEKKÜR

Yapılan çalışmalara ait maddi ve manevi destekte bulunan tüm arkadaşlarıma

Teşekkürler…