5 eksenli nümerik kontrollü freze tezgahları için yeni takım yolu oluşturma stratejilerinin geliştirilmesi
Development of new tool path generating strategies for 5-axis numerically controlled milling machine-tools
Yazar: AHMET CAN
Danışman: PROF. DR. ALİ ÜNÜVAR
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bir imalat sisteminde serbest şekilli yüzeylerden oluşan karmaşık parçaların tasarlanması kadar işlenmesi de oldukça önemlidir. Talaş kaldırma işleminin daha da etkin bir şekilde yapılabilmesi için, üç eksen talaş kaldırma stratejisine alternatif, beş eksen talaş kaldırma stratejisi tercih edilmektedir. Bu tezgâhların etkin biçimde talaş kaldırabilmesi ancak etkin bir takım yolu oluşturma stratejisi ile mümkündür. Ticari yazılımlar da dâhil olmak üzere, etkin bir beş eksen takım yolu oluşturma konusunda henüz eksikler bulunmaktadır. Bu amaçla, bu çalışmada serbest şekilli eğrisel bir yüzeyin beş eksen frezelenmesi için yeni stratejiler geliştirilmiştir. Eşit kalıntı talaş stratejisi adı verilen stratejide yanal kaymalar yüzey eğriliğine göre adaptif olarak verilmiştir. Aynı zamanda ilerleme adım uzunluğu sabit kirişsel hataya göre adaptif olarak ayarlanmıştır. Bu stratejide elde edilen işleme zamanı izo-parametrik takım yollarından %30?50 daha düşüktür. Bu stratejide literatürlerden farklı olarak doğrudan parametrik alanda yanal kayma ve ilerleme yönünde ikili bir iteratif tarama yöntemi geliştirilmiştir. Serbest şekilli eğrisel yüzey B-Spline parametrik yüzeyi ile tanımlanmış, yüzeye ait bilgiler STEP-AP214 formatından alınmıştır. Etkin ve dalmalara karşı güvenli bir frezeleme için takım seçim algoritması geliştirilmiştir. Aynı zamanda takım temas (TT) noktalarında dalmaları engelleyen çok hassas bir tarama yöntemi de geliştirilmiştir. Son işlemci (Postprocessing) aşamasında elde edilen takım yolu bilgileri eğimli-döner (Tilt-rotary) bir beş eksen freze tezgâhına uygun kinematik dönüşümler kullanarak makine koordinat sitemine dönüştürülmüş ve NC kodları üretilmiştir. Algoritmalar Delphi programlama dili ile bir yazılım haline getirilmiştir.

Abstract:
The machining of the complicated products which includes free formed surface is important as more as designing in a manufacturing system. The machining in a numerically controlled machine-tool which is the last step of Computer Aided Manufacturing is the most important step of this process. Five-axis machining is preferred via three axes machining for making the machining more effective. It is possible to machine more efficiently with effective tool path generating strategy. There is not any adequate strategy on five-axes tool path generation even in commercial software. For this purpose new strategies on five-axis tool path generation are developed. In the strategy which is called iso-scallop, the side step lengths are adopted for surface curvatures. And the step lengths are adjusted for a constant chordal error value. The total machining times are reduced 30-50% according to izo-parameter tool-paths. In this strategy we used a binary iterative searching algorithm directly on parameter domain along side-step and step length direction. The surface is defined as B-Spline Parametric surface, and the surface is delineated with STEP-AP214 database. Effective and robust milling strategy is presented for gouging by the developed algorithm. In the same time, a rear gouging recognizing and eliminating algorithm is developed. The generated tool path data is translated to five-axis tilt rotary machine tools by using some kinematic transformation in post processing stage. The presented algorithm is transferred to software by using the Borland Delphi® programming interface.