Bir işleme merkezinin işleme boyutsal doğruluğunu etkileyen faktörleri biliyor musunuz?

İşleme Merkezlerinin İşleme Boyutsal Doğruluğunu Etkileyen Faktörlerin Analizi ve Optimizasyonu

Özet: Bu makale, işleme merkezlerinin işleme boyutsal doğruluğunu etkileyen çeşitli faktörleri ayrıntılı bir şekilde incelemekte ve bunları iki kategoriye ayırmaktadır: kaçınılabilir faktörler ve karşı konulamaz faktörler. İşleme süreçleri, manuel ve otomatik programlamada sayısal hesaplamalar, kesme elemanları ve takım ayarı vb. gibi kaçınılabilir faktörler için ayrıntılı açıklamalar yapılmış ve ilgili optimizasyon önlemleri önerilmiştir. İş parçası soğuma deformasyonu ve takım tezgahının stabilitesi gibi karşı konulamaz faktörler için ise nedenler ve etki mekanizmaları analiz edilmiştir. Amaç, işleme merkezlerinin işletimi ve yönetimiyle ilgilenen teknisyenlere kapsamlı bilgi kaynakları sağlayarak, işleme merkezlerinin işleme boyutsal doğruluğunun kontrol seviyesini iyileştirmek ve ürün kalitesini ve üretim verimliliğini artırmaktır.

 

I. Giriş
Modern işlemede önemli bir ekipman olan işleme merkezlerinin işleme boyutsal doğruluğu, ürünlerin kalitesi ve performansıyla doğrudan ilişkilidir. Gerçek üretim sürecinde, işleme boyutsal doğruluğunu etkileyen çeşitli faktörler vardır. Bu faktörleri derinlemesine analiz etmek ve etkili kontrol yöntemleri aramak büyük önem taşır.

 

II. Kaçınılabilir Etki Faktörleri

 

(I) İşleme Süreci
İşleme sürecinin rasyonelliği, işleme boyutsal doğruluğunu büyük ölçüde belirler. İşleme sürecinin temel prensiplerine bağlı kalarak, alüminyum parçalar gibi yumuşak malzemelerin işlenmesinde, demir talaşlarının etkisine özellikle dikkat edilmelidir. Örneğin, alüminyum parçaların frezelenmesi sırasında, alüminyumun yumuşak dokusu nedeniyle, kesme işlemi sırasında oluşan demir talaşları işlenmiş yüzeyi çizebilir ve böylece boyutsal hatalara neden olabilir. Bu tür hataları azaltmak için talaş kaldırma yolunun optimize edilmesi ve talaş kaldırma cihazının emişinin artırılması gibi önlemler alınabilir. Bu arada, işlem düzenlemesinde, kaba işleme ve ince işleme arasındaki pay dağılımı makul bir şekilde planlanmalıdır. Kaba işleme sırasında, büyük miktarda payı hızla gidermek için daha büyük bir kesme derinliği ve ilerleme hızı kullanılır, ancak genellikle 0,3 - 0,5 mm arasında uygun bir ince işleme payı, ince işlemenin daha yüksek bir boyutsal doğruluğa ulaşmasını sağlamak için ayrılmalıdır. Fikstür kullanımında, sıkıştırma sürelerini azaltma ve modüler fikstür kullanma prensiplerine uymanın yanı sıra, fikstürlerin konumlandırma doğruluğunun da sağlanması gerekir. Örneğin, sıkıştırma işlemi sırasında iş parçasının konum doğruluğunu sağlamak için yüksek hassasiyetli konumlandırma pimleri ve konumlandırma yüzeyleri kullanılarak, sıkıştırma pozisyonunun sapmasından kaynaklanan boyutsal hatalar önlenebilir.

 

(II) İşleme Merkezlerinin Manuel ve Otomatik Programlanmasında Sayısal Hesaplamalar
İster manuel ister otomatik programlama olsun, sayısal hesaplamaların doğruluğu hayati önem taşır. Programlama sürecinde takım yollarının hesaplanması, koordinat noktalarının belirlenmesi vb. işlemler gerçekleştirilir. Örneğin, dairesel interpolasyon yörüngesi hesaplanırken, dairenin merkezinin veya yarıçapın koordinatları yanlış hesaplanırsa, bu durum kaçınılmaz olarak işleme boyutsal sapmalarına yol açar. Karmaşık şekilli parçaların programlanması için, doğru modelleme ve takım yolu planlaması için gelişmiş CAD/CAM yazılımlarına ihtiyaç vardır. Yazılımın kullanımı sırasında, modelin geometrik boyutlarının doğru olduğundan emin olunmalı ve oluşturulan takım yolları dikkatlice kontrol edilip doğrulanmalıdır. Bu arada, programcılar sağlam bir matematiksel temele ve zengin bir programlama deneyimine sahip olmalı ve parçaların işleme gereksinimlerine göre programlama talimatlarını ve parametrelerini doğru bir şekilde seçebilmelidir. Örneğin, delme işlemlerini programlarken, programlama hatalarından kaynaklanan boyutsal hataları önlemek için delme derinliği ve geri çekilme mesafesi gibi parametreler doğru bir şekilde ayarlanmalıdır.

 

(III) Kesici Elemanlar ve Takım Telafisi
Kesme hızı vc, ilerleme hızı f ve kesme derinliği ap, işleme boyutsal doğruluğu üzerinde önemli etkilere sahiptir. Aşırı kesme hızı, takım aşınmasının yoğunlaşmasına ve dolayısıyla işleme hassasiyetinin etkilenmesine neden olabilir; aşırı ilerleme hızı ise kesme kuvvetini artırarak iş parçasının deformasyonuna veya takımın titreşimine ve boyutsal sapmalara yol açabilir. Örneğin, yüksek sertlikteki alaşımlı çeliklerin işlenmesinde, kesme hızı çok yüksek seçilirse, takımın kesici kenarı aşınmaya eğilimli olur ve işlenen boyut küçülür. Makul kesme parametreleri, iş parçası malzemesi, takım malzemesi ve takım tezgahı performansı gibi çeşitli faktörler göz önünde bulundurularak kapsamlı bir şekilde belirlenmelidir. Genellikle bunlar, kesme testleri veya ilgili kesme kılavuzlarına başvurularak seçilebilir. Bu arada, takım telafisi de işleme hassasiyetini sağlamak için önemli bir araçtır. İşleme merkezlerinde, takım aşınması telafisi, takım aşınmasının neden olduğu boyutsal değişiklikleri gerçek zamanlı olarak düzeltebilir. Operatörler, takımın gerçek aşınma durumuna göre takım telafisi değerini zamanında ayarlamalıdır. Örneğin, bir parça grubunun sürekli işlenmesi sırasında, işleme boyutları düzenli olarak ölçülür. Boyutların giderek arttığı veya azaldığı tespit edildiğinde, sonraki parçaların işleme hassasiyetini sağlamak için takım telafi değeri değiştirilir.

 

(IV) Araç Ayarı
Takım ayarının doğruluğu, doğrudan işleme boyutsal doğruluğu ile ilgilidir. Takım ayarı süreci, takım ve iş parçası arasındaki göreceli konumsal ilişkiyi belirlemektir. Takım ayarı yanlışsa, işlenen parçalarda kaçınılmaz olarak boyutsal hatalar meydana gelecektir. Yüksek hassasiyetli bir kenar bulucu seçmek, takım ayarının doğruluğunu artırmak için önemli önlemlerden biridir. Örneğin, optik bir kenar bulucu kullanılarak, takımın ve iş parçasının kenarının konumu ±0,005 mm doğrulukla doğru bir şekilde tespit edilebilir. Otomatik takım ayarlayıcı ile donatılmış işleme merkezlerinde, hızlı ve doğru takım ayarı elde etmek için bu cihazın işlevlerinden tam olarak yararlanılabilir. Takım ayarı işlemi sırasında, kalıntıların takım ayarının doğruluğu üzerindeki etkisini önlemek için takım ayarı ortamının temizliğine de dikkat edilmelidir. Bu arada, operatörler takım ayarının çalışma prosedürlerini kesinlikle takip etmeli, takım ayarı hatasını azaltmak için birden fazla ölçüm alıp ortalama değeri hesaplamalıdır.

 

III. Karşı Konulamaz Faktörler

 

(I) İşleme Sonrası İş Parçalarının Soğuma Deformasyonu
İş parçaları işleme süreci sırasında ısı üretecek ve işleme sonrası soğuduklarında termal genleşme ve büzülme etkisi nedeniyle deforme olacaklardır. Bu olgu metal işlemede yaygındır ve tamamen önlenmesi zordur. Örneğin, bazı büyük alüminyum alaşımlı yapısal parçalar için işleme sırasında üretilen ısı nispeten yüksektir ve soğutmadan sonra boyut küçülmesi belirgindir. Soğutma deformasyonunun boyutsal doğruluk üzerindeki etkisini azaltmak için işleme süreci sırasında soğutma sıvısı makul bir şekilde kullanılabilir. Soğutma sıvısı yalnızca kesme sıcaklığını ve takım aşınmasını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda iş parçasının eşit şekilde soğumasını sağlar ve termal deformasyon derecesini azaltır. Soğutma sıvısı seçilirken, iş parçası malzemesi ve işleme süreci gereksinimleri esas alınmalıdır. Örneğin, alüminyum parça işleme için iyi soğutma ve yağlama özelliklerine sahip özel bir alüminyum alaşımlı kesme sıvısı seçilebilir. Ayrıca, yerinde ölçüm yapılırken, soğutma süresinin iş parçası boyutu üzerindeki etkisi tamamen dikkate alınmalıdır. Genellikle ölçüm, iş parçası oda sıcaklığına soğuduktan sonra yapılmalıdır veya soğutma işlemi sırasındaki boyutsal değişimler tahmin edilebilir ve ölçüm sonuçları deneysel verilere göre düzeltilebilir.

 

(II) İşleme Merkezinin Kendi Kararlılığı

 

Mekanik Yönler
Servo Motor ve Vida Arasındaki Gevşeme: Servo motor ile vida arasındaki bağlantının gevşemesi, iletim hassasiyetinde azalmaya yol açar. İşleme sırasında motor dönerken gevşeyen bağlantı, vidanın dönüşünün yavaş veya düzensiz olmasına neden olur ve bu da aletin hareket yörüngesinin ideal konumdan sapmasına ve boyutsal hatalara yol açar. Örneğin, yüksek hassasiyetli kontur işleme sırasında bu gevşeme, işlenen konturun şeklinde sapmalara, örneğin düzlük ve yuvarlaklık gerekliliklerine uyulmamasına neden olabilir. Servo motor ile vida arasındaki bağlantı cıvatalarının düzenli olarak kontrol edilip sıkılması, bu tür sorunları önlemek için önemli bir önlemdir. Bu arada, bağlantının güvenilirliğini artırmak için gevşeme önleyici somunlar veya diş sabitleme maddeleri kullanılabilir.

 

Bilyalı Vida Rulmanları veya Somunlarının Aşınması: Bilyalı vida, işleme merkezinde hassas hareketin gerçekleştirilmesi için önemli bir bileşendir ve yataklarının veya somunlarının aşınması, vidanın iletim hassasiyetini etkiler. Aşınma yoğunlaştıkça, vidanın boşluğu kademeli olarak artacak ve takımın hareket süreci sırasında düzensiz hareket etmesine neden olacaktır. Örneğin, eksenel kesme sırasında, vida somununun aşınması, takımın eksenel yöndeki konumunu yanlış hale getirecek ve işlenen parçanın uzunluğunda boyutsal hatalara neden olacaktır. Bu aşınmayı azaltmak için vidanın iyi yağlanması sağlanmalı ve yağlama gresinin düzenli olarak değiştirilmesi gerekir. Bu arada, bilyalı vidanın hassasiyet kontrolü düzenli olarak yapılmalı ve aşınma izin verilen aralığı aştığında, yataklar veya somunlar zamanında değiştirilmelidir.

 

Vida ve Somun Arasında Yetersiz Yağlama: Yetersiz yağlama, vida ve somun arasındaki sürtünmeyi artırarak bileşenlerin aşınmasını hızlandırmakla kalmaz, aynı zamanda düzensiz hareket direncine neden olarak işleme hassasiyetini de etkiler. İşleme işlemi sırasında, takımın düşük hızda hareket ederken aralıklı duraklamalar ve sıçramalar yaşaması gibi bir sürünme olayı meydana gelebilir. Bu durum, işlenmiş yüzey kalitesini düşürür ve boyutsal doğruluğun garanti edilmesini zorlaştırır. Takım tezgahının kullanım kılavuzuna göre, vida ve somunun iyi bir yağlama durumunda olduğundan emin olmak için yağlama gresi veya yağlama yağı düzenli olarak kontrol edilmeli ve takviye edilmelidir. Bu arada, yağlama etkisini iyileştirmek ve sürtünmeyi azaltmak için yüksek performanslı yağlama ürünleri seçilebilir.

 

Elektriksel Yönler
Servo Motor Arızası: Servo motorun arızalanması, aletin hareket kontrolünü doğrudan etkiler. Örneğin, motor sargısında kısa devre veya açık devre olması, motorun normal şekilde çalışamamasına veya dengesiz bir çıkış torkuna sahip olmasına neden olarak aletin önceden belirlenmiş yörüngeye göre hareket etmesini engelleyerek boyutsal hatalara yol açar. Ayrıca, motorun kodlayıcı arızası, konum geri bildirim sinyalinin doğruluğunu etkileyerek takım tezgahı kontrol sisteminin aletin konumunu hassas bir şekilde kontrol edememesine neden olur. Servo motorun düzenli bakımı, motorun elektriksel parametrelerinin kontrol edilmesi, motorun soğutma fanının temizlenmesi ve kodlayıcının çalışma durumunun tespit edilmesi vb. dahil olmak üzere, olası arıza tehlikelerini zamanında tespit edip ortadan kaldırmak için yapılmalıdır.

 

Izgara Ölçeğinin İçindeki Kir: Izgara ölçeği, işleme merkezinde aletin konumunu ve hareket deplasmanını ölçmek için kullanılan önemli bir sensördür. Izgara ölçeğinin içinde kir olması, ızgara ölçeğinin okumalarının doğruluğunu etkileyecek ve bu da makine kontrol sisteminin yanlış konum bilgisi almasına ve işleme boyutunda sapmalara neden olacaktır. Örneğin, yüksek hassasiyetli delik sistemlerinin işlenmesi sırasında, ızgara ölçeğindeki hata nedeniyle deliklerin konum doğruluğu toleransı aşabilir. Izgara ölçeğinin hasar görmesini önlemek için, özel temizleme aletleri ve temizleyiciler kullanılarak ve doğru çalışma prosedürleri izlenerek düzenli olarak temizlenmesi ve bakımı yapılmalıdır.

 

Servo Amplifikatör Arızası: Servo amplifikatörün işlevi, kontrol sistemi tarafından verilen komut sinyalini yükseltmek ve servo motoru çalıştırmaktır. Servo amplifikatör arızalandığında, örneğin güç tüpü hasar gördüğünde veya amplifikasyon faktörü anormal olduğunda, servo motorun dengesiz çalışmasına neden olarak işleme hassasiyetini etkiler. Örneğin, motor hızının dalgalanmasına neden olarak kesme işlemi sırasında takımın ilerleme hızının dengesiz olmasına, işlenen parçanın yüzey pürüzlülüğünün artmasına ve boyut hassasiyetinin azalmasına yol açabilir. Kusursuz bir takım tezgahı elektriksel arıza tespit ve onarım mekanizması oluşturulmalı ve servo amplifikatör gibi elektrikli bileşenlerin arızalarını zamanında teşhis edip onarabilecek profesyonel elektrik onarım personeli bulunmalıdır.

 

IV. Sonuç
İşleme merkezlerinin işleme boyutsal doğruluğunu etkileyen çok sayıda faktör vardır. İşleme süreçleri, programlamada sayısal hesaplamalar, kesme elemanları ve takım ayarı gibi kaçınılabilir faktörler, süreç şemalarının optimize edilmesi, programlama seviyelerinin iyileştirilmesi, kesme parametrelerinin makul bir şekilde seçilmesi ve takımların doğru bir şekilde ayarlanmasıyla etkili bir şekilde kontrol edilebilir. İş parçasının soğuma deformasyonu ve takım tezgahının kendisinin stabilitesi gibi karşı konulamaz faktörler, tamamen ortadan kaldırılması zor olsa da, soğutma sıvısı kullanımı, düzenli bakım ve takım tezgahının arıza tespiti ve onarımı gibi makul süreç önlemleri kullanılarak işleme doğruluğu üzerindeki etkileri azaltılabilir. Gerçek üretim sürecinde, işleme merkezlerinin operatörleri ve teknik yöneticileri bu etki faktörlerini tam olarak anlamalı ve işleme merkezlerinin işleme boyutsal doğruluğunu sürekli olarak iyileştirmek, ürün kalitesinin gereksinimleri karşılamasını sağlamak ve işletmelerin pazar rekabet gücünü artırmak için önleme ve kontrol amaçlı hedefli önlemler almalıdır.