Veli Pehlivanoğlu, Mehmet Batı
Danışman: Prof. Dr. Mustafa Kurt

Marmara Üniv. Teknik Eğ. Fak. Makine Böl.
İstanbul 2002

Önsöz

Günümüzde bilgi işlem alanındaki gelişmeler inanılmaz boyutlara ulaştı. Metal sanayinde kullanılan manuel tezgahlar gün geçtikçe kendini bilgisayar destekli üretim yapabilen CNC (Bilgisayar Sayısal Kontrol) makinelerin yerine bıraktı. Ve ülkemizde günden güne sayıları giderek artmaktadır. Bu çalışmamızda CNC Torna ve Freze makinelerinde kullanılan FANUC Kontrol Sisteminde karşılaşılan genel hatalar ve bu hataların giderilmesi CNC makinelerinin özellikleri, diğer manuel ve konvansiyonel makinelerle üstünlüklerinin karşılaştırılması bilgisayar makine ilişkisi, Kontrol panelinin tanıtımı ve tezgah bakımı üzerinde durulmuştur. (*)

Türkiye'de yaygın olarak kullanılan Kontrol Sistemi FANUC'tur. 1990 yılında ülkemizde kullanıcı sayısı artmıştır. FANUC günümüzde çok geniş servis ağı olan bir kontrol sistemi haline gelmiştir.

Ancak şunu belirtmemiz gerekir ki, çalışmalarımızda daha önce bu konu ile ilgili çalışmalar yapmış değerli hocalarımız Yrd. Doç. Dr. Oğuz Girit, Prof. Dr. Mustafa Kurt ve özel sektörde kendini kanıtlamış firmalar Yena Makina, Mega, Ses 3000, İstanbul Makine bizlerle bilgilerini paylaştıkları için teşekkür ederiz.

Çalışmalarımızın bu alana yönelen öğrenci arkadaşlara özel sektördeki firmalara faydalı olmasını ümit ediyoruz yapıcı eleştiri ve öğütleri bekliyoruz.

Çalışmalarımızın beklenen hizmeti sağlamasını dileriz.

Veli Pehlivanoğlu - Mehmet Batı
İstanbul, Haziran 2002

1-CNC TEZGAHLARIN TARİHÇESİ VE TANITIMI

1.1 Talaş Kaldırma ve Takım Tezgahının Tanımı

İmalatın amacı, hammadde halinde bulunan herhangi bir malzemeyi, belirli bir şekilde dönüştürmektir, îmalat, insan veya hayvan gücü kullanarak ilkel yöntemlerle veya mekanik enerji kullanarak makinelerle yapılabilir. Makinelerin çoğunlukla kullanıldığı imalat sistemine sanayi denilir. Toplumun, örneğin tarım, tekstil, gıda vs. gibi herhangi bir üretim alanına tatbik edilebilen sanayi, ülkenin kalkınmasında ve ekonominin gelişmesinde önemli rol oynar.

İmalatın hedefi olan ürün, üretim araçları ile gerçekleştirilir. Çok geniş bir anlamda tüm üretim araçlarına takım tezgahları denilebilir. Ancak dar bir anlamda tüm üretim araçlarına sadece metal, plastik, ahşap ve taş gibi malzemeleri işleyen bunlara belirli bir şekil veren üretim araçlarına takım tezgahı denir. Takım tezgahlarından en yaygın olanları metalik malzemeleri işleyen takım tezgahlarıdır.

Herhangi bir imalat, şekil değişimine uğrayan malzemenin yanı sıra, imalat yönetimi, takım ve tezgah olmak üzere üç etkenin yardımı ile gerçekleşir. İmalat yönetimi, hammaddeye şekil vermek için uygulanan fiziksel olay; takım, imalat işlemi gerçekleştiren eleman; tezgah, imalat yönetimini gerçekleştirmek için hammaddeye ve takıma gereken hareketleri sağlayan makine'dir. Tekniğin gelişmesi ile, bu konular kendi aralarında yapılan incelemelerin ve araştırmaların sonucu olarak ayrı ayrı gelişme göstermişler ve günümüzde, imalat Yöntemleri, Takım Tezgahları ve Tezgah Konstrüksiyonu olarak ayrı ayrı bilim dallarını oluşturmuşlardır. Bunların yanı sıra, imalat işlemini kolaylaştırmak işleme kalitesini sağlamak amacı ile gerek parçaların, gerekse takımların tezgaha tutturulmasını inceleyen Tutturma Tertibatı Konstrüksiyonu; bir parçaya nihai şekli vermek için, en yüksek prodüktiviteyi ve en düşük maliyeti sağlamak amacı ile uygulaması gereken imalat yönetimim inceleyen İmalat Teknolojisi; aynı kriterlere göre tüm fabrika çapında veya fabrikalardan kurulu holding ve karteller çapında imalat proseslerini inceleyen Fabrika Organizasyonu ve Yöneylem Araştırması gibi bilim dalları da meydana gelmiştir. Ancak bu bilim dallarını iki guruba ayırmak mümkündür. Teknik yönü ağır basan birinci guruba imalat yöntemleri, takım konstrüksiyonu, tezgah konstrüksiyonu, tutturma tertibatı konstrüksiyonu ve imalat teknolojisi; ekonomik yönü ön planda olan ikinci guruba da yöneylem araştırma ve fabrika organizasyonu girmektedir.

İmalat yönetimi, mekanik ve fiziksel-kimyasal olmak üzere iki büyük guruba ayrılabilir. Bunlardan en önemlisi olan mekanik imalat yöntemleri Talaşlı ve Talaşsız olmak üzere ikiye ayrılır. Adı üzerinde talaşsız imalat yöntemleri, talaş kaldırmadan, talaşlı imalat yöntemleri ise talaş kaldırarak şekil veren yöntemlerdir. Talaşsız imalat yöntemleri döküm, dövme, presleme, haddeleme, çekme, derin çekme, sıvama, bükme, kaynak, lehim, yapıştırma ve perçinleme; talaşlı imalat yöntemleri ise, tornalama, delme, frezeleme, planlama, vargelleme, broşlama, taşlama, honlama, lebleme gibi işleri kapsamaktadır. Fiziksel-kimyasal işleme gurubuna elektroerozyon, tel erozyon, kimyasal, elektro-kimyasal, elektron, lazer ve plazma ile işleme gibi yöntemler girmektedir.

Çok kısa bir zamanda gerçekleştirilmesine rağmen, talaşsız imalat yöntemleri, yüzey, boyut ve şekil kalitesi bakımından, parçada istenilen kaliteyi sağlayamamaktadırlar. Bu nedenle, bu şekilde imal edilen parçaların yüzeylerinin bir kısmı veya tamamı, talaşlı imalat yöntemi ile işlenmektedir. Bundan dolayı talaşsız imalat işlemlerine primer (sıra bakımından birinci), talaşlı imalat yöntemlerine ise seconder (sıra bakımından ikinci) imalat yöntemleri de denilir.

1.2 CNC Tezgahların Tarihçesi ve Gelişmesi

Üretim aracı olarak takım tezgahlarının kullanılması insanlık tarihiyle başlar. Ancak 19.yy. başlangıcında İngiltere ve diğer Batı Avrupa ülkelerinde sanayi devriminin başlamasıyla, takım tezgahları günümüzdeki anlamı ile hızlı bir gelişme göstermişler ve bu ülkelerde, sanayinin belkemiğini oluşturan güçlü bir takım tezgahı sanayii kurulmuştur.

Sanayinin ilk aşamasında parçalar, tezgahlarda kaba boyutları ile işleniyor ve sonra birbirleriyle çalışması (assembly) için elle araştırma yapılıyordu. 19.yüzyılın ortalarında, parçaların değiştirilebilirlik ilkesinin bulunması, parçaların tezgahlarda toleranslı olarak imal edilmesini sağlamış ve montajlar, elle araştırma ile değil de, parçanın tezgahlarda işlenmiş hali ile yapılabilmiştir. Bu buluş prodüktiviteyi artırarak seri imalatın başlamasında ilk etken olmuştur. 19.yüzyılın sonlarına doğru imalat teknolojisinin ve imalat organizasyonunun ilkelerinin tespiti ile, seri imalat çağı başlamış, 1900 yılında, o tarihe kadar takımlar için kullanılan alaşımsız ve az alaşımlı takım çeliklerinin yanı sıra, Taylor tarafından hız çelikleri uygulamaya konulmuş, kesme hızlarında ve buna bağlı olarak üretimde büyük artışlar sağlanmıştır. Bu şekilde lokomotifler, motorlar, türbinler, ucuz fiyata otomobiller, dikiş makineleri ve saatler daha çok imal edilmeye başlanmıştır. 1930'lu yıllarda sert karbürün bulunması, kesme hızını daha da artırarak daha kaliteli yüzeylerin elde edilmesini sağlamıştır. Şöyle ki, bu gelişmelerin sonucu olarak atölyelerde başlayan usta ve işçilerin kişisel tecrübelerine dayanan talaş kaldırma olayı pratik seviyeden bilim seviyesine ulaşmıştır. Bu hususta M.E. Merchant, F.W. Taylor ve M. Kronenberg gibi bilim adamlarının büyük katkıları olmuştur. Bu gelişmelere paralel olarak gerek takım gerekse tezgah konstrüksiyonunda önemli değişiklikler olmuş ve yine aynı yıllarda, üretimin artırılmasında önemli bir etken olan otomatik takım tezgahlarının imalatı başlamıştır.

Takım tezgahları alanında büyük devir, 1950 yıllarında nümerik programlamaya göre çalışan ve Nümerik Kontrollü (NC-Numerical Control) denilen tezgahların uygulamaya konulmasıyla başlar. Aynı tarihlerde seramikten yapılan takımların kullanılması ile kesme hızları ve işleme kaliteleri büyük değerlere ulaşmış ve her iki uygulamada takım tezgahı gerek nitelik, gerekse nicelik bakımından büyük gelişmeler göstermiştir. Bu gelişme, daha önce bilinen mekanik otomat tezgahtan da kapsama alarak günümüzde, pim kontrollü, kam kontrollü, kopya kontrollü, tek akslı, çok akslı, transfer tezgahları olarak bilinen büyük bir tezgah yelpazesini oluşturmuştur. NC tezgahların bilgisayarla donatılması ile CNC (Computer Nümerical Control) ve DNC (Direct Nümerical Control) tezgahlan oluşmuş, bilgisayarların ve kişisel bilgisayarların kullanılması ile de bu tezgahlar işlemi optimizasyon düzeyinde yapmaya başlamışlardır.

Tezgahların bu gelişmelerine paralel olarak imalat sistemlerinde de büyük gelişmeler olmuştur. Şöyle ki, 1947 yılında ortaya atılan otomasyona dayalı imalat sistemi genişletilerek optimizasyon devrine geçilmiş, robotların kullanımı gittikçe artarak günümüzde robot fabrikaları ve robot tesisatları kurulmuştur. Ayrıca bilgisayarların yardımı ile ayrı ayrı yapılan bilgisayar destekli konstrüksiyon CAD (Computer Aidet Design) ve bilgisayarlı imalat CAM (Computer Aidet Manufacturing) işlemleri birleştirilerek CAD-CAM (Bilgisayar Destekli Konstrüksiyon ve imalat); ve bunların CNC ve DNC tezgahların birleşmesi ile Esnek İmalat Sistemleri FMS (Flexible Manufacturing System) ortaya atılmıştır. İmalatı yansıtan FMS ile fabrikanın kalite kontrol, stok kontrol, muhasebe alım satım ve yönetim gibi diğer kısımları bilgisayar kontrolü altında birleştiren Bilgisayar Destekli Bütünleşik İmalat Sistemleri CIM (Computer Intemated Manufacturing) devri başlamıştır. Bu gelişmeler imalat teknolojisinde, takım ve tezgah konstrüksiyonunda büyük gelişmeler meydana getirmiştir.

Talaş kaldırma ve Takım tezgahı alanındaki gelişmeler, özelliğinden dolayı, diğer gelişmeler; örneğin ulaşım, haberleşme, uzay, enerji alanındakiler gibi toplum tarafından sezilememekte ve takip edilememektedir. Ancak yukarıda belirtilen tüm alanlardaki gelişmelerin gerçekleşmesini, takım tezgahı alanındaki gelişmelerin sağladığı unutulmamalıdır.

(*) Not: FANUC kontrol sistemiyle ilgili bölüm çok yer kaplaması ve birçok okuyucu için aşırı detay bilgi içermesi sebebiyle bu rapora dahil edilmemiştir.