BUTUNSiNAVLAR.COM
        Giriş     Üye OL
numerik kontrol sistemleri, Nümerik Sistemin Çalışması, Birebir Kontrol, Çevre Kontrolü, Kontrolörlerin Çalışması, Nümerik Makinelerin Çalışması, Frezeleme, Rayba Çekme

Numerik kontrol sistemleri

1.3. Nümerik Kontrol Sistemleri

1.3.1. Nümerik Kontrol Tanımı

Nümerik kontrol (NC); bir makinenin işleyişinin sayısal değerlerden, harflerden, sembollerden oluşan kodlar yardımıyla kontrol edildiği bir tür programlanabilir otomasyon şeklidir. Bütün NC makinelerin kendilerine özgü kapasite, operasyon yetenekleri ve bir takım karakteristik özellikleri vardır. Bu sebeple makinelerin sahip olmadığı hiçbir operasyon özelliği o makineye yaptırılamaz.

NC makinede hafıza bulunmadığından bu tür makinelerde operasyon verileri sıra ile okunur ve işleme konlur. Bir iş parçasının imalatı esnasında makinenin kontrol ünitesi (Machine Control Unit) bir operasyondaki bütün verileri okur ve makineye gereken işlem operasyonlarını yerine getirir. Operasyonlar tamamlandıktan sonra bir sonraki operasyon verilerine geçirilir. Bu işlem sırasıyla program sonuna kadar devam eder.

1.3.1.1. Birebir (Point-To-Point) Kontrol

Noktadan-noktaya konumlandırma; yoklayıcı ucun (kesici takımın) bir noktadan diğer bir noktaya hareketi olarak tanımlanabilir. Bu işlem için değişik takım tezgâhlarında farklı yaklaşımlar görülse de kesicinin hızlı hareket etmesi istenen durumlarda sıklıkla kullanılır. Hızlı hareket esnasında kesme işlemi gerçekleşmez. Hareket, düz bir doğru boyunca veya açılı olabilir. Başlangıç ve varış koordinatları verilir, tezgâh bunu makine kontrol ünitesinde değerlendirerek hareketi gerçekleştirir. Bazı operasyonlarda noktadan noktaya hareket sırasında kesme işlemi de yapılabilir, böyle durumlarda ilerleme hızını kontrol altına almak gerekir.

Şekil 1.31’de görüldüğü gibi D1 deliğinden D2 deliğine çift eksen hareketi yapılarak açısal hareket edilir. D2 deliğinden D3 deliğine tek eksende doğrusal hareket edilir. Buradaki noktadan noktaya hareketler hızlı olmalıdır.

endüstriyel elektronik ders notları

Başlangıç noktası

1.3.1.2. Çevre (Contour) Kontrolü

Çevresel hareket kontrolü; yoklayıcı ucun (kesicinin) önceden tanımlanmış şeklin dış kenarlarında izleyeceği yolun kontrolüdür. Çevresel hareket NC programlarında başlangıç ve bitiş nokta koordinatlarının belirlenmesi ve doğru hesaplanması gerekir. NC programlarında mantıksal bölüm bulunmadığından hareketleri doğrusal ya da dairesel olarak tanımlamak gerekir. Parçanın profili dairesel ya da doğrusal olmayan bölümlerden oluşuyor ise bu kısımları, doğrusal olabilecek küçük bölümlere ayrıştırmak gerekir. Bu gibi durumlarda her küçük kısım için ayrı koordinat girişi yapılmalıdır.

endüstriyel elektronik ders notları

1.3.1.3. Mutlak (Sabit) ve Artışlı Sistemlerin Karşılaştırılması

Mutlak ve artımsal ölçü sistemlerini karşılaştırabilmek için sistemleri ilk önce tanımak gerekir.

• Mutlak (Absolute – Sabit) Ölçü Sistemi

Eksen hareketleri için koordinat girişleri parça sıfır noktasından başlar ve biter. Yoklayıcı ucun hareket noktası parça sıfır noktasından başlar; X ve Y eksenlerinde ilerler. Aksi belirtilmedikçe makine kontrol üniteleri bu ölçü sistemini kullanır.

endüstriyel elektronik ders notları

• Artımsal (Incremental) Ölçü Sistemi

Eksen hareketleri parça sıfır noktasından başlar, hedeflenen noktada biter. İkinci ve daha sonraki eksen hareketleri son gelinen noktayı parça sıfır noktası olarak algılamak zorundadır.

endüstriyel elektronik ders notları

Sistem Karşılaştırmaları

  • Programlamaya yeni başlayanlar için hareket komutlarının verilmesi, mutlak ölçü sisteminde daha kolay ve anlaşılır olur.
  • Artımsal da kesicinin son bulunduğu nokta sıfır kabul edildiği için hareket komutlarının verilmesinde, “Kesiciyi ne kadar hareket ettirmeliyim?” sorusu daima sorulmak zorundadır. Bu da karışıklığa sebep olabilir.
  • Artımsalda, eğer hareket komutunu verirken bir ölçü hatası yapılırsa; hatadan itibaren tüm ölçüleri değiştirme zorunluluğu vardır. Mutlakta, sadece hatalı ölçü değiştirilir.
  • Makine kontrol üniteleri mutlak ölçü sistemini uygulayacak şekilde ön yükleme yapılmaktadır. Artımsal ölçü sistemi kullanılacaksa, gerekli kodun mutlaka önceden kontrol ünitesine her program için bildirilmesi gerekir.
  • İşlenecek parçanın teknik resmi çizilirken genel olarak mutlak ölçü sistemine göre ölçülendirilmesi yapılır. Bu da programlamada mutlak sistemi kullanma kolaylığı sağlar.

1.3.2. Nümerik Sistemin Çalışması

İlk NC tezgâhların kontrol sisteminde röle ve elektronik lamba tekniği, sonrakilerde ise gelişmelere bağlı olarak sırasıyla; transistörler, entegreler, mikroişlemciler ve mikrodenetleyiciler kullanılmıştır. Günümüzdeki tezgâhlar PLC’lerle kontrol edilmektedir.

1.3.2.1. Kontrolörlerin Çalışması

Proses değişkenini otomatik olarak regüle eden aygıtlara kontrolör denir. C harfiyle gösterilir. Kontrolör aynı anda ölçülen değeri de gösteriyorsa, bu tip kontrolörlere göstericili kontrolör (indicator controller) denir ve kısaca IC harfleriyle ifade edilir.

Tablo 1.7: Göstericili kontrolörlerin kullanıldıkları alanlara göre tanımlanması

KONTROLÖR CİNSİ SEMBOLÜ
Ağırlık kontrolörü WIC
Akışkanlık kontrolörü FIC
Basınç kontrolörü PIC
Hız kontrolörü SIC
İletkenlik kontrolörü CIC
Seviye kontrolörü LIC
Sıcaklık kontrolörü TIC
Yoğunluk kontrolörü DIC

Nümerik kontrol; çeşitli karakterleri kullanarak yapılan kodlamanın tezgâha komut olarak verilmesi tekniğidir. Tezgâh, çeşitli işleme fonksiyonlarını yerine getirmek için düzenlenen ve kodlanan bu adresli bilgi bloklarına cevap verir. Bu fonksiyonlar tezgâhın bütün hareketlerini (örneğin; ana milin dönme yönünü, hızını, takım seçimini, soğutucuyu açıp kapatmayı vb.) kontrol eder.

1.3.2.2. Sürücü Çeşitleri

Herhangi bir kontrol devresinin veya makinenin çıkışına yük olarak motor, kontaktör,lamba, zil, gösterge, selenoid valf vb. elemanları bağlamak mümkündür. Çıkışa bağlanacak yükten önce kullanılan devreye sürücü devresi denir. Bu yüklerin kontrollü şekilde çalışmasını sağlamak amacıyla sensörler aracılığıyla alınan işaretler sürücü devreleri tarafından yüklere gönderilir.

1.3.2.3. Servo Elemanları

endüstriyel elektronik ders notları

Şekil 1.35: Servo sistem elemanlarının birbirlerine bağlantısı

Şekil 1.35’te bir servo sistemi oluşturan elemanlar görülmektedir. Bunlar ve bunlardan başka görülmeyen bağlantı ve elemanlar (güç kabloları, motor fren sistemi, redüktör vb.), servo elemanlarını oluşturur.

1.3.3. Nümerik Makinelerin Çalışması

1.3.3.1. Data ve Kontrol Girişleri

Nümerik makineleri işletecek olan giriş bilgileri, bilgi bloklarını içeren komutlar şeklinde verilir. Bir bilgi bloğu, tezgâhın sadece bir işleme fonksiyonunu tamamlayabilmesi için yeterli komutlar grubudur.

1.3.3.2. Kontrol Sinyali Çıkartma

Kontrol sinyali; kontrolörlerin kontrol sistemine uyguladıkları nicelik veya koşuldur. Başka bir ifadeyle; sistemi kontrol eden esas kontrol sinyali, kontrolör çıkışında üretilir. Kontrolör çıkışındaki bu kontrol sinyali son kontrol elemanına gönderilir. Burada yeteri kadar kuvvetlendirilerek kontrol sisteminin kontrol değişkenini değiştirecek şekilde bir düzeltme işlemi meydana getirir.

1.3.3.3. Kapalı, Açık Döngü ve Yardımcı Özellikler

Açık döngü kontrol sisteminde kontrolör çıkışından elde edilen sinyal, çıkışı kontrol ederken giriş-çıkış karşılaştırması yapılmaz. Bu sistemde çıkışın ölçülmesi ve geri besleme yapılması söz konusu olmadığından, sistemin kararlılığı yapılan kalibrasyona bağlı olur. Açık döngü sistemlerde giriş, bir program şeklinde verilir ve sistem bu program sırasına uygun şekilde çalışır.

Örneğin; açık devre kontrol sistemlerinde kızağın hareketi ve hızı ölçülemediğinden tezgâh tablasının hedef konuma erişeceği varsayılır. Sistemin gerçek başarısını bilmenin bir yolu yoktur. Hareket ve hızı doğru şekilde kontrol etmek için step motorlar (adım motoru) kullanılır. Step motor, sayısal (dijital) işaretlerle çalıştığından ana mil, sayısal sinyali alır almaz belirlenen bir açı ile dönmeye başlar. Adım miktarı, motor tasarımına bağlıdır. Step motora gönderilen sinyallerin sayısına bağlı olarak mesafe doğru olarak tahmin edilebilir. Bu durumda geri besleme zorunluluk olmaz. Pratikte, sayısal anahtar devresi ve bir güç yükselticisi, step motoru kontrol etmek için yeterlidir. Böyle bir elektronik devre grubuna çevirici denir.

endüstriyel elektronik ders notları

Kapalı döngü kontrol sisteminde kontrolör çıkışından elde edilen sinyal, çıkışı kontrol ederken giriş-çıkış karşılaştırması yapılır. Bu sistemde çıkış ölçülerek geri besleme yapılır. Geri besleme işlemi; pozitif geri besleme ve negatif geri besleme olmak üzere ikiye ayrılır.

Pozitif geri beslemede çıkış, girişe aynı yönde etki eder. Buna göre çıkışta herhangi bir artış meydana gelecek olursa; bu, giriş ile toplanarak hata sinyalinde bir artış oluşturur. Dolayısıyla bu işlem, çıkışın daha da artmasına sebep olacağından bu işlemin sistemin kontrolüne faydası olmaz. Bu sebeple pozitif geri besleme, özel durumlar hariç, bu tür sistemlerde kullanılmaz.

Negatif geri beslemede ise, çıkıştaki değişimler girişe ters yönde etki eder. Buna göre çıkışta herhangi bir artış meydana gelecek olursa; bunun giriş ile farkını alarak hata sinyalinde bir düşüş oluşturur ve çıkışın istenilen değere dönmesi sağlanır. Negatif geri besleme endüstriyel sistemlerin en önemli özelliğidir ve daima hatayı en küçük değerde tutmaya veya sıfır yapmaya çalışır.

1.3.3.4. Kontrol Programları için Kitle İletişim Araçlarını (Medya) Belirleme

Bir kontrol programışu özelliklere sahip olmalıdır:

  • Programın yazılması ve değiştirilmesi pratik olmalıdır.
  • Gerçek zamanlı kontrolde hızı düşük kalmayacak kadar hızlı olmalıdır.
  • Giriş ve çıkış sayısı yeterli kapasitede olmalıdır.
  • Hata izleme ve kontrol işlemlerinde kolaylık sağlamalıdır.

Programın yazılması veya sonradan üzerinde değişiklik yapılabilmesi amacıyla, kolay kullanımlı programlama elemanları tercih edilir.

Programlama cihazı kullanıcı ile kontrol sistemi arasındaki iletişimi sağlayan en önemli elemandır. Programlama cihazı olarak komple bir bilgisayar sistemi kullanılabileceği gibi duruma göre basit yapıda monitör, klavye ve mikrodenetleyici de kullanılabilir. Daha küçük hacimli uygulamalar ve basit işlemler için mini programlama cihazları kullanılır. Mini programlama cihazlarının tuş takımı ve ekranı tümleşik olarak bir arada bulunur. Ekran olarak katot ışınlı tüp (CRT) yerine, likit kristal ekran (LCD) kullanılır.

1.3.4. Nümerik Kontrol Uygulamaları

1.3.4.1. Frezeleme

Freze tezgâhında kullanılan tabla hareketleri 3 boyutta sağlanır (X,Y,Z). Bunun nedeni; kesicinin sabit, tablanın (iş parçası) hareketli olmasıdır. Resim 1.33’te görülen üniversal freze tezgâhının tabla hareket millerinin bir ucuna DC adım motorları bağlanmıştır ve hareket buradan sağlanmaktadır. Bu adım motorlarının, dolayısıyla tabla hareketlerinin kontrolü bir kontrol ünitesi tarafından yapılmaktadır.

endüstriyel elektronik ders notları

1.3.4.2. Delme

Delme işleminde tabla hareketi 2 boyutludur (X ve Y). Bu boyutlara ilaveten bir başka boyut (Z) olan derinlik boyutu da ayrıca verilerek delme işlemi gerçekleştirilir. Şekil 1.34’te basit bir el matkabının nasıl NC makineye dönüştüğü görülmektedir.

endüstriyel elektronik ders notları

1.3.4.3. Rayba Çekme

Makine imalatında delme, raybalama işlemleri birbirini takip eden sıralı işlemlerden sayılır ve işlem şekli aynıdır. Sadece kesici şekli biraz farklılık gösterir. Bu nedenle delme işleminde kullanılan bir tezgâh raybalamada da rahatlıkla kullanılabilir.

endüstriyel elektronik ders notları

1.3.4.4. Tornalama

Makine imalatında sıklıkla kullanılan bir tezgâhtır. Dönen bir iş parçasından iki ana eksen (X,Z) doğrultusunda hareket eden kesici yardımıyla talaş kaldıran makineye torna tezgâhı denir.

endüstriyel elektronik ders notlarıendüstriyel elektronik ders notları

1.3.4.5. Sondaj Uzun mesafeli delme işlemlerine sondaj denir.

TÜM DERS NOTLARI İÇİN TIKLAYIN
YORUMLAR

YORUM YAZ
Yorum yazabilmek için sağ üstten giriş yapmanız gerekir.
  Üye değilseniz,üye olmak için
 TIKLAYIN.
Lütfen sorularınızı yukarıdaki SORUSOR sekmesinden sorunuz
Buradan sorularınıza admin tarafından CEVAP VERİLMEYECEKTİR.
Max. 1000 karakter.
Sinavlara hazirlik