Torna tezgâhlarında ayna ile döner tabla hızını senkronize eden bir sistemin tasarımı ve gerçeklenmesi
Design and implementation of a system that synchronizes the chuck and rotary table speed on lathe machines
Yazar: MUSTAFA ÖMER GÜLER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜCAHİT SOYASLAN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Sanayide dijitalleşme kapsamında her geçen gün mekanik ile yazılımın birleştiği uygulamalar artmaktadır. Bu yenilikçi yaklaşımlar, endüstrideki geleneksel üretim yöntemlerini dönüştürmekte ve iş süreçlerini optimize etmektedir. Yeni teknolojiler hayatın her yerine etki ettiği gibi talaşlı imalat sektörünün de ihtiyaçlarını karşılamalıdır. Bu kapsamda imalat süreçlerinde insandan bağımsız, standart sağlanmış ve yüksek verimli uygulamalara ihtiyaç duyulmaktadır. Tez çalışmasında bu ihtiyaçların karşılanmasına yardımcı olmak amacı ile geliştirilen kontrol otomasyonu anlatılmaktadır.
Talaşlı imalat sektöründe oldukça yaygın olarak kullanılmakta olan üniversal torna tezgâhları kendisine bağlanan parçaları merkezi etrafında döndürerek kesici takımlar ile bağlı parça üzerinden talaş kaldıran makinelerdir. Tez çalışmasında çift sarmal yapıda vida ve karşılık dişli imalatı yapılan üniversal torna tezgâhının üretim verimliliğini arttıran otomasyon sistemi tasarlanmış ve gerçeklenmiştir.
Otomasyon sisteminde; hassasiyet ve kalite standartlarının sağlanabilmesi için servo motor ve servo sürücü; geliştirilen yazılımın otomasyonda kullanımını sağlayan kontrolör için PLC ve HMI kullanılarak torna tezgâhının aynası ile döner tablası senkron hızlarda çalıştırılmıştır. Kullanılan servo sürücü, servo motor, enkoder, PLC ve HMI seçimleri için mühendislik hesaplamaları yapılmıştır. Otomasyon sistemi için literatür araştırmaları ve son kullanıcılardan alınan bilgiler ışığında gereksinimler belirlenerek buna uygun algoritma geliştirilmiştir. PLC yazılımında Ladder Programlama Dili kullanılmıştır. HMI arayüz programlaması için ise uygulamada kullanılan markaya ait yazılım programı kullanılmıştır. Elektrik şemaları kullanılarak dizgisi gerçekleştirilen kontrol – otomasyon panosu tezgâha entegre edilerek sistem devreye alınmıştır. Geleneksel üretim yöntemlerinin yerini yeni üretim yöntemlerine bırakması ile sahada imalat uyuglamaları yapılmıştır. Örneklem ürün grubu belirlenerek çeşitli malzemelerden vida ve dişli imalatı gerçekleştirilmiştir. İmalat sonuçları raporlanarak analiz edilmiştir. Analiz sonuçlarında elde edilen bulgular ile yapılan verimlilik hesaplamalarında geliştirilen yenilikçi sistemin geleneksel yöntemlere göre farkı ortaya çıkmıştır.
Otomasyon kullanılarak geliştirilen senkron sistem sayesinde, vida açma, dişli açma ve vida taşlama içeren talaşlı imalat işlemlerinde saatlerce süren hesaplama ve mekanik düzenek değiştirme süreçlerinin dijital olarak dakikalar içerisinde yapılabilmesi sağlanmıştır. İmal edilen ürünlerin imalat süreleri baz alındığında; yenilikçi senkronize sistemin geleneksel yöntemlere göre %61,24 daha verimli olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Kontrol, Otomasyon, Pano, İmalat, Dişli Seti, Sonsuz Vida, Divizör, PLC, HMI, Servo Sistem.

Abstract:
Within the scope of digitalization in the industry, applications where mechanics and software combine are increasing gradually. These innovative approaches transform traditional manufacturing methods in the industry and optimize business processes. Just as new technologies affect every part of life, they must also meet the needs of the machining industry. This context, human-independent, standardized and highly efficient applications are needed in manufacturing processes. This thesis control automation developed to help meet these needs is explained.
Universal lathes, which are widely used in the machining industry, are machines that rotate the parts attached to them around their center and remove chips from the connected part with cutting tools. In the thesis study, an automation system that increases the production efficiency of the universal lathe, which produces double helix screws and counter gears, was designed and implemented.
In the automation system; servo motor and servo driver to ensure precision and quality standards; The chuck and the rotary table of the lathe were operated at synchronous speeds by using PLC and HMI for the controller that enables the use of the developed software in automation. Engineering calculations were made for the servo driver, servo motor, encoder, PLC and HMI selections used. The requirements for the automation system were determined in the light of literature research and information received from end users, and an appropriate algorithm was developed. Ladder Programming Language was used in the PLC software. For HMI interface programming, the software program of the brand used in the application was used. The control - automation panel, which was designed using electrical diagrams, was coupled to the machine and the system was put into operation. Manufacturing implementation have been made as traditional production methods have been replaced by new production methods. A sample product group was selected, and screws and gears were manufactured using various materials. The manufacturing results were reported and analyzed, revealing the difference between the innovative system and traditional methods in efficiency calculations based on the analysis findings.
The synchronous system developed through automation allows for the digital completion of tasks such as screw opening, gear cutting, and screw grinding, which traditionally take hours, within minutes. As a result, the manufacturing times of products showed that this innovative synchronized system is 61.24% more efficient than conventional methods.
Key Words: Control, Automation, Panel, Machining, Gear Set, Worm Screw, Divisor, PLC, HMI, Servo System.