Simülasyon Yazılımı ile CNC Program Çalıştırma Hatalarını Nasıl Giderilir

Yazar: PFT, Shenzhen

CNC programlarının çalıştırılması sırasında oluşan hatalar, önemli makinada çalışma süresinin kaybına ve malzeme israfına neden olur. Bu çalışma, fiziksel işleme öncesinde G-kod hatalarını, takım yolu çarpışmalarını ve kinematik sorunları tespit edip çözmede simülasyon yazılımlarının etkinliğini değerlendirmektedir. Vericut 12.0 ve NCSimul 11.3 platformlarını kullanarak havacılık ve otomotiv sektörlerinden 47 gerçek dünya CNC programı analiz edilmiştir. Sonuçlar, çarpışma tespitinde %98,7 doğruluk ve deneme çalışmasında hataların %92 oranında azalmasını göstermiştir. Simülasyon, geleneksel yöntemlere kıyasla sorun giderme süresini %65 oranında azaltmıştır. Uygulama, üretim öncesi ve programlama aşamalarında simülasyon kontrollerinin entegre edilmesiyle imalat verimliliğinin artırılmasına katkı sağlar.

1 giriş

Çok eksenli sistemler ve karmaşık geometrilerle CNC işleme karmaşıklığı arttı (Altintas, 2021). Alet çarpmalarından tolerans ihlallerine kadar olan uygulama hataları üreticilere yılda 28 milyar dolar tutarında hurda ve durma süresi maliyeti çıkartmaktadır (Suh ve ark., 2023). Simülasyon araçları hata önleme vaadinde bulunsa da uygulamadaki eksiklikler devam etmektedir. Bu çalışma, sektörde kullanılan CNC programlarıyla simülasyona dayalı sorun gidermenin verimliliğini ölçer ve üretim ekipleri için uygulanabilir protokoller oluşturur.

2 Yöntem

2.1 Deneysel Tasarım

4 kritik hata senaryosunu tekrarladık:

1. Geometrik çarpışmalar (örn. alet tutucu-fikstür girişimi)

2. Kinematik hatalar (5 eksenli tekil noktalar)

3. Program mantık hataları (döngüsel hatalar, M-kod çakışmaları)

4. İstenmeyen malzeme kaldırılması (kanallama)

Yazılım yapılandırması:

• Vericut 12.0: Malzeme kaldırma simülasyonu + makine kinematiği

• NCSimul 11.3: Fizik tabanlı kesme analizi ile G-kod çözücü

• Makine modelleri: DMG MORI DMU 65 monoBLOCK (5-eksenli), HAAS ST-30 (3-eksenli)

2.2 Veri Kaynakları

3 farklı endüstriden 47 program:

3 Sonuçlar ve Analiz

3.1 Hata Tespiti Performansı

Tablo 1: Simülasyon vs. Fiziksel Testler

Temel bulgular:

• Çarpışma tespiti: Platformlar arasında neredeyse mükemmel doğruluk (Şekil 1)

• NCSimul malzeme kaldırma hatalarında daha iyi performans gösterdi (χ²=7,32, p<0,01)

• Vericut üstün kinematik doğrulama performansı sergiledi (işlem süresi: %23 daha hızlı)

4 Tartışma

4.1 Uygulamalı Sonuçlar

1. Maliyet Azaltma: Simülasyon, titanyum işlenmesinde hurda oranlarını %42 azalttı

2. Zaman verimliliği: Sorun giderme süresi ortalama 4,2 saatten 1,5 saate düştü

3. Yetkinlik Demokratlaştırması: Yeni programcılar simülasyon rehberliği sayesinde hataların %78'ini çözdü

4.2 Sınırlamalar

• Makine/takım 3B modellerinin doğru olması gerekiyor (±0,1mm tolerans)

• İnce cidarlı işlerde takım sapmasının sınırlı tahmini

• İşlem sırasında izleme cihazlarının yerine geçmez (örn. titreşim sensörleri)

5 Sonuç

Simülasyon yazılımı, üretim öncesinde CNC çalışma hatalarının %97'sinden fazlasını tespit ederek durma süresini ve malzeme israfını azaltır. Üreticiler şunları yapmalıdır:

1. CAM programlama aşamasında simülasyonu entegre edin

2. Makine kinematik modellerini üç ayda bir doğrulayın

3. Sanal hata ayıklamayı IoT tabanlı takım izleme ile birleştirin
   Yakın gelecekteki araştırmalar, simülasyon verilerini kullanarak yapay zeka destekli hata tahmini konusunu inceleyecektir.