A PLC Based Dividing Head Developed for Milling Machines



Benzer belgeler
ÜNĐVERSAL FEREZE TEZGÂHLARI ĐÇĐN SERVO MOTORLU DĐVĐZÖR YARDIMIYLA AÇI KONTROLÜ

FREZE TEZGÂHINDA BÖLME İŞLEMLERİ

Freze tezgahında kullanılan kesicilere Çakı denir. Çakılar, profillerine, yaptıkları işe göre gibi çeşitli şekillerde sınıflandırılır.

MAK-204. Üretim Yöntemleri. Frezeleme Đşlemleri. (11.Hafta) Kubilay ASLANTAŞ Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğt.

Freze tezgahları ve Frezecilik. Page 7-1

TALAŞLI İMALAT SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KALIPÇILIK TEKNİĞİ DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI. Talaşlı İmalat Yöntemleri

A TU T R U G R AY A Y SÜR SÜ M R ELİ

TORNACILIK. Ali Kaya GÜR Fırat Ün.Teknik Eğitim Fak.MetalFırat Ün.Teknik Eğitim Fak.Metal Eğ.Böl. ELAZIĞ

Klasik torna tezgahının temel elemanları

ZİNCİR DİŞLİ ÇARKLAR. Öğr. Gör. Korcan FIRAT CBÜ Akhisar MYO

Freze Tezgahları ve Frezecilik. Derleyen Doç. Dr. Adnan AKKURT

Mak Üretim Yöntemleri - II. Vargel ve Planya Tezgahı. Kubilay ASLANTAŞ Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğt.

CNC FREZE UYGULAMASI DENEY FÖYÜ

METAL İŞLEME TEKNOLOJİSİ. Doç. Dr. Adnan AKKURT

Tezgahın tablosına göre kullanılan devir hız kolları Siper (Support) Devir hız \ kutusu Ayna l i---- hareket düzeni.

MASA ÜSTÜ 3 EKSEN CNC DÜZ DİŞLİ AÇMA TEZGAHI TASARIMI ve PROTOTİP İMALATI

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR II DERSİ

KONİK DİŞLİ ÇARKLAR. Öğr. Gör. Korcan FIRAT. CBÜ Akhisar MYO

Parmak Freze çakıları

Torna tezgahının kısımları

CNC FREZE TEZGAHLARININ PROGRAMLANMASI

Freze Tezgahları ve Frezecilik

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

DÜZ VE HELİS DİŞLİ ÇARKLAR ÖĞR. GÖR. KORCAN FIRAT AKHİSAR MESLEK YÜKSEKOKULU

MAK-204. Üretim Yöntemleri. (8.Hafta) Kubilay Aslantaş

DERS BİLGİ FORMU Bilgisayarlı Sayısal Denetim Tezgâh İşlemleri (CNC) Makine Teknolojisi Frezecilik, Taşlama ve Alet Bilemeciliği

Chapter 24: Frezeleme. DeGarmo s Materials and Processes in Manufacturing

Üst başlık hareket. kolu. Üst başlık. Askı yatak. Devir sayısı seçimi. Fener mili yuvası İş tablası. Boyuna hareket volanı Düşey hareket.

MAK-204. Üretim Yöntemleri

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TALAŞLI İMALAT TEZGÂHLARININ TANITIMI

MAK-204. Üretim Yöntemleri

ÜÇ EKSENLİ MASA TİPİ CNC FREZE TEZGAHI TASARIM VE PROTOTİPİ. Cem DOĞAN, Kerim ÇETĠNKAYA

DİŞLİ ÇARK: Hareket ve güç iletiminde kullanılan, üzerinde eşit aralıklı ve özel profilli girinti ve çıkıntıları bulunan silindirik veya konik

MAK-204. Üretim Yöntemleri-II

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR DESTEKLİ TALAŞLI İMALAT DENEYİ LABORATUVAR FÖYÜ

TORNA TEZGAHINDA KESME KUVVETLERİ ANALİZİ

CNC DİVİZÖR KATALOĞU.

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ Ders 8

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ HACETTEPE ASO 1.OSB MESLEK YÜKSEKOKULU HMK 211 CNC TORNA TEKNOLOJİSİ

CNC Freze Tezgâhı Programlama

VTEC MUSTEK CNC FREZE TEZGAHLARI

DİŞLER; Diş Profili, çalışma sırasında iki çark arasındaki oranı sabit tutacak şekilde biçimlendirilir. Dişli profillerinde en çok kullanılan ve bu

VTEC MUSTEK CNC FREZE TEZGAHLARI

SONSUZ VİDA VE KARŞILIK DİŞLİ ÇARKI. Öğr. Gör. Korcan FIRAT CBÜ Akhisar MYO

Mak-204. Üretim Yöntemleri II. Delme Delme Đşlemi Delme Tezgahları Đleri Delik Delme Teknikleri

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TALAŞLI İMALAT LABORATUARI DENEY FÖYÜ

MLM 3005 TALAŞLI ÜRETİM TEKNİKLERİ VE UYGULAMALARI

ENDÜSTRİYEL OTOMASYON TEKNOLOJİLERİ

İMALAT ve KONTRÜKSİYON LABORATUVARI

Dişli çark mekanizmaları en geniş kullanım alanı olan, gerek iletilebilen güç gerekse ulaşılabilen çevre hızları bakımından da mekanizmalar içinde

Vargel. Vargel düzlem ve eğik profile sahip yüzeylerin işlenmesinde kullanılır.

Durumu: Aktif olarak kullanılmakta, çalışırken/imalat yaparken görülebilir/incelenebilir.

Mak-204. Üretim Yöntemleri. Delme ve Raybalama. Kubilay ASLANTAŞ Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğt.

TEMEL İŞLEMLER VE UYGULAMALARI Prof.Dr. Salim ASLANLAR

BİLGİSAYARLI SAYISAL DENETİM TEZGÂH İŞLEMLERİ (CNC)

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MEKATRONİK LABORATUVARI II. CNC Programlama ve Tornalama Uygulamaları

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) 2 DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

BÖLÜM 25 TAŞLAMA VE DİĞER AŞINDIRMA İŞLEMLERİ

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ HACETTEPE ASO 1.OSB MESLEK YÜKSEKOKULU HMK 211 CNC TORNA TEKNOLOJİSİ. Öğr. Gör. RECEP KÖKÇAN. Tel:

ÖĞRENME FAALİYETİ-1 ÖĞRENME FAALİYETİ-1 1. FREZEDE DELİK DELME VE BÜYÜTME

REDÜKTOR & DİŞLİ İMALATI. Ürün Kataloğu

Sanayide hassas olarak silindirik düz dişlilerin imal edilebilmeleri

DİŞLİ ÇARK MEKANİZMALARI

Tezgahın Ana görevleri:

Karışık ve birbirine göre oldukça farklı görünen takım tezgahları, basite indirgendiğinde parça(p)-takım(t)-işlem(i) üçlüsünden meydana gelir.

BISON TORNA AYNALARININ ÝÞ BAÐLAMA HASSASÝYETÝNÝN DIN STANDARTLARI ÝLE KARÞILAÞTIRMA TABLOSU

SPEKTROSKOPİK NUMUNE HAZIRLAMA SPECTRAL MM. metkon.com

Adres bilgileri ve diğer bilgilerin bazıları

EĞİTİM AMAÇLI 4 EKSENLİ MASA ÜSTÜ CNC FREZE TASARIMI VE PROTOTİPİ


CNC (COMPUTER NUMERİCAL CONTROL)

ELEKTRİKSEL EYLEYİCİLER

T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI

Doç. Dr. Ahmet DEMİRER 1. Torna Tezgahları

MASTARLAR MASTAR ÇEŞİTLERİ. 1 - Tampon Mastarlar. 2 - Vida Mastarları. 3 - Çatal Mastarlar. 4 - Johnson Mastarları. 5 - Prizmatik Mastarlar

TÜRKİYEN YENİN N EN BÜYÜK MAKİNA MARKETİ ÜRÜN KATALOĞU. Geçmi. eçmişten. Gelecege Hep Birlikte Nice Dostluklara TS EN ISO

REDÜKTOR & DİŞLİ İMALATI. Ürün Kataloğu

CNC TORNA TEZGAHLARININ PROGRAMLANMASI

1972 den beri Yüksek Teknoloji... ENDÜSTRİYEL BALANS

Chapter 22: Tornalama ve Delik Açma. DeGarmo s Materials and Processes in Manufacturing

Mak-204. Üretim Yöntemleri II. Talaşlı Đmalatın Genel Tanımı En Basit Talaş Kaldırma: Eğeleme Ölçme ve Kumpas Okuma Markalama Tolerans Kesme

CNC ABKANT PRES ULTIMATE SERİSİ STANDART ÖZELLİKLER. Kürsü tip Ergonomik Ayak pedalı. Arka Dayama Dili. Alt Dar Tabla CYBELEC TOUCH12 2D

Ürün Broşürü Product Brochure

Parça tutturma tertibatları

(Computer Integrated Manufacturing)

BİLGİSAYARLI TASARIM VE İMALAT YÖNTEMLERİ KULLANILARAK KRANK MİLİ İMALATI ÖZET ABSTRACT

MASA ÜSTÜ 4 EKSEN CNC İLE STROFOR VE AHŞAP HELİSEL KONİK DİŞLİ İŞLEME VE KESME PARAMETRELERİ ÖZET

DENEY NO : 3. DENEY ADI : CNC Torna ve Freze Tezgâhı

BİLGİSAYAR DESTEKLİ MİL TASARIMINA ALTERNATİF BİR YAKLAŞIM AN ALTERNATIF APPROACH TO COMPUTER AIDED SHAFT DESIGN

MEKANİK TEKNOLOJİLERİ DERS NOTLARI

Redüktör Seçimi: Astana Stadyumu 232 bin 485 metrekarelik alana kurulmuştur. Stadyumun ana formu

CNC FREZE BAHAR DÖNEMİ DERS NOTLARI

TAKIM TEZGÂHLARI LABORATUARI

SONDAJ BORULARINI İŞLEMEK İÇİN BÜYÜK DELİKLİ İŞ MİLLERİ. CNC Ağır Hizmet Tipi Tornalar

BĐLGĐSAYAR KONTROLLU CNC SĐSTEMĐ PC CONTROLLED CNC SYSTEM

up-gear Teknolojisi Büyük konik dişli üretiminde en iyi çözüm

Döküm, Kaba tornalama, Ham dişlinin malafaya alıştırılması, Hassa tornalama işlemi yapılması, vida delikleri delinmesi, Diş açma işlemi yapılması, Çap

Koordinat Sistemi CNC tezgah ve sistemlerde takım yolları bir koordinat sistemi referans alınarak matematiksel bağıntılarla ifade edilir.

ÖĞRENME FAALİYETİ 1 ÖĞRENME FAALİYETİ-1

MAKĠNE ELEMANLARI II REDÜKTÖR PROJESĠ

Transkript:

Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10-2,(2006)-311-316 Freze Tezgahı için Geliştirilen PLC Tabanlı Divizör A. GÜLLÜ 1, S. KAYA 2, A. M. PİNAR 1 1 Gazi Üniversitesi,Teknik Eğitim Fakültesi, Makina Bölümü,Beşevler-ANKARA 2 Seyyid Burhaneddin EML, Tesviye Bölümü, Melikgazi / KAYSERİ Özet: Bu çalışma ile,freze tezgahı için PLC kontrollü yeni bir tip divizör geliştirilerek, freze tezgahlarında kullanılan klasik divizör tertibatındaki yardımcı elemanların (dişli, delikli ayna, makas, ara mil) kullanımını ortadan kaldırmak, daha kaliteli ve hatasız doğrusal ve açısal bölüntüler yapmak amaçlanmıştır. Bunun için yeni PLC kontrollü bir divizör tasarlanıp imal edilmiştir. Sistem için gerekli olan kod çözücü (step motor sürücüsü), operatör paneli ve oranı (sonsuz vida ağız sayısı/ karşılık dişlisi diş sayısı) 1/36 olan redüktör geliştirilmiştir. Böylece mekanik sistemle çalışan divizör, bilgisayar kontrollü divizör haline getirilerek, doğrusal ve açısal bölüntülerin yapılmasında kaçınılmaz olan bir takım hesaplamaların kolaylaştırılması ve dişli çark tertibatının ortadan kaldırılması sağlanmıştır. Yeni divizör prototipi imal edilmiş ve freze tezgahında kullanılarak denenmiştir. Kullanım sonucunda dişli açma işlemlerinde %260 ile %350 arasında süre kazancı sağlanmış olup, ayrıca klasik divizörle açılamayan konik helis dişlinin imalatı da gerçekleştirilmiştir. Prototip; düşük kesme kuvvetlerinden dolayı alüminyum, pirinç, plastik gibi yumuşak malzemeler için önerilmektedir. Anahtar Kelimeler : Step motor, Divizör, PLC tabanlı divizör, imalatı, Bölme. A PLC Based Dividing Head Developed for Milling Machines Abstract: In this study, it is aimed to make more quality and correct linear and angular dividing operations by removing the use of supplementary components (gear, index plate, sector arm, supplementary shafts etc.) in the dividing head setup used on milling machines by developing a new type dividing machine. For this purpose, a new type PLC controlled dividing head is designed and manufactured. Step motor driver necessary for the system, operator panel and the reduction system that has 1/36 reduction rate (the rate between endless-screws and number of worm gears teeth) are developed. In this way, the removal of gear operation and the ease of some calculations necessary to make the linear and angular divisions are achieved by converting the dividing head working with a mechanical system into a computer-controlled dividing head. The new prototype dividing head is manufactured and tested. After its use, a time gain between %260 and %350 is obtained in the gear machining processes and the manufacturing of tapered helix gear which can not be machine by the traditional dividing head is achieved The prototype is proposed for soft materials such as plastic, brass or aluminium due to low cutting forces. Key Words: Step motor, Dividing head, PLC based dividing head, Gear manufacturing, Dividing. Giriş Çevresinde birden fazla kesici uç bulunan dönel kesicilerle, malzeme üzerinden talaş kaldırmak suretiyle, biçim verme işlemlerine frezeleme denmektedir. Düzlem yüzey, profil, kanal, cep ve her türlü bölüntü/dişli açma operasyonlarını içeren geniş bir uygulama alanı mevcuttur. Klasik freze tezgahlarında hassas bölme ve dişli imalatı, divizör denilen cihazlarla gerçekleştirilmektedir. Divizörün en önemli olumsuzlukları; çok sayıda aparat ve donanım gerektirmesi, delikli aynanın kullanımı esnasında çok fazla dikkate ihtiyaç duyulması ve özellikle dişli açma işlemlerinin karmaşık hesaplar içermesidir. Literatürde divizörlerin modernizasyonuna yönelik bir çalışmaya rastlanmamıştır. Daha çok CNC işleme merkezlerinde karmaşık parçaların işlenmesine yönelik döner tablalar kullanılmaktadır. Bunlar ise dişli yapımına uygun değildir. Bilgisayar destekli bölme işlemleri ve dişli açma yöntemleri konusunda çeşitli çalışmalar yapılmıştır. CNC dik işleme merkezinde yapılan bir çalışmada makro programlar kullanılarak düz dişlilerin imalatı gerçekleştirilmiştir. Söz konusu çalışmada, FANUC programlama dili kullanılarak bir makro program geliştirilmiş, modülü 8 ve diş sayısı 14 olan bir düz dişli yapılmıştır. Kesici takım olarak parmak freze çakısı kullanılmış ve yüzey pürüzlülükleri istenen değerlere yakın çıkmıştır. Ayrıca dişlinin, diğer yöntemlere nazaran daha uzun sürede imal edildiği görülmüştür (1). Düz, helisel, konik ve sonsuz vida dişli mekanizmalarının bilgisayar yardımıyla boyutlandırılması, analizi ve CNC tezgahlarda imalatı çalışılmış, bilgisayar programı ile dişli çark tasarımındaki hesap aşaması kolaylaştırılmış ve işlem süresi kısaltılmıştır (2, 3). Gerilme analizinde kullanılmak üzere, helisel dişli çarkların üç boyutlu modelini yapmak için temel matematiksel denklemler elde edilmiştir (4, 5). Yapılan her çalışma ve ortaya çıkan her yeni ürün beraberinde yeni özellikleri de getirmektedir. Kalite iyileşmesi yanında, pratiklik, ekonomiklik ve fonksiyonellik, aranan ve beklenen özellikler arasındadır. Bilindiği üzere freze tezgahlarında, silindirik yüzeyler üzerinde kanallar, profiller, çizgiler, dişli çarklar, freze çakıları, raybalar, özel bazı vidalar gibi bölme işlemleri gerçekleştirilmektedir. Bu bölmeleri yapabilmek için, bazı aparatlara ihtiyaç vardır. Bu aparatlar; sadece belirli sayıdaki bölmeleri yapabilen basit bölme aparatları ve her türlü bölme işlemlerine uygun olan üniversal bölme 311

A..GÜLLÜ, S. KAYA, A..M. PİNAR aparatları şeklinde iki gruba ayrılır (6). Üniversal bölme aparatları, bir sonsuz vida çarkı sistemi ile çalışmakta ve bazı durumlarda da bunlara takılan ek dişli çarkların aracılığı ile farklı bölme işlemleri yapabilmektedir. Bölmeleri yapabilmek için, aparatın temelini oluşturan delikli aynalar kullanılır. Şekil 1. de görülen, içerisinde genellikle diş sayısı 40 olan sonsuz vida çarkı ile onu çeviren delikli aynanın çevirme koluna bağlı sonsuz vidadan oluşan divizör adlı bu aparat, freze tezgahlarının önemli bir elemanıdır (7, 8). Divizör ile bölme işlemlerinin yapılabilmesi için yardımcı dişli çark tertibatları ve bunların uygun şekilde PLC Tabanlı Divizör ve İmalatı Klasik freze tezgahında kullanılan divizörlerde fener mili (iş mili) ile delikli ayna arasındaki hareket, sonsuz vida ve karşılık dişlisi ile gerçekleştirilmektedir. Vidanın ağız sayısı ile çarkın diş sayısı sistemin iletim oranını sağlamaktadır. Klasik divizörlerde en çok 1/40 oranı kullanılmakla beraber 1/60, 1/80, 1/90 ve 1/120 oranlı divizörler de bulunmaktadır. PLC tabanlı divizör (Şekil 2) ise, klasik divizörlerden farklı olarak içerisinde 1/36 bağlanmalarını sağlayan paraçol gibi çeşitli elemanlara da ihtiyaç duyulmaktadır. Buradan da anlaşılacağı gibi divizörle bölme işlemlerinin yapılabilmesi için dişli çark ve benzeri donanımın uygun şekilde doğru olarak tasarlanması, hesaplanması ve bağlantı elemanlarıyla takılması ekstra bir zaman ve işçilik gerektirir. Bu çalışmada, endüstride kullanılmakta olan klasik divizör yerine, daha hızlı ve hassas olarak işlevini yapabilen fonksiyonelliği artırılmış ve bilgisayar destekli hale getirilmiş PLC tabanlı bir divizör geliştirilmiştir. oranlı redüktöre sahip, step motorlarla doğrudan tahriklenen, kontrolü PLC ile gerçekleştirilen bir sistemdir (9). İmalat için öncelikle gerekli torku karşılayabilecek step motor seçimi yapılmıştır (10). Sistemde, piyasada yaygın olan iki adet step motor kullanılmıştır (Çizelge 1). Paraçol Divizör PLC Ünitesi Ara miller Delikli ayna Kontrol paneli Motor sürücüsü ler Şekil 1. Klasik divizör (9). Şekil 2. PLC tabanlı divizör (9). Çizelge 1. Kullanılan step motorun özellikleri Hassasiyet Tork Adım Rotor ataleti Ağırlığı Çalışma sıcaklığı 1,8 4,5 Nm 200 darbe 1,4 kg.cm² 2,2 kg 40ºC +55ºC Bu motorlardan biri divizör miline, diğeri ise yatay eksen hareketli tabla miline bağlanmıştır. Bölüntünün genişliğine ve çakı yanaşma ve çıkış mesafesine göre, talaş kaldırma işlemini otomatik olarak gerçekleştirmek için tabla mili hareketli yapılmıştır. Klasik divizörün kullanıldığı dişli operasyonlarında bu işlem genellikle elle yapılmakta ve herhangi bir dalgınlıkta divizör ve tezgah zarar görebilmektedir. Step motorları sürebilmesi için gerekli elektronik devre elemanları ve PLC yazılımı gerçekleştirilmiştir. Gerekli bölüntü için kullanıcı tarafından girilen veriler seri porttan PLC ye gönderilir. PLC tarafından yorumlanan bilgiler ise, motorları tahrikleyen kod çözücüye uygun elektrik sinyali olarak yollanır (Şekil 3). 312

Freze Tezgahı için Geliştirilen PLC Tabanlı Divizör a Kod Çözücü c b g e d PLC a) Tabla mili step motoru b) Divizör mili step motoru c) Vidalı mil d) Sonsuz vida e) Karşılık dişlisi f) 3 ayaklı ayna g) Divizör tablası Şekil 3. Sistemin şematik çalışma prensibi Divizörün iç ve dış tasarımı yapılırken iki unsur dikkate alınmıştır. Bunlardan birincisi sistemin hafifliği, ikincisi ise hareketli kısımların mümkün olduğu kadar boşluksuz olmasıdır. Step motor divizöre direkt bağlanmış ve step motorun üreteceği torktan maksimum seviyede yararlanılabilmesi amacıyla, ağırlık, alüminyum malzemeler kullanılarak azaltılmıştır. Divizörün iç kısmındaki redüktör, oranı 1/36 olan sonsuz vida ve karşılık dişlisidir. Böylece, step motorun her adımda 1,8 derece açı ile dönmesi 1/36 kat hassaslaştırılarak sistem, her darbede 0,05 derece dönebilir hale getirilmiştir. Sonsuz vida transmisyon malzemeden, karşılık dişlisi ise polyamid malzemeden imal edilmiştir. Sonsuz vida mili ile karşılık dişlisine bağlı olan miller rulmanlarla yataklanarak gövdeye bağlanmıştır. Step motor mili sonsuz vida miline, sonsuz vida ile çalışan karşılık dişlisi mili ise üç ayaklı üniversal aynaya bağlanmıştır. Divizöre bağlı üç ayaklı üniversal aynanın dolayısıyla iş parçasının her adımdaki (1 darbe için) dönüş hassasiyeti teorik olarak 0,05 derecedir. Tabla imalatında da alüminyum malzeme kullanılmıştır. Hareketi sağlayan vidalı milin adımı 25,4 mm ve ağız sayısı 5 dir. Step motorla hareket eden tablanın ilerleme hassasiyeti teorik olarak 0,0635 mm dir (400 darbede = 25.4 mm). Hareketin başlama ve bitiş noktalarını belirlemesi için tablaya sınırlayıcı takılmıştır. Sistem ilk olarak çalıştırıldığında tabla sınırlayıcıya doğru hareket eder ve sınırlayıcıya dokunduğu an başlangıç noktası belirlenmiş olur. Sınırlayıcı hassasiyeti 20, tablanın hassasiyeti ise 63,5 mikrondur. Tablanın toplam hareket mesafesi 1400 darbe olarak sınırlandırılmıştır (1400 darbe 90 mm). f PLC Tabanlı Divizörün Çalışma Prensibi Sistem, bilgisayardan almış olduğu veriler sayesinde doğrusal ve açısal bölüntüleri otomatik olarak yapabilecek şekilde üretilmiştir. Tablanın doğrusal bölüntüler için en düşük hızı 60 adım/saniyedir. Başka bir ifadeyle tabla her adımda 0,0635 mm ilerleyeceğinden en düşük hız 3,81 mm/s olmaktadır. Doğrusal bölüntüleri yapabilmek için bilgisayarda hazır olan menüye, adım cinsinden araba mesafesi ve işlem hızını, adet olarak da bölüntü sayısını girmek yeterlidir. Örneğin diş sayısı 36 olan bir düz dişli yapılması için, hangi modül freze çakısı ile işlenecekse ona göre bir dişli taslağı hazırlanıp divizörün aynasına bağlanmalıdır. Gerekli hazırlıklar yapıldıktan sonra sırasıyla step motor sürücü devresi, PLC ve bilgisayarın divizör kumanda menüsünü açılır. Son olarak da PLC ile bilgisayarın haberleşmesi için, bağlantı ayarlarından bağlan tuşuna basılarak sistem hazır hale getirilir (Şekil 4). Şekil 4. Divizör kumanda menüsü (9). Sistemin kullanımı sırasında gerekli olan dönüşüm ve hesaplamalar Visual Basic yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Böylece düz ve helis dişli elemanlarının sisteme girilecek pals değerleri belirlenir. Elde edilen pals değerleri PLC vasıtası ile kod çözücüye iletilerek süreç başlatılır Deneysel Çalışmalar Freze tezgahına PLC tabanlı divizör bağlanarak, önceden hazırlanmış dişli taslakları üzerinde doğrusal/açısal bölüntüler özellikle de klasik divizörde açılamayan konik helis dişli imal edilmiştir. Klasik divizörden farklı olarak sistemde iş miline açı verilebildiğinden konik helis dişli kolaylıkla imal edilebilmektedir (Şekil 5). 313

A..GÜLLÜ, S. KAYA, A..M. PİNAR Şekil 5. Konik Helis dişlinin imalatı (9) Çakı seçiminde önceki sistemde de olduğu gibi, diş sayısına uygun modül freze çakıları seçilmiştir. Bunlar modül 1 ve 1,5 freze çakılarıdır. Doğrusal ve açısal bölüntüler yapılırken malzeme cinsine bağlı olarak 0,5 mm talaş derinliği verilmiş, tezgah devri 800-1500 devir/min olarak ayarlanmıştır. Geliştirilen PLC tabanlı divizörün prototip olması, talaş kaldırma işlemi esnasında bazı kısıtlamalar getirmiştir. Bunlar, helis dişli yapımında tablanın ilerleme hızının ve kurs boyunun sabit olmasıdır. Bütün açısal bölüntülerde tabla 3,175 mm/s sabit hızla ilerlemekte ve yine aynı hızla geri dönmektedir. Tablanın çalışma kursu 63,5 mm olduğundan bir kurs 20 saniyede tamamlanmıştır. Diğer bir bölüntüye geçiş zamanı da 5 saniye olarak ölçülmüştür. Dolayısıyla bir bölüntünün toplam talaş kaldırma süresi 45 saniyedir. Doğrusal bölüntülerde ise tablanın ilerleme hızı en düşük 3,81 mm/s olarak tasarlandığından, dişlinin genişliğine bağlı olarak ilerleme hızı artırılıp azaltılabilmektedir. Helis dişlide tabla hızının ve kursun sabit olmasının sebebi ayna dönüşünün tabla hızı ile senkronize olarak hareket ettirilmesi gereğidir ki bu da helis açısını vermektedir. Klasik divizör sistemindeki boşluktan dolayı, helis dişli açarken her bir bölüntü yapıldıktan sonra frezenin tablası aşağıya indirilip freze çakısının parçadan uzaklaştırılması gerekmektedir. Bu sistemle dişlilerden kaynaklanan boşluklar elimine edilmiş olup hassas step motorlar kullanıldığından, tabla aynı helisel kanal üzerinden geri dönmektedir. Bu sonuç, aynanın hem saat yönü hem de tersi dönüşlerinde step motorun dönme hassasiyeti sınırlarında elde edilmektedir. PLC Tabanlı divizörle diş sayısı 37 olan bir düz dişli çarkın açılması örneklenecek olursa; bu işlem için öncelikle dişli taslağı hazırlanıp divizörün üniversal aynasına bağlanır. Daha sonra bilgisayarda divizör kumanda programı açılır. Örnek uygulama için aşağıdaki düz dişli verileri kullanıcı tarafından girilir. Bu değerler; düz dişli araba hızı ve araba mesafesi için darbe sayısı cinsinden, diş sayısı da adet cinsinden yazılır. Diş sayısı = 37, genişliği = 20 mm, Kesici giriş/çıkış emniyet mesafesi = 5,4 mm, Araba mesafesi = 20 + 5,4 = 25,4 mm (400 darbe) Araba hızı = 4,445 mm/s (70 darbe/saniye), Veriler girilip gönder butonuna basılarak bölüntü verileri sırasıyla PLC, kod çözücü ve step motorlara ulaştırılır. Sonrasında divizörün bağlı bulunduğu freze tezgahı uygun devirde çalıştırılarak operatör panelinden başlat butonuna basılır. Böylece 37 bölüntü bitene kadar hiçbir ek işlemin yapılmasına gerek kalmaksızın sistem otomatik olarak çalışır ve durur. Deneysel Sonuçlar Deneysel çalışmalarda genellikle step motorların torkunun düşük olması sebebiyle polyamid, alüminyum ve pirinç malzemeler tercih edilmiştir. Çizelge 2. operasyonlarının klasik ve PLC tabanlı divizörle dakika olarak süreleri (9). Yapılan İşlem taslağının elemanları ve dişli çark donanımı için hesaplamalar Hesaplanan dişli çark donanımının Paraçol ve benzeri yardımcı elemanlarla hazırlanması ve takılması Düz Klasik Divizör Helis Konik PLC Tabanlı Divizör Düz Helis Konik 11 14 20 0,1 0,1 1 14 16 16 3,5 4,5 5 taslağının torna tezgahında hazırlanması 8 8 8 8 8 8 taslağının (iş parçası) divizöre bağlanması 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 İş parçası üzerinde kesicinin sıfırlanması ve talaş derinliğinin verilmesi (0,1 mm) 1,5 1,5 1,5 1 1 1 Divizörde her bir bölüntü için harcanan süre 1 2 2 0,2 0,7 0,7 Bütün bölüntüler için harcanan toplam süre 37 64 64 7,4 25,9 25,9 GENEL TOPLAM 72 104 110 20.5 40 41.4 314

Freze Tezgahı için Geliştirilen PLC Tabanlı Divizör Çizelge 3. Üretim Sürelerinin karşılaştırılması (9). tipi PLC tabanlı divizörle açılan düz, helis ve konik dişliler klasik divizörle de tekrar aynı modül ve diş sayılarında açılmış olup, kronometre ile yapılan süre ölçüm sonuçları Çizelge 2 de sunulmuştur. Bu değerlerin yüzde olarak karşılaştırılmaları Çizelge 3 de verilmiştir. Tartışma ve Öneri İşleme Metodu Klasik Divizör PLC tabanlı divizör Süre tasarrufu (%) Düz dişli 72 20,5 351 Helis dişli 104 40 260 Konik dişli 110 41,4 265 Konik helis dişli Yapılamıyor 41,4 - Klasik sistemde doğrusal veya açısal bir bölüntü imalatında, bölüntünün tipine, sayısına ve modülüne göre bir takım hesaplamalar yapılmaktadır. Hesaplanan sonuca göre divizör çevirme kolunun ne kadar döndürüleceği belirlenir. Her bir bölüntü aralığı için divizör delikli aynası üzerindeki delik sayısına bağlı olarak, divizörün çevirme kolu döndürülür ve pim uygun deliğe oturtulur. Bu işlem her bir bölüntü için tek tek yapılır. Divizör çevirme kolu bir delik sayısı kadar bile ileri veya geri hatalı çevrilirse bölüntü eşit olmaz. Oysa yeni sistemde, ilerleme hızları ve ayna dönme hızları Visual Basic yazılımı kullanılarak hesaplatılmakta, her bir adımın ilerlemesi eksiksiz ve otomatik olarak yapılmaktadır. Açısal veya helisel bölüntüler yapılırken klasik divizörde her bir bölüntü için talaş kaldırma işlemi bitirildikten sonra freze tezgahı durdurulur ve tezgahın tablası Z ekseninde aşağıya doğru indirilerek kesicinin iş parçasından uzaklaştırılması sağlanır. Diğer bir bölüntünün işlenebilmesi için divizörden çevirme işlemi yapıldıktan sonra, tabla Z ekseninde aynı miktarda yukarıya kaldırılır ve talaş kaldırma işlemine devam edilir. Bu işlem her bir bölüntü için tekrarlanır. Oysa yeni sistemde, her paso için verilen talaş derinliği bölüntü sayısı tamamlanıncaya kadar devam eder. Toplam derinlik elde edilinceye kadar bu işlem her paso için tekrarlanır. Klasik divizörde her bir diş için yapılan işlem bu sistemde her bir tur için yapılmış olur. Bölüntünün tamamı bitene kadar başka hiçbir işlemin yapılmasına gerek kalmaz. Klasik divizör sisteminde doğrudan yapılamayan bölmeler (yedirmeli bölme) ile açısal bölüntülerin yapılmasında, divizör ile tabla mili arasına dişli tertibatının takılması gerekmekte iken, geliştirilen divizörde hiçbir dişli tertibatına gerek kalmadan bölüntüler rahatlıkla yapılabilmektedir. Klasik sistemde iş parçası üzerinden talaş kaldırma işlemi tezgah tablasının ileri/geri hareketi ile sağlanırken, yeni sistemde; freze tablası yerine divizörün tablası bu hareketi otomatik olarak yapmaktadır. İlk kez yapılan bu prototip çalışma ile alüminyum ve polyamid gibi yumuşak malzemelerin işlenmesi gerçekleştirilmektedir. Ancak çelik gibi sert malzemelerin işlemesi gerektiğinde daha büyük kesme kuvvetlerini karşılayabilecek güçte motorlar kullanılmalıdır. Ayrıca endüstriye yönelik olarak konstrüksiyonun büyük kesme kuvvetlerine göre yeniden tasarlanması ve yapılması gerekmektedir. Sonuçlar Geliştirilen PLC tabanlı divizör ile aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. Modül, diş sayısı ve diş genişliği gibi değerler bilgisayara girilerek gerekli hesaplamaların otomatik olarak yapılması ve bölüntünün tamamı bitene kadar işlemin devam etmesi sağlanmıştır. Bölüntüleri yapmak için divizöre ve freze tablasına hiçbir dişli bağlantısı yapılmasına ve tezgah tablasının ilerlemesine gerek kalmamış ve divizör tablasının ilerleme hızı bilgisayardan girilerek işlem bitinceye kadar ileri - geri hareketi yapması sağlanmıştır. Geleneksel divizörle dişli açmadaki toplam sürelere göre %260 ile %350 arasında zamandan tasarruf sağlanmıştır. Geleneksel divizörle açılamayan konik helis dişlinin imalatı gerçekleştirilmiştir. Teşekkür Bu çalışmanın gerçekleştirilmesinde, 07/2003-39 no lu projedeki maddi katkılarından dolayı Gazi Üniversitesi Rektörlüğü Bilimsel Araştırma Projeleri Birimine teşekkür ederiz. Kaynaklar (1) Özek, C, 2002. Dikey İşleme Merkezli CNC Freze Tezgahında Makro Programlar Kullanılarak Düz lerin İmalatı, Mühendis ve Makina, 512. (2) Özel, C, 2000. Düz Konik lerin Sayısal Denetimli Freze Tezgahlarında Hassas Şekilde Açılmasının Tasarımı ve İmalatı, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ. (3) Karpat, F ve Çavdar, K, 1999. Çark Mekanizmalarının Bilgisayar Yardımı ile Boyutlandırılması, Makine- İmalat Teknolojileri Sempozyumu ve Sergisi, Konya. (4) Rao, C, 1992. Finite Element Modeling and Stress Analysis of Helical Gear Teeth, Computers and Structures, Computers and Structers, 49, 6, 1095-1106. (5) Arıkan, MAS. ve Tamar, M, 1992. Tooth Contact and 3-D Stress Analysis of Involute Helical Gears. Proceedings the ASME 1992 6 th International Power Transmission and Gearing Conference, 256-301. (6) İpekçioğlu, N, 1984. Frezecilik, Milli Eğitim Basım Evi, İstanbul. 315

A..GÜLLÜ, S. KAYA, A..M. PİNAR (7) Nebiler, İ, 2000. Freze Tezgahında Bölme İşlemleri, Tesviyecilik Atölye İş ve İşlem Yaprakları, Modül Teknik Eğitim ve Hizmet Organizasyonu, Manisa. (8) Özkara, H, 1998. Özel Frezeleme İşlemleri Tesviyecilik Meslek Teknolojisi III, İlksan Matbaacılık San., Ankara. (9) Kaya, S, 2004. PLC Tabanlı Divizör İmalatı, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü. (10) Morse, MJ, 1994. Adım Motorları, Mikroişlemci Tabanlı Sistemler 5 nd Edit., Evren Ofset A.Ş., Ankara. 316