Bilgisayar destekli elektro erozyon yöntemi ile talaş kaldırma sisteminin tasarımı ve uygulaması
Design and application of the machining system with the method of electro erosion based on computer
Yazar: MEHMET FATİH IŞIK
Danışman: PROF. DR. İSMAİL COŞKUN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Teknik Eğitim Bölümü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektrik motorları = Electric motors ; Elektrokimyasal yöntem = Electrochemical method ; PLC = Programmable logic controller ; Servo denetim sistemleri = Servo control systems ; Servo mekanizmalar = Servo mechanisms ; Servo motorlar = Servo motors ; Talaş kaldırma = Layer removal

Özet:
Bu çalışma ile, elektro erozyon yöntemini kullanarak tornalama işlemi yapan bir tezgahın prototipinin tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen elektro erozyon tezgâhı, sisteme x, y, z ve c (divizör) ekseni doğrultularında hareket kabiliyeti sağlamak üzere kurulmuş olan dört eksenden oluşmaktadır. Eksen hareketlerini sağlayacak olan mekanik aksam için tasarım kriterleri belirlenmiş ve buna bağlı olarak hareket mekanizması oluşturulmuştur. Eksenler servomotorlar kullanılarak hareket ettirilmiş, x,y ve c ekseni için AC servomotor, z ekseni için ise DC servomotor kullanılmıştır. Servomotorların konum, hız ve yön denetimlerini sağlamak üzere dört eksen çıkış sağlayabilen bir PLC tercih edilmiştir. Tezgahın kullanıcı denetiminin sağlanabilmesi için operatör-dokunmatik panel (touch panel) kullanılmış ve denetim işlemi tamamlanmıştır. Elektro erozyon tezgahının talaş kaldırma işlemini gerçekleştirebilmesi için güç kaynağı (jeneratör) ünitesi tasarımı da yapılarak operatör panel üzerinden denetimi sağlanmış, bu işlem için PLC üzerinden analog denetim işlemi yapacak bir sayısal-analog dönüştürme modülü kullanılmıştır. Ayrıca iş parçası ve elektrot arasında soğutma ve dielektrik işlemi yapacak olan sıvı püskürtme sistemi de tasarlanarak tezgaha eklenmiştir. Bu tezgah sayesinde c ekseni diye adlandırılan dönme hareketi ile iş parçasının tornalanması ve yüzey temizlemesi gibi işlemleri yapabilecek özellik kazandırılmıştır. Geliştirilen tezgah ile bu yöntemi kullanarak boyları uzun ve küçük çaptaki malzemelerin işlenmesi ve çaplarının azaltılması işlemi yanında klasik erozyon tezgahlarında yapılan şekillendirme işlemini de yapılabilmektedir. Geliştirilen tezgahın performans kriterini test etmek amacıyla, bakır ve grafit elektrotlar, iş parçası olarak da çelik ve demir kullanarak deneysel çalışmalar yapılmış, yapılan işlem sonucunda, işlenen malzemeler için yüzey pürüzlülük ölçüm cihazı ve elektro mikroskop ile gerekli ölçümler yapılarak diğer çalışmalarla kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlar tezgahın belirlenen kriterlere sahip olduğunu göstermiştir.

Abstract:
The designment and production of the prototype of a machine that conducted the process of turning using the method of electro erosion were made through this study. This electroerosion machine is comprised of four axes built to provide mobility for the system in the direction of x, y, z and c (dividing-head) axes. The criterias of designment were defined for the mechanical parts which are to provide axis movements and thus, an actuator was created. Axes were moved by using servomotors; AC servomotor for x, y, c axes and DC servomotor for z axis. A PLC was preferred which may offer four axis outlets, in order to provide the pacings, location and direction controls of servomotors. An operator-touch panel was used to assure the user control of the machine, and the process of the review was concluded. Design of a generator unit was also made and controlled through operator panel in order that electro erosion machine can perform the process of machining. For this process, a numerical-analogue conversion module was used which can make analogue control by PLC. Besides, an atomization system, which makes cooling and dielectric activities between workpiece and electrode, was designed and joined to the machine. This machine was put in the features of ability to turn the work pieces and to pickle with the rotary motion called as c axis. The machine can perform the process of forming made in classic erosion machines, beside operating long and small scaled materials and scaling down their diameters. Experimental studies were made using steel and iron as work pieces, and copper and graphite electrodes, in order to test the performance criteria of the improved machine. In conclusion, necessary measurements were performed with surface finish measuring device and electro microscope, and this study was compared with others. The results obtained showed that the machine bears the specified criterias.