CNC tezgâhlarında işleme esnasındaki titreşimleri analiz ederek CNC operatörüne rehberlik eden bir sistem geliştirilmesi
Development of a system for guiding to CNC human operator by analyzing vibration signals during milling operations
Yazar: FİGAN DALMIŞ
Danışman: DOÇ. DR. ERDEM UÇAR
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology
Dizin: Bilgisayar destekli analiz = Computer aided analysis ; Bilgisayar destekli denetim = Computer aided control ; Bilgisayar destekli otomasyon = Computer aided automation ; Bilgisayar destekli üretim = Computer aided manufacturing

Özet:
Bu tez çalışmasında bilgisayar, elektronik ve makine disiplinlerini kapsayan bilgisayar destekli bir kontrol sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen bu sistem, talaşlı imalat yöntemlerinden biri olan frezeleme işlemleri esnasında kesici takımların durumlarını izleyerek takımların aşınmışlık durumuna göre freze tezgahının ilerleme hızını otomatik olarak ayarlamaktadır. Geliştirilen sisteminin amacı, CNC tezgah operatörünün etkisini ve dolayısıyla da operatör hatasından kaynaklanacak kayıpları minimuma indirmek ve iş parçasının yüzey kalitesini ve toleranslarını bozmadan kesici takımı en verimli şekilde kullanarak üretim maliyetlerini azaltmaktır. Geliştirilen sistem sayesinde işleme bilgisine ve becerisine sahip olmayan bir kişi de Microsoft Visual Studio 2008 platformunda Visual Basic.Net programlama dilinde hazırlanan bir arayüzü kullanarak nitelikli bir operatör gibi operatörlük yapabilecektir.Literatür incelemesinde yapılan çalışmaların, takımın aşınmışlık durumunun izlenerek takım ömrünün tahmin edilmesi üzerine olduğu görülmüştür. Geliştirilen bilgisayar destekli kontrol sisteminde ise takım durumuna göre tezgah ilerleme hızına müdahale edilmektedir. Araştırmada kesici takım durumunu gözlemleyebilmek için dolaylı yöntem tercih edilmiştir. Bir titreşim sensörü ve bir yük hücresi ile işleme esnasında meydana gelen titreşimler algılanmıştır. Geliştirilen bilgisayar programı ile takım durumu izlenebilmekte, sensörlerden gelen verilere göre kontrol edilen bir step motor ile makine ilerleme hızı ayarlanabilmektedir. Veri toplama ve kontrol kartındaki PIC18F4523 mikrodenetleyicisinin programı ise Mikrobasic Pro for PIC derleyicisinde yazılmıştır. Veri toplama ve kontrol kartı ile kullanıcı arayüzünün bulunduğu bilgisayar, ethernet bağlantısı ile haberleşmektedir.

Abstract:
In this thesis, a multidisciplinary computer based electro-mechanical control sytem covered computer, electronics and machine sciences was developed. The developed system automatically adjusts the feed rate of the CNC machine, during milling machining which is one of the CNC machining methods.The purpose of the developed system is to eliminate the defects caused by CNC human operators by minimizing the effect of the human operator, and to reduce production costs by using cutting tools in the most efficient way without damaging the tolerances and surface quality of a workpiece. With the developed system, a person who has no knowledge and experience in milling operation will be able to perform machining as a qualified operator by using a user interface that programmed in Visual Basic.Net programming language at the Microsoft Visual Studio 2008 platform.In metal cutting operations, many approaches have been proposed to detect and monitor tool conditions for the prediction of cutting tool life. Many sensors have been used to detect tool conditions. In this study, control system has used to sensor signals to adjust the feed rate automatically by rotating the feed rate button on CNC machine. Indirect sensing technique was used for cutting tool condition monitoring in the study. During the milling operation, vibration and force signals were detected by using a vibration sensor and a load cell mounted on the machine table. The user interface of the developed system monitors the sensor signals coming from data acquisition and control board, and the control board adjusts the feed rate of milling operation by rotating a stepper motor. With a special mechanical part, the stepper motor has been coupled to the feed rate button of the milling machine. The microprocessor PIC18F4523 of the data acquisition and control board is programmed in Basic compiler MikroBasic Pro for PIC. Data acquisition and control board is communicate with the user interface installed at a portable computer by using Ethernet communication.