CAM (Bilgisayar Destekli İmalat) artık çok yaygın olarak imalat sanayinde kullanılmaktadır. CNC tezgah sahibi firmaların büyük çoğunluğu CAM programı desteği olmadan tezgahlarının verimsiz çalıştığının er ya da geç farkına varmaktadırlar. Ancak bu noktada özellikle 3 eksen uygulamalara mutlaka ihtiyacı olan kalıp ve model işleyen, yani karmaşık modelleri işlemek zorunda olan işletmeler CAM yatırımlarını daha hızlı hayata geçirmektedirler, çünkü bu tür uygulamaları CAM programı yardımı olmadan yani klasik usül ile tezgah başında programlama yöntemiyle gerçekleştiremeyeceklerini bilmektedirler. Bu tabii ki doğru bir seçimdir, ancak aslında 2.5 eksen olarak tanımlanan ve daha çok delik delme, cep boşaltma, alın temizleme vb. işlemler için de CAM uyarlamaları olmasına karşın bu alan genellikle bu kadar dikkate alınmaz ve bu tür ihtiyaçlar geometrilerin basit olması nedeniyle çoğunlukla tezgah başında operatörlerin G kodları ve tezgah makrolarıyla programlamaları yöntemiyle halledilebileceği düşünülür.

2.5 eksendeki işlemlerin sonuçta tezgah başında da programlanabileceği bir gerçektir, ancak CAD/CAM teknolojilerinin kullanıcılarına sağladığı sadece mümkün olmayanı mümkün kılmak değildir. Aynı zamanda hızı ve dolayısıyla verimi artırmak, insan hatalarını ortadan kaldırmak ve hatalardan öğrenme gibi birçok başka yol ile daha farklı noktalarda da katma değer sağlama potansiyeli vardır.

Klasik yöntemle bir modelin işleme operasyonlarını gerçekleştiren kullanıcı geçmiş tecrübeleri doğrultusunda anlık kararlar vermektedir ve bunlar çoğu zaman doğru sonucu verememe potansiyeline sahiptirler. Bir de bu operatörün değiştiğini ve işi, tezgahı ve takımları fazla tanımayan yeni bir çalışanın geçmiş alışkanlıklarını da katarak bambaşka işleme süreçlerini kullandığını düşünürsek, işin ne kadar karmaşıklaşabileceğini ve verimin ne kadar düşebileceğini tahmin edebiliriz.

CATIAnın akıllı CAM yöntemi

Klasik yöntemde, operasyonlar model üzerinde her seferinde yeniden tanımlanırken CATIAdaki yöntemde yapılan operasyonlar bir kütüphanede toplanır ve bunlar belirlenen kurallara göre her modele otomatik olarak uygulanır. Bu şekilde firmada biriken teknolojik tecrübe çalışanların kafasından veya dökümanlardan çıkarılıp tamamen etkin olarak kullanılabilen canlı bir ortama alınmış olur. Bu operasyonları elbette konunun uzmanı olan çalışanlar belirlemekte ve onlar uygulamaktadırlar.

Bu yöntemin işletmeye kazandıracaklarından bazıları şunlardır:

Firmada zamanla geliştirilen ve biriken kesme, takımlama, ilerleme hızları vb. teknolojik bilgiler sürekli kullanılabilecek şekilde CAM ortamına alınabilir,
Herkesin bilgileri kaydedeceği yer tek ve belirli olduğu için firmanın işleme ile ilgili akıl sermayesi tamamen kontrol altına alınmış olunur,
Her yeni işte tanımlamalar ve hatalarla kaybedilen zaman minimuma iner,
Aynı modeli farklı insanlar farklı zamanlarda işlerken sonucun şaşmaz şekilde aynı olması sağlanır,
Değişik işlerde her operatörün kendine göre karar verip farklı takım, tutucu vb. ekipmanlar kullanması riski ortadan kalkar ve böylece maliyetler minimize edilmiş olur,
Takımların en ideal giriş açıları, kesme hızları vb. teknolojik bilgileri sürekli güncel tutularak takım ömürlerinin uzaması sağlanır.


Örnek bir uygulama

Şimdi sırasıyla bu yöntemin CATIA içerisindeki uygulamasını görelim. Kullanacağımız model çok klasik bir plaka ve üzerinde belli cep boşaltma ve delik delme işlemleri var. Bu örneğin seçilmesini sebebi özellikle bol delik delem işlemine sahip olmasıdır, çünkü her delik özelliğine göre farklı operasyonlara ihtiyaç duymaktadır ve bu nedenle operasyon sayısı oldukça artmaktadır. Benzer şekilde işlenecek 5 adet cep de farklı özelliklere sahiptir. Özellike bir tanesi daha sıkışık bir profile sahiptir ve diğer ceplerle aynı takım ve yöntemlerle işlenmemesi gerektiği ortadadır.





1.Modelin hazırlanması

Model standart şekilde CATIAda oluşturulabilir veya dışarıdaki herhangi bir CAD ortamından IGES, STEP vb. yöntemlerle içeriye alınabilir. Burada ileride CAM ortamında kullanılabilecek ek teknolojik bilgiler modele işlenir. Bunlar genellikle tolerans gibi işleme sırasında operasyonları yönlendirmek için kullanılabilecek ek bilgiler olabilir. Aynı zamanda özellikle delik operasyonlarında deliğin havşalı veya pahlı olup olmadığı gibi bilgiler de yine işleme yöntemlerinin CATIA tarafından önceden tanımlanmış kataloglardan seçilmesinde belirleyici olacaktır.




2. CAM modülünde operasyonların otomatik oluşturulması<<

Bu yöntemdeki belki de en kritik komut geometriyi analiz ederek işlenecek bölgeleri otomatik olarak ortaya çıkaran Global Feature Recognition işlemidir. Bu komut istenilen türde operasyon için belirlenen filtreleri de uygulayarak iştenilen tipteki işlenecek geometrileri otomatik olarak algılar. Burada işleme ekseni, deliklerin çapları, derinlikleri, tipleri vb. parametreler seçilecek geometrileri yönlendirir. Bu yöntem sadece CATIAda modellenmiş parçalar için geçerli değildir. Bu algılama yöntemlerinin büyük çoğunluğu herhangi bir ortamdan CATIAya alınmış modeller için de aynı şekilde çalışmaktadır.

Bu örnekte yaklaşık 10 sn. süren tarama işlemi sonucunda 98 adet delik ve 5 adet boşaltılacak cep profili otomatik olarak algılanıyor.



3. Firma kataloğundan operasyonların otomatik getirilmesi

Normalde eğer herhangi bir firma operasyon kataloğu tanımlanmamış ise, önceki adım sonucunda operasyonlar kabaca tanımlanır ve geri kalan tüm teknolojik bilgiler kullanıcı tarafında tek tek girilir. Bu yöntemin klasik programlama yönteminde göre kazancı oldukça az olacaktır, çünkü sadece elle seçeceği bazı geometrik elemanlar ve bilgiler otomatik geliyor olacaktır, ancak işleme, takım kullanımı vb. teknolojik bilgilerin tamamı kullanıcının insiyatifine bırakılmış olacaktır.




Şimdi CATIAnın gelişmiş imkanlarını kullanıp firmanın tanımladığı standartlara göre operasyonların otomatik olarak belirlenmesi işlemini görelim. Tek yapılması gereken tüm bu tanımların toplandığı kataloğun seçilmesidir. Tabii ki farklı durum ve amaçlar için (örneğin farklı tezgah, takım seti, bağlama vb.) farklı teknolojileri içeren birden fazla katalog kullanımı da mümkündür. Bunun hemen ardından daha önce tanımlanmış olan tüm teknolojik bilgiler kulanılarak doğru operasyonlar otomatik olarak seçilen bölgeler uygulanır. Buradaki örnekte kullanılan bazı teknolojik bilgiler şöyledir:

Deliğin tipi, derinliği, çapı toleransı vb. birçok parametreye göre çeşitli standart operasyon tipleri tanımlanmıştır. Örneğin çap 40mm ile 60mm arasında ise ve H7 tolerans kullanılmış ise sırasıyla kaba delik açma, ön delme ve son hassas delik genişletme operasyon seti kullanılır. Operasyonlarda kullanılacak tüm takımlar, hızları, operasyon yöntemleri, kesme derinlikleri vb. tanımlıdır. Tüm bu parametreler aynı zamanda formüllerle ilgili deliğin geometrik özelliklerine göre de ayarlanabilir. Çap 4mm ile 20mm arasındaki bir kör delik için ise puntalama, ön delme, son delme ve raybalamadan oluşan bambaşka dörtlü bir operasyon seti kullanılır.
Ceplerde kullanılan yöntemde de profillerin en kısa ve en uzun boyları parametre olarak kullanılmıştır. Bu değerlere göre 24, 16 veya 10luk takım kullanılacağı ve ne tür cep boşaltma işlemi gerçekleştirileceği belirlenmektedir. Ayrıca cep profilindeki köşe radyus değerlerine göre köşelerde kalan bölgelerin otomatik olarak istenilen radyusa indirilmesini sağlayacak ek operasyon yapılmaktadır. Aynı zamanda cep derinlikleri de operasyon tiplerini ve kesme derinliklerini belirlemek için kullanılır. Sonuçta operasyonlar ve ilgili değerleri tamamen otomatik olarak seçilir ve uygulanır.
Tüm bu işlemler tanımlanırken parçanın malzemesi, sertliği, takımın malzemesi, dönme yönü, maksimum ilerleme limitleri, maksimum kesme derinliği vb. parametreler de operasyonları etkiler.

Sonuçta 41 adet operasyon tüm modeli analiz ederek ve bizim belirlediğimiz standartlara uygun şekilde tanımlanır. Bu operasyonların tamamı hiç el değmeden en ideal değerlerle (takım seçimi, ilerleme, dönme hızı, kesme derinlikleri, yaklaşma yöntemleri ve açıları vb.) otomatik olarak oluşturulur.



4. Operasyon sıralama

Sonuçta elde edilen operasyonlar tamamen geometri analizi sırasında elde edilen sıraya göre tanımlanmış haldedir. Tabii bu çoğu zaman tamamen rastlantısal bir operasyon sıralaması demektir, yani tezgah aynı takımı defalarca bırakıp yeniden alacak ve çok verimsiz bir sonuç oluşturacaktır. Bunu çözmek için CATIAdaki operasyon sıralama yöntemini kullanacağız. Burada verilen öncelik değerlerine göre minimum takım değiştirmeye ve operasyon tipine göre tüm operasyonlar otomatik olarak sıraya dizilir. Böylece örneğin ilk aşamada tüm ilgili delikler puntalanacak daha sonra öndelme işlemleri yapılacak ve bir kere kullanılan takım tüm işini bitirecek ve bir daha kullanılmamak üzere magazine geri gönderilecektir.




5. NC kodu üretimi

Artık tüm operasyonlar tanımlandığında göre geriye kalan NC kodunun üretilmesi kalıyor. Burada çok önemli bir detay da 2.5 eksen CAM işlemlerinde çok önemli olan G2/G3 dairesel komutların ve özellikle delme ve benzeri işlemler için kullanılan G8x türü makroların kullanımıdır. Bunlar CATIAda otomatik olarak kullanılırlar ve böylece hem NC kodları daha kısa hem de daha okunur hale gelirler.



Sonuç

Sonuçta normal şartlarda saatleri bulacak ve pek çok hata ve verimsizlik riski içeren işlemler yaklaşık 5 dk. içerisinde sadece 3 komut ile elde edilmiş oluyor. Tabii en önemli olanı tüm bu verimin bundan sonra yapılacak tüm işlemlerde ve eklenen yeni bilgilerle daha da verimli şekilde kullanılabilecek olmasıdır.




ArGe Mühendislik geçmiş tebrübelerini ve CATIAnın arkasındaki güçlü IBM ve Dassault Systemes desteğini de kullanarak gerekli tanımların yapılması, operasyon kataloglarının oluşturulması ve uygulaması ile ilgili eğitim ve proje destek hizmetlerini üst seviyede sunarak bu ileri teknoloji yöntemlerinin hızla uygulamaya geçmesini sağlamak için kullanıcılar ile birlikte çalışmaktadır.