Bölüm-3

CNC Hareket Tiplerinin Anlasilmasi

Temel Kavramlar #1 bölümünde, kartezyen koodinat sisteminin kullanilmasi suretiyle eksen hareketlerinin
bitis noktalarinin, programda nasil kod olarak verildigi üzerinde durulmustu. Temelkavramlar #1
bölümünde, her bir hareket için CNC tezgahin takim hareketine ait bi tis noktasi pozisyonlarini nasil
belirledigi konusu üzerinde durmustuk. CNC takim tezgahlarinda hareketi etkin bir sekilde kumanda
edebilmek için, bitis noktasi pozisyonlarinin haricindeki bir takim kavramlara da gereksinim
duyulmaktadir.
CNC kontrol sistemi imalatcilari, hareket komutlarinin mümkün olan en basit sekilde programci tarafindan
kodlanabilmesi amaciyla oldukca büyük çaba harcamaktadirlar. CNC tezgahlardaki temel hareket tipleri
yaygin olarak kullanildiklarindan dolayi; CNC kontrol sistemi imalatcilarinin sunmus oldugu interpolasyon
fonksiyonlari sayesinde, CNC tezgah kullanicisina degisik tipte interpolasyon (CNC tezgahin verilen iki
nokta arasindan geçis sekli) yaptirma imkani taninmaktadir.

Interpolasyonun Nedir?
Örnek olarak, programda verilen bir komut vasitasiyla, sadece lineer eksende tezgahi hareket ettrirmek
istedigimizi varsayalim. X eksenini program sifirindan itibaren pozitif tarafta 10 mm olan bir konuma
hareket ettirmek isteyelim. Bu takdirde, X10.0 seklindeki bir kodun (mutlak mod kabul edilmekte)
programda belirtilmesi gerekmektedir. Bu hareket esnasinda, makina tami tamina dogru bir çizgi boyunca
verilen noktaya hareket edecektir (Sadece tek eksen hareketi olmasi sebebiyle). Simdi program sifir
noktasindan 10.0 mm yukarida olan bir pozisyonu da hareket kodunun içinde (X hareketi ile birlikte)
bulundurmak istedigimizi varsayalim. Bu komut kullanilmak suretiyle konik bir hareket verdirme veya is
parçasi üzerinde bir pah kirma islemi yapilabilir. Kontrol sisteminin programlanan bitis noktasina tamtamina
dogru bir çizgi boyunca gidebilmesi için, X ve Y ekseni hareketlerinin mükemmel bir sekilde
senkronize (es zamanli hareket) edilmesi gerekir. Ayni sekilde, eger hareket esnasinda bir isleme
operasyonu yerine getirilecek ise, kizak eksenlerinin ilerleme orani (isleme hizi) da ayni sekilde
belirtilmek zorundadir. Bu ancak lineer interpolasyon vasitasiyla yapilabilir.


Sekil 1- Lineer interpolasyonda eksen hareketleri

Lineer interpolasyon ile, takim hareket baslangiç noktasindan bitis noktasina, baslangiç noktasi ile bitis
noktasini birbirine baglayan bir dogru boyunca, mümkün olan en küçük hata ile bu dogru üzerinde kalacak
sekilde, verilen eksenler boyunca küçük artim birimleriyle hareket saglayarak, kontrol sistemi tarafindan
hareket ettirilir. Günümüzün CNC takim tezgahlari ile, takim tezgahinin hassas bir sekilde lineer hareket
yapabilmesi imkan dahilindedir (0.001 mm veya 0.0001mm). Lineer interpolasyon esnasinda CNC
kontrol sisteminin gerçekte nasil bir hareket ile programlanan yolu takip ettigi Sekil 1- de
gösterilmektedir.

Benzer sekilde CNC takim tezgahlarindaki bir çok uygulama, takim tezgahinin dairesel hareketleri yerine
getirebilme kabiliyetine sahip olmasini gerekli kilmaktadir. Dairesel interpolasyon gerektiren uygulamalar
arasinda, tornalarda yariçap vermek suretiyle bir egrinin islenmesi, radyus verme; isleme merkezlerinde ise
konturlar üzerinde bulunan egrisel yüzeylerin frezelenmesi v.b. gösterilebilir. Bu tipteki bir hareket Dairesel
interpolasyona gereksinim duymaktadir. Lineer interpolasyonda oldugu gibi, kontrol sistemi programlanan
dairesel yol üzerinde takimin minimum hata ile gezebilmesini temin etmek için üzerine düsen görevi yerine
getirir. Sekil 2 de CNC kontrol sisteminin dairesel interpolasyon esnasinda eksenlere nasil bir hareket
verdirdigi gösterilmektedir.


Sekil 2- Dairesel Interpolasyonda eksen hareketleri

Takim tezgahinin kullanim alanina bagli olarak, takim tezgahi ile birlikte diger interpolasyon tiplerinin de
bulunabilecegi akilda tutulmalidir. Bunlar arasinda göze çarpanlar Helisel interpolasyon, spline (yilan egri)
interpolasyonu, ve disli profili sekli olan involute (evolvent) interpolasyonu gösterilebilir. CNC kontrol
sistemi imalatcilari kontrol sistemlerinin kolay programlanabilecek bir yapiya sahip olabilmesi için
ellerinden geleni yapmaktadirlar. Örnegin çogu isleme merkezi kullanicilari, vida açma operasyonlarini
sahip olduklari makina üzerinde yerine getirebilmektedirler. Vida açma esnasinda (helisel interpolasyon),
takim tezgahi iki eksen boyunca dairesel hareket yaparken (genel olarak X ve Y), üçüncü eksende de lineer hareket yapar (genelllikle Z). Bu sekildeki bir interpolasyon vida helisinin islenmesine imkan tanir. CNC tezgah kullanicilarinin bu tipteki bir fonksiyona gereksinimleri olabilecegi düsüncesi ile CNC kontrol sistemi
imalatcilari bu özelligi ek olarak Helisel Interpolasyon adi altinda sunarlar.


Torna tezgahlarinda tarete monte edilen tahrikli takim kullanilmasi, ayna sisteminin ek bir eksen vasitasiyla (Cekseni) kontrol edilebilmesi, polar koordinatlarin kullanilmasi suretiyle is parçasi çevresi boyunca frezeleme islemi yaptirilabilir. Bu tipteki bir interpolasyon polar koordinat interpolasyonu olarak adlandirilir.Konumuz disinda oldugundan dolayi fazla deginilmeyecektir.

Sekil 3- Üç farkli hareket tipinin gösterildigi örnek parça ve programi

Bu özel örnekte, bir is parçasi etrafinda frezeleme islemi yapmaktayiz. Freze olarak 20 mm çapinda bir
parmak freze kullanmakta ve parmak frezenin hesaplanan merkez koordinatlari kullanilmak suretiyle
programi olusturmaktayiz. Program takim hareketinin 1…8 sirasinda olacak sekilde isleme operasyonu
yapilacagina göre yazildiginda asagida gösterilen program kodu elde edilir. Sonradan temel kavramlar #4
kisminda is parçasi konturunun programda gerçek bir sekilde verilmesi üzerinde duracagiz.
NOT: PROGRAM TAKIM MERKEZI KOORDINATLARINA GÖRE YAZILMISTIR!!!
%
O2 (Program numarasi)
N005 G54 G90 S350 M3 (koordinat sisteminin, mutlak mod seçimi, is miline
devir verme
ve döndürme)
N010 G00 X-19.31 Y-10.79 ( 1 nolu pozisyona hizli hareket)
N015 G43 H01 Z-0.5 (takim boyu telafisini verme ve referans yüzeyden
asagiya hizli hareket)
N020 G01 X15.00 Y0.0 F3.5 (2 noktasina dogrusal hareket ile isleme)
N021 G01 X45.0 (3 noktasina dogrusal hareket)
N025 G03 X60. Y15. R15.0 (4 noktasina dairesel hareket)
N030 G01 Y25. (5 noktasina dogrusal hareketle isleme )
N035 G03 X45. Y40. R15.0 (6 noktasina dairesel hareket ile isleyerek gitme)
N040 G01 X15.0 (7 noktasina dogrusal hareketle isleme )
N045 G03 X0.0 Y25.0 R15.0 (8 noktasina dairesel hareket ile isleyerek gitme)
N050 G01 Y15.0 (9 noktasina dogrusal hareket)
N055 G03 X15. Y0.0 R15.0 (1 noktasina dairesel hareket)
N060 G00 Z5.0 (Takimi geri çikarma)
N065 G28 G91 Z0 (Takimi Z eskeninde sifira gönderme)
N070 M30 (Program sonu, basa dön)
%

Her ne kadar bu program ile verilen kodlarin tamamini anlamasaniz dahi, hareket komutlari (G00,G01,G02
ve G03) verildigi durumda ne oldugu üzerinde yogunlasmaya çalisin. Parantez içinde belirtilen mesajlar her
bir kod blogu ile ne ifade edildiginin anlasilmasi amaciyla yazilmistir.

Yaygin Olarak Kullanilan Üç Temel Hareket Tipi

Her ne kadar yeni kontrol sistemleri çesit olarak fazla sayida interpolasyon fonksiyonu saglasa da; CNC
kontrollerin hepsinde kullanilan interpolasyon tiplerini öncelikli olarak bir gözden geçirelim. Her bir
interpolasyon tipini kisa bir sekilde tanimladiktan sonra, yukarida verilen program örnegini bir daha inceleyin.

Bu hareket tiplerinde ortak olan iki temel düsünce vardir: Ilk olarak bunlar modaldir. Modal kelimesi,
ayni türden baska bir komut belirtilene kadar aktif olan kod anlamina gelir. Örnegin, ardarda ayni
tipteki hareketler verilecek ise, bu harekete uygun düsen G kodu ilk komutda belirtilir, diger kodlarda belirtilmesine gerek yoktur.

Ikinci olarak, hareketin bitis noktasi her bir hareket kodunda belirtilmek zorundadir. Bu bitis
koordinatlari, tezgahin mevcut pozisyonu baslangiç pozisyonu olarak alinir.

Hizli Hareket (Ayni Zamanda Pozisyonlama Olarak da Adlandirilir)

Bu hareket tipi ile, tezgah programda verilen hareket koduna (bitis noktasi) tezgah imalatcisi tarafindan
tesbit edilen hizda (bosta hareket hizi) gider. Isleme çevrimi esnasinda takimin kesme yapmadigi
konumlarda isleme zamaninin azaltmak amaciyla belirtilir. Hizli hareketin yaygin olarak kullanildigi
yerler takimin kesme konumuna pozisyonlandirilmasi, takimin kesme konumundan uzaklastirilmasi, sikma
aparatlari ve diger engeller arasinda hizli bir sekilde takimi hareket ettirmek, ve program esnasinda kesme
hareketinin olmadigi diger kisimlar gösterilebilir. Tezgahin bosta hareket hizinin ne oldugu takim tezgahi
kullanim kilavuzu incelenmek suretiyle tesbit edilebilir. Bir örnek olarak 10 000 mm/dak verilebilir. Genel
olarak bu hiz degeri son derece yüksektir (bazi makinalarda 25 400 mm/dak). Bu sebeple programlama
esnasinda yapilan hizli hareket kodlarinin test edilmesi sirasinda operatörün son derece dikkatli olmasi
gerekir. Çok sükür ki; çogu CNC takim tezgahi imalatcisi operatör paneline koyduklari bir anahtar
vasitasiyla, operatörün bu hiz degerini azaltmasina imkan tanimaktadir. Tüm CNC takim tezgahlarinda
hizli hareketi program içinde belirtmek için G00 (G0) kodu kullanilmaktadir. Programda hizli hareket
ile pozisyonlama yapmak için G00 kodunun yanina hareket edilecek noktanin bitis noktasi koordinatlari
eklenir. Örnegin programda mutlak modda(G90) G00 X150. Y200. kodu verildigi takdirde tezgah program
sifir noktasindan X ekseninde 150 mm, Y ekseninde 200 mm uzakta olan noktaya hizli hareket ile
pozisyonlandirilir.

Hizli hareket kodu ayni anda iki veya üç eksende de verildigi durumda eksenlerin ne tür hareket yapacagi
konusunda kontrol sistemi imalatcilari arasinda farklilik bulunmaktadir. Çogu kontrol sistemlerinde, makina
tüm eksenlerde mümkün olan en yüksek hizda gidecek sekilde, hareket eder. Bu durumda, diger eksenler
verilen pozisyona ulasmadan evvel eksenlerden bir tanesi hedef pozisyona varacaktir (non-interpolation
type positioning). Bu sekildeki bir hizli hareket kodunda, hizli hareket esnasinda dogrusal bir hareketten söz
edilemez ve programcinin bu hareketi vermesi halinde, eksen hareketi sirasinda bir engel ile karsilasilip
karsilasilmayacagina dikkat etmesi gerekir. Bazi kontrol sistemlerinde ise, ayni anda birden fazla eksen
hareketinin G0 hizli hareket kodu ile verilmesi durumunda eksenler dogrusal olarak hareket eder
(interpolation type positioning). Fanuc ve Mitsubishi kontrol sistemlerinde bu hareket tipi parametre ile
ayarlanabilmektedir.

Dogrusal Hareket

Lineer interpolasyon konusunda önceki bahislerde belirttigimiz gibi, bu hareket tipi, takim tezgahi
eksenlerinin tami-tamina dogrusal bir hareket yapacak sekilde kumanda edilmesini saglar. Bu hareket tipi
ayni zamanda hareket esnasinda programciya isleme hizinin (feedrate-ilerleme orani) belirtilmesine de
imkan tanir. Dogrusal hareket, delik delme, yüzey frezeleme, kanal açma, konik isleme v.b. gibi dogrusal
kesme isleminin gerekli oldugu her yerde kullanilabilir.

Kizak ilerleme hizinin (isleme hizi) programlanmasi, makina tipine göre farklilik gösterir. Genel olarak
isleme merkezlerinde isleme hiz mm cinsinden dakikadaki ilerleme miktari olarak belirtilirken, CNC
tornalarda bu deger devir basina mm cinsinden ilerleme miktari olarak belirtilmektedir.
Dogrusal hareketi belirtmek için G01 kodu kullanilir. Kodun dogru bir sekilde kullanilabilmesi için; G01
kodunu takiben bitis noktasi koordinatlarinin, kodun baslangicina kadar ilerleme degeri belirtilmemis ise; F
ile ilerleme degerinin de verilmesi gerekir. Örnek G01 X20. Y25. F200.

Dairesel Hareket

Bu hareket tipi CNC tezgah eksenlerinin dairesel yol seklinde hareket etmesini saglar. Dairesel
interpolasyonu tanitirken belirttigimiz gibi, bu hareket tipi isleme operasyonu esnasinda dairesel
hareketlerin yaptirilmasi amaciyla kullanilir. Su ana kadar ilerleme hakkinda belirttigimiz her sey bu
hareketde de geçerlidir.
Dairesel hareket için iki farkli G kodu kullanilmaktadir. G02 kodu ile saat ibrelerinin dönüs yönünde bir
dairesel hareket yaptirilirken; G03 kodu ile saat ibrelerinin dönüs yönünün tersi yönde bir dairesel hareket
yaptirilir. Hangi kodun kullanilacagini belirlemek için, takimin bulundugu mevcut konumdan, hareket
edilecek noktaya dogru yariçapi belli olan bir yay çizilir. Dairesel interpolasyonda takim bu yay üzerinde
kalacak sekilde hareket eder. Eger bu yay saat ibrelerinin dönüs yönünün tersi yönde olacak sekilde bir
hareketi CNC tezgaha verdirecek ise, G03; tersi yönde yani saat ibreleri dönüs yönünde bir hareket
verdirecek ise G02 kodu kullanilir.
Ek olarak dairesel hareket, bir sekilde, takimin üzerinde hareket edecegi yayin yariçapinin verilmesini
gerekli kilar. Yeni CNC kontrol sistemlerinde bu “R” adresini takiben bir sayisal degerin verilmesi suretiyle
belirtilmektedir. Eski kontrol sistemlerinde ise, yön vektörleri (I, J ve K olarak belirtilen) kullanilmak
suretiyle kontrol sistemin yay merkezinin yeri tarif edilir. Yön vektörlerinin nasil programlandigina göre
kontrol sistemleri farklilik arzettiginden, ve yariçapi “R” ile belirtmek çok daha popüler oldugundan dolayi,
bundan sonraki bahislerde geçecek olan dairesel interpolasyonda yay yariçapi “R” cinsinden belirtecegiz.
Yön vektörleri hakkinda daha fazla bilgi almak için, kontrol sistemi kullanim kilavuzuna basvurulmalidir.