CAD/CAM/CNC Entegrasyonu

CAD/CAM sistemlerinin CNC'lerle entegrasyonu tasarım ve imalat sürecinin bir gereksinimidir.
Aslında birbirinden farklı olan bu kavramlar günümüzde küçük işletmelerde dahi entegre edilmiş şekilde kullanılmaktadır [1,6,11].

CAD

Tasarım-imalat sürecinin ilk basamağı olarak CAD sistemleri kullanılır. CAD sistemlerinde amaç üretilecek parçanın modellenmesi ve gerekli analizlerinin yapılmasıdır. CAD sistemlerinde parçaların iki boyutlu ve üç boyutlu modellenmesinde çeşitli operasyonlar ve modüller kullanılmaktadır. Bu yöntemlerin seçimi parçanın tanımlanabilirliğine bağlıdır. Bir parça katı olarak, yüzeyleriyle veya tel kafes şeklinde tanımlanır. Her parçanın katı olarak modellenmesi gerekli olmayabilir. Katı modelde parçanın tüm özellikleri tanımlanabilir durumdadır ve tüm analizleri CAD'de yapılabilir. Makine parçaları genel olarak katı model şeklinde tasarlanmaktadır. Katı modellemede döndürerek, öteleyerek veya iki profil arasını katılama ya da süpürme gibi operasyonlar kullanılmaktadır.

CAM

Üretilecek parçanın gerekli çizimleri ile oluşturulan model CAM yazılımına aktarılır. Bu aşama kullanılan sisteme göre farklılıklar gösterebilir. Bazı CAD ve CAM yazılımları entegre şekilde çalışırken bazı yazılımlar bağımsız çalışmaktadır. Entegre çalışan yazılımlarda modelleme ekranından direkt olarak CAM'deki işleme ekranına geçiş yapılırken, entegre olmayan yazılımlarda CAD'de hazırlanan model kullanılacak CAM yazılımına uygun bir formatta kaydedilir ve CAM yazılımında açılarak işleme devam edilir.  CAM'de öncelikle, CAD'den alınan tasarım modeli için ölçüler verilerek veya otomatik olarak bir stok model oluşturulur. Stok model, parçanın işlenmeden önceki yarı mamul halidir. Başka bir deyişle hedef modele ulaşmak için simülasyonda kullanılan CNC tezgahına bağlanacak parçadır. Hedef model ise parçanın CNC tezgahından çıkan işlenmiş halidir. Hedef modele ulaşmak için stok model üzerinde yapılacak işlemler, uygun takımlar ve uygun takım yolları belirlenir. CAM'de, yapılan işlemlerin simülasyonu izlenir ve dalmalar varsa düzeltilerek takım yolları doğrulanır.

CNC

CAM'de yapılan doğrulamanın ardından CNC takım tezgahlarına bu bilgilerin aktarılması için gerekli olan NC kodları yazdırılır. Bu dönüşüm sırasında dikkat edilmesi gereken parametrelerden bir tanesi de kullanılacak olan CNC tezgahının post processor türüdür. 
NC kodları CNC tezgahına kablo bağlantısı ya da hafıza kartı kullanılarak aktarılır. CAM'de belirlendiği şekilde belirlenen boyutlardaki stok model tezgaha bağlanır. CAM'de belirlenmiş referans noktası ve takımlar ayarlandıktan sonra program çalıştırılır. Yapılan işlem CAM'de yapılan simülasyonun gerçekleştirilmesidir. İşlem bittiğinde stok modelden hedef model elde edilmiş olur. Yukarda anlatılan sürecin akış şeması Şekil 1'de gösterilmektedir.

Şekil 1: CAD/CAM CNC Entegrasyonu

5. Uygulama

Bu çalışmada amaç, tasarım-üretim sürecini işletip CAD/CAM/CNC entegrasyonunu gerçekleştirerek araçlar için ergonomik bir iç kapı kolu prototipi oluşturmaktır. Bu parçanın seçilmesinin nedeni; yapılan küçük çaplı bir araştırmada kapı kollarının parmak ergonomisine uygun olmadığı görüşünün yaygın olmasıdır.

Murat 124 marka bir araca ait, alüminyum enjeksiyonla imal edilmiş kapı iç kolu

Tasarım-üretim sürecinin CAD aşamasında SolidWorks ve CATIA yazılımları tercih edildi. CAM aşamasında da iki ayrı yazılım (EdgeCAM ve SolidCAM) kullanılarak tasarım-üretim sürecine devam edildi.
 
SolidWorks ve CATIA ile modellemelerde öteleme ve süpürme operasyonları, model düzenlemede de kenar radüsleri için fillet operasyonu ile yardımcı referans düzlemler kullanıldı. Şekil 2 ve Şekil 3'te geliştirilen ergonomik iç kapı kolunun tasarımı gösterilmektedir.

Şekil 2: Tasarlanan kapı kolunun CATIA'daki görüntüsü



Şekil 3: Tasarlanan kapı kolunun SolidWorks'teki görüntüsü

SolidWorks ile SolidCAM entegre yazılımlar oldukları için SolidWorks modelleme ekranından SolidCAM ekranına direkt geçiş imkanı vardır. EdgeCAM'de ise DXF (ya da DWG) formatında model iki boyutlu olarak ve IGS (ya da STL) formatında üç boyutlu olarak CAM ortamına aktarılmıştır.