Cnc İmalat Tarihi Kullanım Alanları

CNC TEZGAHLARI

Günümüzde tarım ve diğer insan iş gücü gereksinimini azaltmak ve seri imalata yani fabrikasyona geçebilmek için makinalar ve bu makinalar için takım tezgahları tasarlanmıştır. Diğer makina sanayi ve otomotiv sanayinden sonra tarım makinaları imalatında da kullanılmaya gereksinim duyulmuştur. Bu tasarımcıların amacı başta da değindiğimiz gibi insan gücünü daha hızlı, güvenilir ve verimli aletlerle değiştirmek olmuştur. Uzun yıllar bu tezgahlarda köklü bir değişiklikler olmamıştır. Ama sürekli bir gelişme kaydedilmiştir. Çağımız bilgisayar teknolojisine bürünmesi, metal kesme işlerinde bir çağ açmış olmaktadır. Bu olay genellikle "Bilgisayar Destekli Nümerik Kontrol" olarak isimlendirilir. Kısa adlandırılması ise CNC' dır. Bu tür takım tezgahları diğer sanayi kollarından sonrada tarım makinaları sanayine sıçramış ve üreticileri bu tezgahlara yatırıma sevk etmiştir. Bu sayede tarım makinaları sanayi Avrupa standartlarına yaklaşma eğilimi göstermiş ve imalatta seri, hatasız üretime başlanmıştır. Bu çalışmamızda CNC 'nin tanıtılması, tezgah çeşitleri ve programlama tekniklerine değinilecektir.

CNC TEZGAHLARININ TARİHÇESİ:

Nümerik kontrol fikri II. Dünya savaşının sonlarında A. B. D. hava kuvvetlerinin ihtiyacı olan kompleks uçak parçalarının üretimi için ortaya atılmıştır. Çünkü bu tür parçaların o günkü mevcut imalat tezgahları ile üretilmesi mümkün değildi. Bunun gerçekleştirilmesi için PARSONS CORPORATION ve MIT (Massachusetts Instute of Tecnnology) ortak çalışmalara başladı. 1952 yılında ilk olarak bir CINCINNATTI-HYDROTEL freze tezgahını Nümerik Kontrol ile teçhiz ederek bu alandaki ilk başarılı çalışmayı gerçekleştirdiler. Bu tarihten itibaren pek çok takım tezgahı imalatçısı Nümerik Kontrollü tezgah imalatına başladı. İlk önceleri NC takım tezgahlarında vakumlu tüpler, elektrik röleleri, komplike kontrol ara yüzleri kullanılıyordu. Ancak bunların sık sık tamirleri hatta yenilenmeleri gerekiyordu. Daha sonraları NC takım tezgahlarında daha kullanışlı olan minyatür elektronik tüp ve yekpare devreler kullanılmaya başlandı. Bilgisayar teknolojisinde ki hızlı gelişmeler Nümerik Kontrollü sistemleride etkilemiştir. Artık günümüzde NC tezgahlarda daha ileri düzeyde geliştirilmiş olan entegre devre elemanları, ucuz ve güvenilir olan donanımlar kullanılmıştır. ROM (Read Only Memory) teknolojisinin kullanılmaya başlanılmasıyla da programların hafızada saklanmaları mümkün oldu. Sonuç olarak bu sistemli gelişmeler CNC' nin (Computer Numerical Control) doğmasına öncülük etmiştir. CNC daha sonra torna, matkap vb. takım tezgahlarında yaygın olarak kullanılmaya başlandı.

CNC NEDİR?

Bilgisayarlı Nümerik Kontrol de (Computer Numerical Control ) temel düşünce takım tezgahlarının sayı, harf vb. sembollerden meydana gelen ve belirli bir mantığa göre kodlanmış komutlar yardımıyla işletilmesi ve tezgah kontrol ünitesinin (MCU) parça programını edebilen sistemdir.

Bilgisayarlı Nümeik Kontrol de tezgah kontrol ünitesinin kompütürize edilmesi sonucu programların muhafaza edilebilmelerinin yanında parça üretiminin her aşamasında programı durdurma, programda gerekli olabilecek değişiklikleri yapabilme, programa kalınan yerden tekrar devam edebilmeve programı son şekliyle hafızada saklamak mümkündür. Bu nedenle programın kontrol ünitesine bir kez yüklenmesi yeterlidir. Programların tezgaha transferleri delikli kağıt şeritler (Punched Tapes) , Manyetik Bantlar (Magnetic Tapes) vb. veri taşıyıcılar aracılığıyla gerçekleştirilir.


CNC TAKIM TEZGAHLARI:

CNC takım tezgahların dan önce NC takım tezgahlarına özetleyip CNC tezgahlarını anlatmaya geçeceği 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)
Delik Büyütme Tezgahı (Borıng Machıne)
Taşlama Tezgahı (Grinding Machine)

Bütün NC takım tezgahlarının kendilerine özgü kapasite, operasyon yetenekleri ve bir takım karakteristik özellikleri vardır. Bu nedenle tezgahın sahip olmadığı hiçbir işleme özelliği o tezgaha yaptırılamaz.

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 bloka 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 konstrüksiyonların 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.
Bazı rutin operasyonlar program içerisinde döngüler (Cycles) şeklinde tanımlanır ve gerekli yerlerde kullanılır. (Delik delme, delik büyütme, dikdörtgen cep frezeleme, kademeli ve konik tornalama, radyüs tornalama vb. )
Bir iş parçası üzerinde döngüler dışındaki tekrarlanması gereken operasyonların programlama ana program (Main Program) içerisinde birkez 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.
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.


CNC TAKIM TEZGAHLARININ AVANTAJLARI:

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.
Kalifiye insan 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.
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.


CNC TAKIM TEZGAHLARININ DEZAVANTAJLARI:

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 yüksek ve kaliteli kesicilerin kullanılması gerekir.
Periyodik bakımları uzman ve yetkili kişiler tarafından düzenli olarak yapılmalıdır.


CNC'NİN ENDÜSTİRİDEKİ KULLANIM ALANLARI:

Günümüzde endüstrinin talaşlı imalat adını verdiğimiz bölümü CNC' nin en yaygın biçimde kullanıldığı alandır. Bugünkü CNC'nin doğmasına da bu alanda karşılaşılan problemlerin sebep olduğu yukarıda açıklanmıştı. Üç eksenli bir freze tezgahı ilk kez 1952 yılında çalıştırıldığında bu tezgah o günkü bazı imalat problemlerinin çözümünü sağladığı için çok mükemmeldi. Freze tezgahlarına uygulanan bu sistemler daha sonra torna, taşlama vb. takım tezgahlarına da uygulandı. Günümüzde imalatın yapıldığı hemen hemen her alanda CNC kullanılmaktadır.

CNC'nin kullanıldığı başlıca alanlar;

Talaşlı imalat
Fabrikasyon ve kaynakçılık.
Pres ileri
Muayene ve kontrol.
Montaj.
Malzemelerin taşınması.

CNC TAKIM TEZGAHLARI:

A- CNC TORNA TEZGAHLARI:

Nümerik kontrollü torna tezgahlarda genelde X ve Z ekseni olmak üzere iki temel eksen vardır. Bu tür takım tezgahlarında pek çok profil tornalama işlemlerinin yapılabilmesi için doğrusal interpolasyon (Linear Interpolation) ve eğrisel interpolasyon (Circular İnterpolation) işlem özelliği yeterlidir. Ayrıca devir sayısı ve kesici değiştirme, ilerleme hızının belirlenmesi vb. fonksiyonlara sahiptirler.

İşleme kapasiteleri daha geniş olan CNC torna tezgahlarında eksen sayıları 3 yada daha fazla olabilir. Üçüncü eksen tezgah taretinin eksen hareketi olabilir. Özellikle endüstriyel tip CNC torna tezgahlarında (Industrial type CNC lathes) tezgahın yapısal direncini artırmak, daha hassas imalatı gerçekleştirebilmek ve çıkan talaşları kesme bölgesinden uzaklaştırabilmek için yapısal ayrıntılarında bazı dizayn değişiklikleri yapılmıştır.

CNC Freze tezgahları operasyon yeteneklerinin çeşitliliği bakımından işleme merkezlerinden sonra en çok işlem kabiliyetine sahip olan tezgahlardır. (Şekil B-2) Bu tür tezgahlar en az 3 olmak üzere 4-5 ve daha fazla eksende işlem yapabilme özelliklerine sahiptir. Bu tezgahların bütün çeşitleri sürekli iz kontrol (Continuous Paht Control) ile donatılmıştır. Otomatik kesici değiştirme (Automatic Tool Change) kolaylıkları bir başka özellikleridir. Kesici telafisi (Tool Compensation) özellikle eğrisel frezeleme işlemlerinde ve kalıpçılıkta büyük kolaylık sağlar.

Üç boyutlu (3 Dimension) iş parçalarının ideal profil ve optimum özellikte işlenmeleri başarıyla gerçekleştirilir. Kullanılan kesiciler, uçları radyuslu ve yüksek kesme hızına sahip sert maden ve titanyum kaplı uçlardır. (Şekil B-3)

C- CNC İŞLEME MERKEZLERİ:

Bu tür CNC tezgahları noktasal hareket (Point to Point) ve sürekli iz kontrolü (CPC) ile donatılmıştır. Böyle kompleks ve çok sayıda operasyonlara sahip iş parçalarının imalatları bir bağlamada gerçekleştirilir.

a- Yatay işleme merkezi
b- Düşey işleme merkezi

CNC İŞLEME MERKEZLERİNİN KAREKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ:

Prizmatik iş parçalarının bir bağlanışta 3 hatta 4 yüzeyi aynı anda işlenebilir.
Alın frezeleme, delme delik büyütme rayba ve kılavuz çekme, profil işleme, açılı delik delme vb. işlemler yapılabilir.
Kullanılacak olan kesiciler tezgahın magazin kısmına yerleştirilir ve program içerisinde gerekli olan işlemlerde kullanılır. Magazinler 10-30-60-80 yada daha fazla kesici kapasitesinde sahiptir.
İş parçalarının tezgaha bağlanma ve çözülme işlemlerinde robot kol ve ekipmanlar kullanılır. Böylece bu alandaki zaman kayıpları ortadan kaldırılır.
 

D- CNC MATKAP TEZGAHLARI:

CNC matkap tezgahları işlem fonksiyonları bakımından konvansiyonel türlerinden çok farklı değildir. Başlı başına CNC matkap tezgahı olarak değil küçük kapasiteli düşey işleme merkezi olarak tasarlanırlar. Tezgah tablasının hareketleri X ve Y eksenleri, kesicinin hareketi ise Z ekseni doğrultusundadır.

Bu tür tezgahlarda pek çok olasılıklar söz konusudur. (Tabla sabit kesicinin bağlandığı başlık koordinat eksenlerinde hareket edebilir. Birden fazla tezgah mili ve tablası bulunabilir.) Özellikle basit frezeleme, delme ve delik büyütme işlemlerinde çok kullanışlıdırlar.

DELME OPERASYONLARINDA İŞLEM BASAMAKLARI:

Kesici alet delinecek hedef noktanın X ve Y koordinatlarına gönderilir. Hedef noktaya ulaşıldığında kesici iş parçası yüzeyine emniyetli bir mesafeye (Clearance Height) kadar süratle yaklaşır. İş parçasının delinme işlemine başlanır. Eğer delik derinse kesici bir miktar geri çıkarılarak talaşlar boşaltılır ve tekrar delme işlemine devam edilir. Delme işlemi bitiminde kesici süratle parça dışına çıkarılır. Kesici bir sonraki delik için belirlenen koordinatlara gönderilir. CNC matkap tezgahlarında ayna görüntü (Mirror Image) ve tekrar (Repeat) döngüleri çok yaygın olarak kullanılır. Ayna görüntü için gerekli olan X ve Y koordinat değerleri girilir. Tekrar döngüsünde, tekrar sayısı ve işlemin uygulanılacağı X ve Y koordinat tanımlamaları yapılır. Böylece program bir hayli kısaltılmış olur. Farklı kesici boyutları ile ilgili değerlerin tezgah kontrol ünitesinin ilgili birimine kesici uzunluk telafisi (Tool Length Compensation) olarak girişleri yapılır. Otomatik kesici değiştirme (ATC) kolaylığı ile fazla sayıda kesici kullanımında imalata büyük bir hız kazandırılır.

E- CNC TAŞLAMA TEZGAHLARI

Silindirik ve düzlem taşlama işlemlerinde yüksek hassasiyet ve yüzey kalitesi elde edilmesi gerekir. Bu nedenle özellikle teknolojik bakımdan Nümerik Kontrolün temel felsefesine çok uygundur. Ne yazıktır ki bu alanda NC kullanımı son yıllarda olmuştur. Taşlama ile ilgili bazı özel problemlerini başarı ile çözümleyen imalatçı firmalar Nümerik Kontrolü imalatları ile bütünleştirerek kendi NC sistemlerini geliştirmişlerdir.

Torna ve freze tezgahlarında kullanılan standart kontrol tasarımları taşlama tezgahlarında kullanışlı değildir. Bu nedenle taşlama tezgahlarının kontrol sistemlerinde diğer tür tezgahlardan farklı çözümlere ihtiyaç vardır. Bunlar ;Bazan 0. 1 mikrona varan yüksek hassasiyet. Çok geniş bir ilerleme hızı alanı. İlerleme hızları 0. 02 mm/dak. İle 60 m/dak. arasında değişir. Taşlama işlemleri ile ilgili özel taşlama döngüleri (Canned Grinding Cycles) . Kademeli ilerleme artışı, bekleme, salınım, rutin, taş bileme vb. bu döngülere örnektir. Otomotik kesici telafisinin zımpara taşının bilenmesinden sonra yapılması. Doğrusal (Linear) ve eğrisel (Circular) interpolasyon hız kesilmeden yapılmalı. Herhangi kontur sapmalarında zımpara taşının bilenmesi. Programa sonradan yapılacak veri girişleri ve düzeltme işlemlerinin kolaylıkla yapılabilmesi. Taşlama tezgahlarında kullanılan kesici miktarı fazla olmadığı için telafi işlemi daha basittir.

F- CNC PRES VE ZIMBALI DELİCİLER:

CNC Pres ve zımbalı delicilerle konum değiştirmeler iki eksenli sürekli iz kontrolü şeklinde ve yüksek değerlerde yapılır. Programlanabilen kurs ilerlemesi sac malzemelerin kalınlıklarına göre değiştirilebilir. Genelde bu tezgahlarda imal edilen parçalar benzerdir. Bu nedenle program hafızaları geniş ölçüde kombine ve tekrarlanabilir programlama yeteneklerine sahiptir.

Zımbalı delicilerde zımba şekilleri basitten kompleks profillere kadar değişik işlem yapabilecek özelliklere sahiptir. Bunun için yaygın olarak kullanılan zımbalar standartlaştırılmış ve hazır olarak bulunabilir. Yine bu tür tezgahların zımba uçlarının otomatik olarak değiştirilme özellikleri de vardır. Zımba taretlerinin en yaygın olarak kullanılan 36 istasyonlu olanlardır. Bilgisayar yardımı ile imal edilecek parçalar ve sac plakalar üzerine yerleştirilir. Böylece en az fire verebilecek şekilde optimum parça yerleşimi sağlanır. Parçaların taşınmaları ve tezgaha sürülme işlemi, mamul ve artık parçaların uzaklaştırılmaları programlı taşıyıcılar yardımıyla yapılır.

G- CNC NOKTA KAYNAK MAKİNELERİ:

Nümerik Kontrollü Nokta Kaynak Makinaları (Numerical Controlled Spot-Welding Machines) son yıllarda özellikle otomotiv endüstrisi alanında uygulamaya konulmuştur. Parçaların transfer hatları üzerinde kaynaklanması manuel kaynaklamaya göre büyük bir başarıyla gerçekleştirilir. Karmaşık geometriye sahip parçaları seri ve istenilen tamlıklarda kaynaklanır.

Program ilk parçanın yapımıyla düzenlenir ve tekrarlanır. Bu işlem 'Playback' tekniği olarak isimlendirilir. Yani kaynak yapılacak parçanın her bir kısmı manüel olarak ayarlanır ve klavye aracılığı ile hafızaya girişi yapılır. Böylece yardımcı koordinat hesaplamaları da ortadan kalkmış olur. CNC nokta kaynak makinelerinin pek çoğu CNC kaynak hattıyla şebekelendirilir. İşlem esnasında hafızadan gerekli olan kaynak programı çağrılır ve kaynak işlemi yapılır.

Bu makinelerdeki CNC temelde operasyon kontrolünden çok makine kontrolüdür. Oksiasetilen, plazma yada lazer kesicilerde işlemi yapan başlık tezgah milidir. Eğer bu başlıklar yerine bir kaynak torku takılırsa CNC kaynak makinesi elde edilir. Kaynak işlemlerinde robot kullanımı en başarılı ve yaygın olan uygulamadır.

DİĞER TÜR CNC TAKIM TEZGAHLARI:

Yüksek verim ve hassasiyetinden dolayı CNC günümüzde her türlü imalat sisteminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Otomatik kesici değiştirme özellikleriyle de otomasyonda büyük ölçüde kolaylık ve zaman tasarrufu sağlar.

Günümüzde CNC 'nin kullanıldığı tezgah çeşitleri yalnızca yukarıda bahsedilenler değildir. Ancak bunlar en yaygın olarak kullanılanlardır. Bunların dışında CNC 'nin kullanıldığı tezgah türleri:

Üç boyutlu ölçme ve kontrol tezgahları
Alet bileme tezgahları
Testere tezgahları
Montaj sistemleri
Erozyon tezgahları
Kaplama tezgahları
Malzeme taşıma sistemleri
Lazer kesme tezgahları
Boru bükme makineleri
Sıvama tezgahları
Alevle kesme makineleri

CNC TAKIM TEZGAHLARINDA BAKIM:

Belirli periyodik aralıklarla tezgah ve ekipmanlarının gözden geçirilmesi işlemine BAKIM denir. CNC takım tezgahlarında kullanılan elektronik devre elemanları konvansiyonel tezgahlarda kullanılanlarla kıyaslandığı zaman fazla sayıda oldukları görülür. Elektronik elemanlar için titiz kullanım ve sağlıklı çalışma ortamları gerekir.

Tezgah ve sistemlerinin bu kadar gelişmelerine paralel olarak bakım ve onarımları ile ilgili bazı kolaylıklar da geliştirilmiştir. Tezgahta meydana gelebilecek herhangi bir arıza (Motorun aşırı yüklenmesi, yağlamanın yetersizliği, filtrelerin pis oluşu, aşırı ısınmalar vb.) anında tezgah kontrol panelinde sinyal yada mesaj şeklinde operatöre bildirilir.

Her konuda olduğu gibi bakım konusunda da inisiyatif operatöre bırakılmıştır. En kısa zamanda bakımın yapılması ve olumsuzlukların giderilmesi gerekir. Aksi halde böyle bir tezgahta her hangi bir programı çalıştırarak parça imalatı mümkün değildir.

CNC TAKIM TEZGAHLARINDA TEMİZLİK VE BAKIMIN ÖNEMİ:

Daha öncede belirtildiği gibi CNC sistemleri pahalı sistemler olduğu için meydana gelebilecek arızalar anında tespit edilip giderilmelidir. Aksi halde arızalar büyük boyutlara ulaştığında giderilmeleri hem masraflı olacak hem de tezgahın imalat dışı kalması sonucu üretimde önemli aksamalar meydana gelecektir.

Arızaların kısa sürede tespitinde hata teşhisi (Fault Diagnosis) yöntemi uygulanır. Bu teşhiste tezgah kontrol ünitesinin yönelteceği sorulara cevaplar verilir. Operatörün vereceği cevaplara göre arıza kontrol ünitesi tarafından belirlenir.

Genelde CNC tezgahlarında oluşan arızalar toz, aşırı yağ, rutubet ve ısı gibi basit nedenlerden kaynaklanır. Ayrıca titreşim gibi benzer nedenlerle devre elemanlarının bağlantı yerlerinde gevşemeler olabilir. Bu bağlantıların kontrol edilerek uygun konumda takılmaları çoğu kez yeterlidir.

Konum ölçme sistemlerinin hassas yüzeyleri yağlanmış yada tozlanmış olabilir. Genellikle bu kısımların temizlenmeleri arızaların giderilmesi için yeterlidir. Bu nedenle mekanik çarpma, kırma, yakma vb. zarar vermeler dışındaki arızalar çok basit olan toz alma ve temizleme işlemleri ile giderilir.

Yukarıda açıklanan nedenlerden dolayı CNC tezgahlarının bulundukları ortamların temizliği son derece önemlidir. Tezgahın eksen hareket bölgeleri temiz ve yeterince yağlı bulunmalıdır. Gerektiğinde açılıp temizlikleri yapılmalı aksi halde en basit nedenlerle tezgahın uzun süre hizmet dışı kalması kaçınılmazdır. Günümüzde bakım iki seviyede yapılır;

A-Planlı bakım,

B-Koruyucu bakım

Her iki seviyedeki bakım bu alanda uzman olan teknik elemanlar tarafından yapılmalıdır. Bu kişiler;

Özellikle elektronik alanında yeterli teknik ve pratik bilgiye,
Belli bir mesleki tecrübeye,
Dijital elektronik bilgisine,
Ölçme ve test cihazlarını kullanma becerisine,
Mini ve mikro bilgisayarlarla ilgili yeterli teknik bilgilere,
sahip olmalıdır.

CNC tezgahlarında bakım şematik olarak aşağıdaki gibidir;

HAFTALIK BAKIM:

Bu tür periyodik bakımda kısa test programları çalıştırılır. Tezgah miline verilecek devir sayısı ve ilerleme hızları minimum ve maksimum değerler değerler arasında girilerek denenir. Bu testlerde elde edilen bulgular not edilir, nedenleri araştırılıp giderilmeye çalışılır. Tezgah ve çevre ekipmanları üzerinde bulunan bütün fanların yeterli hava sirkülasyonunu sağlayıp sağlamadıkları araştırılır. Delikli kağıt şerit sürücü ve tekerlekleri kontrol edilir. Okuyucu kafa, kanal ve tırnakları düzenler.

AYLIK BAKIM:

Aylık periyodik bakımda bir iş parçası programı talaş kaldırmadan çalıştırılarak test edilir ve eksen hareketleri izlenir. Manuel olarak yağlanması gerekli olan yerler yağlanır. Bütün devre bağlantılarının uygun şekilde takılı olup olmadıkları kontrol edilir. Ölçme sistemlerinin muhafazalar çıkarılır, varsa pislik ve yağlar temizlenir.

ALTI AYLIK BAKIM:

Birbirleriyle karşılıklı bağımlılığı olan hız, voltaj ve bunları izleyen hatalar ölçülür. Elde edilen veriler ilk montajda ölçülen değerlerle kıyaslanır. Hava ve yağ filtreleri vb. elemanların kontrolü yapılır, temizlenir ve gerekirse yenisi ile değiştirilir.

YILLIK BAKIM:

CNC sistemlerindeki her bir devre ve devre elemanının mükemmel olup olmadığına bakılır. Kontak noktalarının temizliği gözden geçirilir. Kapılar ve sızdırmazlık elemanları, bağlantı vidalarının sıkılı olup olmadıkları kontrol edilir. Tezgah konsolu vakumlu temizleyici veya yumuşak fırçalarla temizlenir. Delikli kağıt şerit okuyucusunun çalışma durumu, tezgahın hassasiyet değerleri kontrol edilir. Güç kaynağı (Power Supply) voltaj çıkışının uygun olup olmadığına bakılır. Bir parça programı test edilerek tüm fonksiyonların doğrulukları araştırılır.

CNC TAKIM TEZGAHLARINDA KORUYUCU BAKIM:

CNC tezgahlarındaki koruyucu bakım konusunda da en a diğer tür bakımlarda olduğu kadar azami dikkat gösterilmelidir. Çünkü yapılacak olan basit ihmal ve hatalar tezgahın sağlıklı çalışan elemanlarının hizmet dışı kalmalarına sebep olur.

Koruyucu bakım konusunda aşağıdaki hususlara titizlikle uyulması gerekir;

Sağlıklı çalışan parçalar kurcalanıp ayarları değiştirilmemelidir.
Verilen her türlü sinyal yada mesajlara kesinlikle uyulur. Bunlar paslanma, bağlantılarda gevşeme, kirlenen kontaklarla ilgili olabilir.
Gerekli kısımlar dikkatle yağlanır. Asla fazla yağ kullanılmaz. Fazla yağ yağsızlıktan daha zararlıdır.
Teşhis ve testler talimatlara uygun olmalı.
Bozuk parçaların tamiri yerine yenisi ile değiştirilmeleri tercih edilmeli.
Koruyucu bakımın üç ana fonksiyonu vardır;

1-Temizleme
2-Yağlama
3-Kontrol

CNC TAKIM TEZGAHLARINDAKİ BAŞLICA ARIZA BÖLGELERİ:

CNC takım tezgahlarında en sık karşılaşılan arızalar ve bulundukları bölgeler şunlardır.

Takım tezgahı eksen sürücüleri
Hidrolik ve pnömatik elemanlar
Kontrol devreleri
Ölçme ve transfer sistemleri
Dijital veri işleyiciler
Logic bağlantılar
Giriş / Çıkış (Input / Output) üniteleri

CNC TAKIM TEZGAHLARI İÇİN İDEAL ÇALIŞMA ORTAMI VE KOŞULLARI:

CNC tezgahlarının sağlıklı çalışabilmeleri için yüksek derecede temizliğe sahip çevre koşullarına ihtiyaç vardır. Tezgah imalatçısı firmalar tarafından önerilen ideal çalışma ortamı koşulları;

Tezgah kontrol üniteleri ısı, ışık, rutubet, vibrasyon ve voltaj değişmelerinden etkilendiği için bu hususlara dikkat edilmeli.
Çalışma ortamı sıcaklığı ve rutubet oranı tezgah imalatçısı firmanın tavsiye ettiği değerler arasında olmalı.
Vibrasyon 0. 5 gram altında olmalı.
Kabul edilebilir voltaj değişmeleri + %10, - %10 olmalı
Voltaj düşmeleri maksimum 2, 5 dalga (20 MS) olmalı.
Eğer tezgahın çalışma ortam koşulları bu standart değerlere uymuyorsa imalatçı firma bakımla ilgili yükümlülükleri yerine getirmeyebilir.

YAĞLAMA SİSTEMLERİNİN BAKIMI:

CNC tezgahlarında bakım yapılması gereken sistemlerden bir diğeri yağlama sistemin sağlıklı çalışmasına bağlısıdır.

En sık yapılan bakım işlemi periyodik süreleri dolduğunda yağların değiştirilmesi, eksilen yağların tamamlanması ve filtrelerin temizlenmesi yada değiştirilmesidir. Tezgahın kapalı iç sistemleri ile ilgili elemanların yağlama işlemleri otomatik olarak yapılır. Bazı küçük boyutlu eğitim amaçlı CNC tezgahlarında kayıt-kızak sistemlerinin yağlanmaları manuel olarak yapılır.

Yağlamada dikkat edilecek bir nokta da aşırı yağlamadan kaçınmaktır. CNC tezgahlarında aşırı yağlama yağ israfı ile birlikte özellikle hassas elektronik devre elemanlarının dış yüzeylerini kaplar, sağlıklı çalışmalarını engeller. Bu nedenle eksilen yağların tamamlanmasında kesinlikle seviye çizgileri aşılmamalı.

BİLYALI MİL VE KAYIT-KIZAK KISIMLARININ KORUNMASI:

CNC takım tezgahlarında kullanılan hareket iletme elemanlarından olan bilyalı miller (Ball Screws) ile kayıt-kızak sistemleri kapalı muhafazalar içine alınmıştır. Bu muhafazalar vinylex yada spiral koruyuculardır. Bunlar tablanın hareketlerine göre açılıp kapanabilir özelliklere sahiptir.

HİDROLİK VE PNÖMATİK EKİPMANLARIN BAKIMI:

Yukarıda belirtilen elemanlarda olduğu gibi hidrolik ve pnömatik ekipmanlarında bakımlarının periyodik aralıklarla yapılması gerekir. Genellikle bu elemanlar basınçlı kuvvet uyguladıkları için sürekli çalışma basınçlarının ideal değerlerde olup olmadığı kontrol edilmeli, varsa arızalar giderilmelidir. Aksi halde tezgah, operatör ve çevrede çalışanlar için büyük tehlike oluştururlar. Pnömatik tezgah aynasının iş parçasını yeterince sıkmadığını, kesicilerin emniyetli takılmadıklarını ve sonuçta olabilecek kazaları tahmin ediniz.

CNC TEZGAHLARI İÇİN TAKIM SEÇİM:

CNC tezgahlarının en önemli özelliklerinden birisi çok yüksek talaş kaldırma debilerine sahip olmalarıdır. Bu tezgahlarda, bu işlemleri yapabilecek takımların olması oldukça inanılmaz görülmektedir. Buna bir sanayiden daha az olan ayarlama süresini ve yaklaşık beş saniye süren otomatik takım değiştirme işini de eklersek, üretim mühendislerinin neden nümerik kontrollü işlemede en can alıcı konunun takımlar olduğunu düşünmelerini daha iyi anlarız.

TAKIM MALZEMELER:

Küçük çaplı delik delme, kılavuz çekme, raybalama, punta deliği ve kama kanalı açma gibi işlemlerde yüksek-hız çeliği (HSS) takımlar kullanılmasına rağmen, CNC ile işlemede, genellikle sinter karbür (Karbit) takımlar kullanılmaktadır.

Bu tezgahlarda kullanılacak takımlarda aranan fiziksel özelliklerin başında, 600°C'ye kadar çıkabilen metal kesme sıcaklığındaki malzemenin sertliği ve tokluğu gelmektedir. Yüksek- hız çelikleri, sinter karbür'den daha tok olmasına karşın onun kadar sert değildir. Bu nedenle, bunlar yüksek hızlardaki talaş kaldırma tekniklerinin şartlarını yerine getirebilecek yeni karbür türlerinin geliştirilmesi için yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Yapılan bu araştırmaların ne kadar başarılı olduğunu anlayabilmek için, CNC tezgahlarını çalışırken izlemek yeterlidir.

TAKIM KONTROLÜ:

Pahalı olan CNC tezgahlarının verimli kullanımı, oldukça metodik takım kullanımı yaklaşımını gerektirir. Tezgahtaki orijinal veya yedek takımın parça programındaki takıma karşılık gelmesi gereklidir. Bu nedenle programlamada çalışan kişiler arasında yakın bir işbirliği sağlanmalıdır.

Etkili bir takım kontrolü, aşağıdaki fonksiyonları sağlamalıdır;

Aşınmış, hasarlı uçların değiştirilmesi, uygun olduğunda bileme yapılmasını içeren iyileştirme,
Boyutlandırma, ön-ayarlamayı içeren hazırlık,
Kullanıma kadar stoklama,
Taşıma,
Tezgahta koruma.
Bu kavram şematik olarak aşağıda verilmiştir;

Takımların bileme yöntemleriyle iyileştirilmesi oldukça fazla dikkat ister. Uzun süreli yüksek hızlarda talaş kaldırma işleminin verimi, tam bir takım geometrisini gerektirir. Takım kontrol sistemi;

takım deposu taşıma tezgahta/ depolama takım tezgahı taşıma takım odası taşıma
temin etme ön ayar tanımlama bakım
Takımlar kullanılmadıklarında, ağır-iş çelik raflarında tanım kartlarıyla birlikte depolanmalıdır. Depolanan takımlar özel iş veya genel amaçlı olabilir. Hangisi olursa olsun, bu takımlar boyutsal özellikleri, uygulamaları vs. içeren bilgileri ile belirlenmelidir. Aynı zamanda hem parça programcısına hem de operatöre referans sağlayacak şekilde, mevcut takımların listesinin çıkarılması oldukça faydalıdır. Takım listesi genellikle takım kütüphanesi olarak adlandırılır.

CNC'DE İŞ YÜKLENMESİ VE İŞ BAĞLAMA:

Herhangi bir iş bağlama düzeneği aşağıdaki şartları yerine getirmelidir.

İşi sıkı olarak bağlamalı,
Pozitif yerleştirme sağlamalı,
Hızlı olmalı ve kolay kullanılmalı,
Geleneksel tezgahlarda denenmiş, kullanılmış bir çok iş bağlama düzeneği vardır;mengene, ayna, pens bunların en bilinen örnekleridir ve bunlar nümerik kontrollü tezgahlarda da kullanılmaktadır. Bu iş bağlama düzenekleri, mekanik, hidrolik veya pnömatik olarak çalışabilir. Mekanik olarak çalışanlar, iş paçasının yüklenmesi ve sıkılmasında el becerileri gerektirir. Bu nedenle, hidrolik ve pnömatik sıkma özellikle de ikincisi tercih edilir. Hidrolik ve pnömatik sıkma, tezgah kontrol ünitesi tarafından elektronik olarak kolaylıkla kontrol edilir ve hızlı bir çalışma ve düzgün sıkma basıncı sağlar. Bu çeşit geleneksel iş bağlama düzenekleri;dikdörtgen, köşeli, hegzagonal gibi üniform şekilli stok malzemesi veya iş parçasının işlenmesinde daha uygundur. Düzensiz şekiller, bazen pnömatik veya hidrolik sıkılama düzenlemeleriyle birlikte özet tasarlanmış kolaylıklar ile geleneksel işlemeye uyarlanabilir. Genel bir uygulama olarak, iş parçası işleme sırasında hareket etmeyecek şekilde pozitif olarak yerleştirilmelidir. Her iki durumda, iş parçası sabit çenelere karşı yerleştirilmiştir. Herhangi bir işleme sürecinde iş parçasının hareket olanağı, emniyetle ilgili nedenlerle istenmez. Nümerik kontrollü işleme sürecinde de az olsa iş parçasının hareket etmesi problemi olabilir. Bunun anlamı, iş parçası boyutu işleme sırasında sürekli izlenmediğinden, iş parçasının boyutsal hassasiyetinin kaybolmasıdır.