BİLGİSAYAR DESTEKLİ SAYISAL KONTROL TEZGAHININ DONANIM VE YAZILIM TASARIMI

Abstract

Bilgisayarlı (ya da Bilgisayar Destekli) Nümerik Kontrol (Computer Numerical Control) olarak adlandırılan CNC tezgahlarında, programlanabilen CNC kontrol üniteleri aracılığı ile iş parçaları otomatik olarak işlenebilmektedir. Dolayısıyla bir CNC tezgahına, iş parçalarının seri üretimi, iş parçası programlarının saklanması, programda gerekli değişikliklerin kolayca yapılabilmesi, parça üretiminin herhangi bir aşamasında programın durdurulup kalınan yerden programın tekrar başlatılabilmesi gibi çeşitli fonksiyonel özellikler kazandırılmıştır. Bir CNC tezgahı; bilgisayar destekli kontrol ünitesi ve yazılımı, elektrik motorları, motor sürücüleri ve yapılacak işe uygun mekanik aksam olmak üzere 4 temel birimden meydana gelir. Bir iş parçasının programlanmasına bağlı olarak kontrol ünitesi, motor sürücüleri aracılığı ile elektrik motorlarının konum kontrolünü gerçekleştirerek tezgah üzerindeki mekanik aksamların arzu edilen X-Y ve Z koordinatlarına konumlanmasını sağlar. Bu tez çalışmasında üç eksenli bir CNC tezgahının donanımı hazırlanmış ve mekanik aksamın X, Y ve Z koordinatlarında konumlanabilmesi için adım motorları ve iş parçasının işlenmesi için ise yüksek hızlı spindle motor kullanılmıştır. CNC kontrol ünitesi, Mach3 programı ve ArtCAM ile programlanmıştır. Tez çalışmasında öncelikle adım motorları ile spindle motorun konum kontrol yöntemleri incelenmiş ve simülasyon sonuçları ile konum kontrol performansları gösterilmiştir. Uygulama çalışmaları olarak, CNC tezgahında işlenmiş çeşitli iş parçaları ve resimler sunulmuştur. Anahtar kelimeler: CNC tezgahı, Konum Kontrolü, Adım motorları, Spindle motor, Mach3.

In CNC rooter which is called as computer (or Computer Aided) Numerical Control (CNC), work pieces can be automatically produced by means of programmable CNC control units. Hence, some functional properties such as series production of work pieces, saving the programs, doing easily some changes in the programs, pause the program at any time of manufacturing and then restarting the program, make CNC machines valuable. A CNC machine tool consists of four basic units such as computer aided numerical control unit, software, servo motor, motor drivers and suitable mechanical devices. Depending on program of work pieces, control unit provides that the mechanical systems can be positioned in the X, Y and Z coordinates, by implementing the position control of electrical drives. In this thesis, a three axis CNC Router is set up and step motors are used for positioning the mechanic units in X, Y and Z coordinates and a high speed spindle motor is used for processing of the work pieces. CNC control unit is programmed with Mach 3 and ArtCAM. In the thesis, firstly position control methods of step and spindle motors are analyzed and simulation results showing the position control performances are given. Then, the processed work pieces and pictures produced in CNC machines are given as application examples. Keywords: CNC rooter, Position Control, Step motors, Spindle motor, Mach3.