Giriş

Günümüzüde, CAD/CAM sistemlerinin modern üretim ortamları için tasarımdan imalata kadar geçen süreç içinde kaçınılmaz bir gereksinim olduğu bilinmektedir.

Şu anda ülkemizin önde gelen büyük, orta, küçük ölçekli; büyümeyi, kalite ve verimliliği artırmayı, yurtdışına açılmayı hedefleyen bir çok sanayi kurulşunda CAD/CAM sistemleri halen kullanılmakta veya kullanma aşamasındadır.

CAD/CAM sistemlerinin diğer bir tamamlayıcı unsuruda DNC sistemleridir. Ülkemize az bilinen yada bilindiği halde fazla önem kazanmayan bir kavram olan DNC sistemleri, halen çok az sayıda olsa da özellikle savunma sanayi kuruluşları tarafından kullanılmakta veya kurulma aşamasındadır.

Yurtdışında yapılan istatistiklere göre DNC sistemleri imalat sanayinde olduça yüksek verim artışı sağlamaktadır. Konu ile ilgili yapılan istatistikler bu yazının son bölümünde yeralmaktadır.

DNC Nedir?

DNC, Doğrudan Nümerik Kontrol veya Dağıtılmış Nümerik Kontrol olarak tanımlanmaktadır. Doğrudan veya Dağıtılmış Nümerik kontrol, imalat sanayide CNC tezgahlar için yazılan programların merkezi bir bilgisayarda depolanarak ilgili CNC tezgahlara gerektiği zaman yüklenmesi veya tezgahlardan merkezi bilgisayara geri gönderilmesi işlemidir.

Neden DNC Sisteme İhtiyaç Vardır?

CNC tezgahları olan ve DNC sistemi olmayan bir imalat sanayinde, CNC tezgahlara program girilmesi aşağıdaki yöntemlerden biri veya birkaçı ile yapılır.

• CNC tezgahın kontrol sistemi üzerinden program satırları tek tek girilir. MDI (Manuel Data Input)

• Herhangi bir bilgisayarda text dosyası olarak program yazılır, diskete alınır ve CNC tezgahın disket sürücüsü mevcut ise tezgaha yüklenir.

• CAM programı kullanılarak takım yolları oluşturulur, postprosesörden geçirilir ve yine diskete alınarak tezgaha yüklenir.

• CAM sistemi ile veya manuel olarak yazılan program, taşınabilir bir bilgisayara yüklenir, bilgisayar tezgahın yanına götürülür, bilgisayarın seri portu ile CNC tezgahın RS232 portlları arasına kablo ile bağlantı yapılır. Gerekli protokol ayarlarından sonra program tezgaha yüklenir.

• CNC tezgah imalatcısının sağladığı ve sadece o tezgah için tasarlanmış olan yazılım ve donanımı içeren bir sistem (Mini DNC gibi) kullanılır.

• Kontrol sistemleri eski olan tezgahlar için, perfore şeritlere (Punch Tape) yazılan programlar tezgah üzerindeki şerit okuyucudan geçirilerek program yüklemesi yapılır.

Yukarıda anlatılan yöntemlerin dezavantajları şöyledir

• Öncelikle, tezgah başında kontrol sisteminin tuşlarını kullanarak yazılan programlama yöntemi, CNC tezgahın çalışma verimliliğini düşürür. Hernekadar, bazı kontrol sistemleri bir taraftan parça işlerken diğer taraftan program girilmesine olanak sağlasada, bu yöntemde iş kazası veya hatalı parça üretme riski doğar. Bilineceği gibi CNC program yazma işlemi yoğun matematik işlemleri gerektirir. Bir taraftan hesap yaparak diğer tarfatan işlenen parçaya dikkat edilmesi, iş kazası, hatalı parça üretme riski veya hatalı program yazma ihtimalini artırır. Program girerken yapılabilecek bir rakam hatası, yüksek maliyetli tezgah arızalarına sebep olabilir. Bu sebepten CNC tezgahlar için yazılan programlar, gürültüsüz dikkatin dağılmayacağı ortamlarda ya CAM sistemi kullanarak yada herhangi bir bilgisyarda text dosyası halinde yazılmalıdır.

• CNC tezgahlara, disket kullanarak program yükleme bir önceki yönteme göre oldukça kolay ve pratiktir. Ancak bir çok kontrol sisteminde disket okuyucu bulunmaz. Diskette program saklamanın bir mahsuru ise; disketteki bilgiler manyetik ortamlardan kolayca etkilenebildiklerinden acil ihtiyaç durumlarında bozuk disket problemleri ile karşılaşma riskleri vardır. Ayrıca programlarda yapılan değişikliklerden dolayı kullandığımız disketteki bilgilerin son değişiklikleri içermeme ihtimali de vardır.

• Taşınabilir bir bilgisayar ile CNC tezgahlara program yüklenmesi en sık kullanılan yöntemlerden biridir. Bu yöntemi kullanabilmemiz için taşınabilir bilgisayarımızda CNC tezgah ile iletişim sağlayabilecek bir yazılım (Procomm, Crostalk, HyperTerminal, vb.) bulunması ayrıca CNC tezgah üzerinde RS 232 portu , uygun kablo bağlantısı ve bilgisayar ile tezgahın iletişim sağlayabilmesi için protokol ayarlarının (baudrate, parity, vs.) yapılması gerekir. Her tezgah için gerekebilecek farklı kablo ve farklı protokol ayarları bu yöntemin dezavantajlarıdır. Ayrıca bu tip ayarları yapabilecek eğitimli bir personelin imalat devam ettiği sürede hazır bulunması gerekir.

• Özel amaçlı olarak geliştirilmiş program yükleme yazılım ve donanımları ise genellikle pahalıdır. Her tezgahın yanında bir tane bulundurmak oldukça yüksek maliyetlidir. Ayrıca eski kontrol sistemli tezgahlar için bu sistemlerden bulmamız her zaman mümkün olmayabilir.

• Eski kontrol sistemlerinde bulunan serit okuma sistemleri kullanılarak program yükleme işlemi çok zaman alıcı ve zahmetli bir süreçtir. Şerit üzerinde oluşacak delik hataları büyük tezgah arızalarına sebep olabilmektedir. Program üzerinde yapılacak bir karakterlik değişiklik bile, eski şeritin tamamının atılarak yeni bir şeritin hazırlanmasını gerektirir.

DNC sistemleri sadece yukarıda anlatılan sorunları çözmekle kalmamakta, beraberinde ilave birçok avantajlar da sağlamaktadır.

DNC Sistemin Yapısı Nasıldır?

DNC sistemi donanım olarak bir merkezi bilgisayar, DNC hub olarak adlandırılan seri port çoklayıcı ve tezgah ile DNC hub arasındaki kablo bağlantılarından oluşur.

Yazılım olarak ise merkezi bilgisayarda CNC programları veri tabanı mantığı ile tutan ve bunların yönetimini sağlayan ve her tezgah ile olan iletişimi sağlayan protokolleri tutan bir yazılım gereklidir.

Şekil 1’de 8 adet CNC tezgah bulunan bir imalat atelyesine kurulabilecek bir DNC sistem şeması görülmektedir.

Bu şemada PC olarak tanımlanan bilgisayarda bütün CNC programları bulunduran ve yöneten program çalışır. DNC hub olarak tanımlanan donanım PC’nin seri portuna bağlanır ve üzerinde 8 adet RS232 port çıkışı vardır ve her bir port çıkışı bir CNC tezgaha özel kalitede, gürültüden etkilenmeyen kablolar ile bağlanır. Bu sisteme bağlanacak CNC tezgah sayısı 128’e ka
dar, CNC tezgahlar ile DNC hub arasındaki mesafe de 1 km.ye kadar çıkartılabilir.

Opsiyonel olarak merkezi bilgisayar olarak adlandırılan bilgisayar ile CAM sistemi arasında network bağlantısı yapılarak, CAM sisteminde hazırlanan CNC programlar doğrudan tezgahlara yüklenebilir.

DNC Sistemin Avantajları

• DNC sistemi ile hazırlanan CNC programlar tek bir merkezde toplanır. Merkezi bilgisayarda yapılacak olan düzenli yedekleme ile veri kayıp riski ortadan kalkar.

• CNC programlar, tezgah operatörleri tarafından yüklenebilir (download), özel olarak bu amaç için yetiştirilmiş bir personel bulundurmaya gerek kalmaz.

• Merkezi bilgisayar, CNC programların en son versiyonunu tuttuğu için tezgah operatörlerinin yanlış program yükleme riski kalmaz.

• Gerektiğinde CNC program tezgah operatörü tarafından tezgah üzerinde değiştirilirse, programın değiştirilmiş hali merkezi bilgisayara geri gönderilebilir (upload)

• Merkezi bilgisayara upload edilen programlar için, karşılaştırma programı kullanılarak farklı satırlar kolayca tesbit edilebilir.

• Merkezi bilgisayar, mevcut CNC programları belirli bir kataloglama mantığı ile tuttuğundan programlara erişim kolay ve hızlı olur.

• DNC sistemi ile , Kesici Takım Ölçme (Tool Presetter) tezgahı arasında herhangi bir CNC tezgah gibi bağlantı sağlanırsa, takım boy ve çap offsetleri bir dosya olarak merkezi bilgisayara upload edilerek ilgili tezgaha download edilebilir. Böylece operatörler tarafından CNC tezgaha girilmesi gereken yüzlerce takıma ait çap ve boy bilgisi hatasız ve hızlı bir biçimde yüklenir.

• DNC sistemi, Koordinat Ölçme (CMM) tezgahlarına bağlanalarak parça ölçümünde kullanılan programlar upload/download edilebilir. Ayrıca Reverse Engineering olarak adlandırılan yöntem ile CMM tezgahına bağlanan parçaların bilgisayarda modellerini oluşturmak için gerekli koordinat bilgileri alınabilir.

• Tezgahlara ait PLC dosyalarının birer kopyaları merkezi bilgisayarda tutulabilir ve gerektiğinde ilgili tezgahlara yüklenerek tezgah fonksiyonlarını etkileyen sorunlara çok kısa sürede müdahale edilebilir.

• ISO 9000 veya benzeri bir kalite sisteminin kullanılması durumunda CNC programların revizyon kontrolu ve yönetimi için ideal çözüm sağlanır.

• Program upload/download işlemleri için otomatik kayıt tutulur. Bu sayede hangi program hangi tezgaha ne zamam yüklenmiş, ne kadar zaman sonra yeni program yüklenmiş gibi bilgilere istenildiği zaman ulaşılabilir.

• Daha gelişkin DNC sistemlerinde (Machine Tool Monitoring) olarak adlandırılan yöntemler kullanılarak CNC tezgaha ait veriler (ilerleme, devir, tezgah alarmları, kesici takımın aşınma durumu) gibi bilgiler kayıt olarak tutularak gerekli istatistiki bilgiler elde edilebilir.

• Takım yollarının grafik simülasyonu da DNC paketlerinin bir modülü gelir. Bu sayede CNC programlarındaki takım yolları tezgaha yüklenmeden önce test edilip doğrulanabilir.

DNC Sisteminin Kazandırdığı Verimlilik

• Her program yüklemede ortalama 10 dakika (Disket ile veya taşınabilir bir bilgisayar ile program yüklemeye göre)

• Her program için ortalama 20 dakika takım boy ve çap ofseti girilmesinde (Manuel olarak tezgah kontrol sistemi üzerinden offset değerleri girilmeye göre)

• MDI yöntemine göre program başına ortalama 60 dakika

• Upload edilen programların farklılıkarının karşılaştırılmasında program başına ortalama 30 dakika zaman kazanılacağı yapılan istatistiklerle belirlenmiştir.

Ayrıca, yanlış, eski revizyon CNC program veya takım ofseti yüklemekten kaynaklanan hatalı parça üretimi ve hatalı parçaların kalite kontrolu için harcanan kayıp zaman ve malzemelerin verimliliğe olan etkisinin her zaman dikkate alınması gerekmektedir.