Hidrolik tahrikli sayısal denetimli bir sistemde dairesel interpolasyon hareketlerinin analizi
Analysis of circular interpolation motions in a numerical controlled hydraulic driven system
Yazar: AHMET MURAT PİNAR
Danışman: Y.DOÇ.DR. ABDULKADİR GÜLLÜ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Otomasyon ve tezgah tasarımı alanlarına ışık tutacağı düşünülen araştırmada,prototip bir sayısal denetimli hidrolik sistem tasarlanmış ve imalatıgerçekleştirilmiştir. Bu sistem, dik işleme merkezine benzer konfigürasyonda,birbiri ile 90Â° monte edilmiş iki eksenden oluşmaktadır. Her bir eksen, oransalyön denetim valfi ile denetlenen tek rotlu hidrolik silindirle tahriklenmiştir.Sistemin denetimi; daha önce dört eksenli CNC takım tezgahlarınındenetiminde kullanılan, FM 357-2 analog fonksiyon modülü ile kapalı çevrimolarak gerçekleştirilmiştir.Önerilen prototiple, dairesel interpolasyon hareketlerinin pozisyonlama hatalarıISO 230-4 "NC Tezgahlar için Dairesel Testler" isimli uluslararası standartesas alınarak incelenmiştir. Ölçmeler; sistemin kapalı çevrim denetimindekullanılan 5 Âµm'lik lineer enkoderden elde edilen koordinat verisinin,RapidForm yazılımında değerlendirilmesi ile gerçekleştirilmiştir. Deneylersonucunda, CNC hidrolik tahrikli sistemin dairesel interpolasyon hareketyeteneği belirlenmiş olup, piston çapı, ilerleme oranı, yarıçap ve atalet yükükontrol faktörlerinin dairesellik hatası üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Yapılan istatistiki analizler sonucunda; piston çapının hata üzerindeki en etkiliparametre olduğu, bunu sırasıyla yarıçap, ilerleme oranı ve atalet yükününizlediği tespit edilmiştir. Son olarak, sisteme sonradan ilave edilen talaşkaldırma aparatı ile alüminyum, ahşap ve plastik malzemeler işlenmiş vedairesellik hatası, yüksüz şartlarla karşılaştırılmıştır. Buna göre; dairesellikhatasında, yüksüz şartlarda % 5,99'luk bir hata azalması tespit edilmiştir. Ekolarak, iki durumda da ortalama yarıçapta oldukça yaklaşık sonuçlar eldeedilmiştir.

Abstract:
In the study, a prototype numerical controlled hydraulic system has beendesigned and manufactured, which is believed that it will contribute to thefields of machine design and automation. This system consists of two axeswhich are assembled to each other at 90Â° in a configuration similar to avertical machining centre. Each axis is driven by a hydraulic cylindercontrolled by the proportional directional valve. The system is controlled bythe FM 357-2 analogue function module, which is used in the control of fouraxes CNC machine tools using closed loop system.By means of the proposed prototype, the positioning errors of circularinterpolation motions are examined according to the ISO 230-4 standardcalled "Circular tests for numerically controlled machine tools". Themeasurements are achieved in the RapidForm software by evaluating thecoordinate data obtained from 5Âµm linear encoder used in the closed loopcontrol of the system. As a result of the experiments, the circularinterpolation motion capability of the CNC hydraulic driven system wasdetermined and the effects of piston diameter, feed rate, radius and loadcontrol factors on the circularity error were examined. As a result of thestatistical analysis, it is found that the piston diameter is the most effectivefactor on the error and it is followed by radius, feed rate and load,respectively. Lastly, aluminium, wood and plastic materials were machinedwith the cutting device added to the system later and the circularity errorwas compared with the loadless conditions. Consequently, it was observedthat there is a 5,99% error decrease in the circularity error in the loadlessconditions. In addition, in both conditions quite similar results wereobtained in average radius.