BLGSAYAR DESTEKLARDIIK DELME-KESME KALIBI TASARIMI 

ZET 
Bu almada, ardk delme-kesme kalplar iin bir Bilgisayar Destekli Tasarm Sistemi gelitirilmitir. Gelitirilen sistemde, AutoCAD 2002 paket programnn yannda Visual LISP ve Visual BASIC programlama dilleri kullanlmtr. CAD ortamnda kat model olarak tasarlanm bir sac-metal rnn erit yerleim plan, kalbn katmodel olarak tasarm ve tasarlanan kalpla ilgili hesaplamalar otomatik olarak oluturulmutur. Bu alma ile tek istasyonlu ve ardk delme-kesme kalplarnn tasarmnda hz, esneklik ve hassasiyet elde edilmitir. 

1. GRindirebilmek amacyla farkl yntemler kullanlarak 
baz almalar yaplmtr. Choi ve arkadalar, dzenli Kalp elemanlarnn hesab, tasarm ve imalatve dzensiz ekilli rnlerde delme, kesme ve bkme kalplk teknolojisinin en nemli alanlarndan birini ilemlerini belirleyebilmek amacyla almalar oluturmaktadr. zellikle seri retime olan yatknlyapmlardr. Yaplan almalarda, sac-metal rnlerin sayesinde sac metal kalpl, imalat endstrisinde erit yerleimleri oluturulmu ve kalp tasarm iin ok byk nem kazanmtr. Paralarn dk ilem planlamas gerekletirilmitir [1-3]. Singh ve maliyetle retimi, iiliin en aza indirilmesi ve Sekhon, dairesel ve dairesel olmayan paralarn minimum malzeme sarfiyatyla maksimum retim retilmesinde maliyetleri drebilmek amacyla kapasitesi imalatta tercih edilen artlardr. ekonomik erit yerleim plann oluturmak iin Dolaysyla, sac metal kalplarnn tasarm aamasalmalar yapmlardr [4-5]. Choi ve Kim sac metal son derece nemlidir. Klasik yntemlerle yaplan rnler zerine dzenli ve dnel ekilde boluklar kalp hesaplarnn zaman alc, zahmetli ve almasna ynelik bir alma yapmlardr. Yaplan tasarmclarn hata yapma olasl sebebiyle almada, retilecek olan paralar iin kalp bilgisayar programlarna yklenmesi vazgeilmez bir elemanlarnn imalat otomatik olarak yaptrlmtr [6]. zorunluluk olmutur. Son yllarda bilgisayar destekli Lee ve arkadalar, ok adml delme ilemlerinde erit sistemler, imalatn, zellikle tasarm aamasnda yerleim plannn optimizasyonunu yapabilmek byk zorluklar azaltmak amacyla kullanlmaktadr. amacyla bir sistem gelitirmilerdir [7]. Nye, dzensiz 
ekilli sac metal rnler iin erit yerleim plannKalplarn tasarm aamasnda harcanan zaman yapmak ve erit malzeme kullanmn maksimum kaybnnlemek ve tasarmc hatalarn en aza seviyeye karabilmek iin bir alma 
H. Grn ve M. Nalbant 
gerekletirmitir [8]. Cheok ve Nee, kalplarn planlama ve tasarm aamalarnda karlalan problemleri zmek amacyla, yapay zeka yntemlerini kullanarak bir alma yapmlardr [9]. Tang, kalplarn tasarm ve imalat aamalarnn belirlenmesi, tasarmn ve imalatn blmlere datlmas, blmleraras ibirliinin salanabilmesi ve kalp imalatlarnn ilerinin kolaylatrlmasamacyla bir iletiim sistemi gelitirmitir [10]. Park, elektron silah paralarnn kalplarnn bilgisayar destekli tasarmn gerekletirebilmek iin bir uzman sistem gelitirmitir [11]. 
Bu almada, erit yerleim plannn oluturulmas ve ardk delme-kesme kalplarnn tasarmna ynelik daha nceki almalar da dikkate alnarak ekonomik ve hzl bir tasarm sistemi sunulmutur. Yaplan almada, daha nce yaplan almalardan zellikle erit yerleim plannn oluturulmas ve kalp tasarm aamalarnn belirlenmesi konularnda yararlanlmtr. Yaplan almada, hazrlanan bilgisayar program ile ardk delme-kesme kalplarnn erit yerleim plan, katmodel olarak kalp setinin tasarm ve hesaplamalar para geometrisinin karmaklna bal olarak 30 saniye ile 1 dakika arasnda tamamlanmaktadr. 

2. SAC METAL KALIPILII 
Kesme ilemlerinin btnne yakn geleneksel zmba-dii kalp sistemi ile yaplmaktadr. retilecek para iin zel olarak tasarlanan bu sistemin btnne kalp denilmektedir. Kesme, bir makas veya kesici takm ile, tala kaldrmadan malzemenin bir hat boyunca (ak veya kapal kesme izgisi) ayrlmasolarak tanmlanr. Delme ve kesme ilemleri kalp ierisindeki eitli istasyonlarda, erit malzemenin ilerlemesiyle oluturulur ve kalbn bir ucundan giren sac metal plaka, kalbn dier ucundan bitmi para olarak kar. Bir kesme kalbnda bulunan temel elemanlar ekil 1 de gsterilmitir. 


st Tabla 
Zmba Bask PlakasZmba Plakas
Syrc Plaka 
Dii Kalp 
Alt Tabla 
ekil 1. Bir kesme kalbnn temel elemanlar


3. KALIP TASARIMI PROGRAMI 
Hazrlanan program, tasarmcdan alnan bilgiler, programda yaptrlan hesaplamalar ve okutulan tablo deerlerine gre, nce erit yerleim plann
Bilgisayar Destekli Ardk Delme-Kesme Kalb Tasarm
oluturmakta daha sonra ise kat modelleme teknii ile dii plaka, syrc (klavuz) plaka, zmbalar, zmba tutucu plaka, destek plakas, sap plakas ve kalp saptasarmn gerekletirmektedir. Hazrlanan programn altrlmas srasnda, nce erit yerleim plannyaptrmak bir zorunluluktur. Bunun nedeni ise, hazrlanan programn kalbn kat model olarak tasarmnerit yerleimine gre yapmasdr. 
Kalp tasarm programnn hazrlk aamasnda ve programn oluturulmas srasnda kullanlan bilgiler, fomlasyonlar ve tablo deerleri sac metal kalplyla ilgili kitaplardan faydalanlarak hazrlanm ve program ierisinde kullanlmtr [1213]. Hazrlanan programda AutoCAD 2002 paket programnda, Visual LISP programlama dili kullanlarak tasarmc tarafndan kat modelleme teknii ile izilen parann bilgileri okutulmu, parann kalnl, alan, hacmi, koordinatlar ve dier zellikleri buradan program ierisindeki deikenlere aktarlmtr. Yardmc diyalog kutular ve formlar AutoCAD altnda alan VBA (VisualBASIC for Application) programlama dilinde hazrlanmtr. Hazrlanan diyalog kutular ve formlar yardmyla tasarmcya programn kullanlmas srasnda kolaylk salanmakla birlikte, tasarmcnn verdii bilgilerinde Visual LISPteki programa aktarlmasgerekletirilmitir. Hazrlanan programn almassrasnda gerekli olan tablo deerleri ise text modunda DAT uzantl olarak yazlm ve kaydedilmitir. Visual LISPte yaplan programda gerekli tablo deerleri bu dosyalardan okutularak, elde edilen deerlere gre hesaplamalar, yine Visual LISPte yaptrlmtr. Kalp tasarm programnn akemasekil 2de gsterilmitir. 

Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005 
Bilgisayar Destekli Ardk Delme-Kesme Kalb Tasarm
AutoCAD ierisinde hazrlanan programa KALTAS ad verilmitir. Hazrlanan program, erit yerleim plan, kalp tasarm ve hesaplamalar olmak zere  ksmdan olumaktadr. Programn altrlabilmesi iin, kalb hazrlanacak olan sac metal rnn herhangi bir Bilgisayar Destekli Tasarm / Bilgisayar Destekli malat (BDT/BD) paket programnda katmodelleme teknii ile izilip kaydedilmesi yeterli olmaktadr. Program altrldnda kullancdan kalbtasarlanacak olan rnn kat model olarak tasarmn girmesini istemektedir. rnn kat model olarak tasarm kullanc tarafndan seildikten sonra, rn program tarafndan paralara ayrlarak zerindeki unsurlar (para geometrisi ve delikler) belirlenmektedir. Belirlenen unsurlara gre, para bilgileri AutoCAD komutlar kullanlarak kartp, program ierisinde oluturulan bir veri dosyasna yazdrlmaktadr. Program ierisinde nceden oluturulmu olan veri tabanndan tasarmcnn malzeme semesi salanmaktadr. Seilen malzemeye gre kesme pay miktarlar, kalp boluu deerleri ve kalp tasarm iin gerekli dier hesaplamalar program ierisinde hesaplatlarak erit yerleim planoluturulmaktadr. Kalbn katmodel olarak tasarmda, oluturulan erit yerleim plan temel alnarak, tasarmcnn setii balant elemanlarna gre (cvata ve pimler) yaplmaktadr. 
3.1. Programn Yaps
Kalp tasarm iin hazrlanan bilgisayar program, tablo deerlerinin yazdrld be adet DAT uzantl, izimlerin ve hesaplamalarn yaptrld  adet LSP uzantl, diyalog kutularnn oluturulduu  adet DVB uzantl ve izim ekranna yeni men eklenmesi amacyla  bir adet MNU uzantl olarak hazrlanan programlarn ve veri dosyalarnn AutoCAD ortamnda birbirleriyle etkileimli bir ekilde almas ile elde edilmitir. 

3.2. Para Geometrisinin Girilmesi 
Kalp tasarmnn yaplabilmesi iin parann doru ve hatasz biimde izilmi olmas byk nem tamaktadr. Yaplacak kalplama ekli ve konumu dikkate alnarak para kat modelleme teknii kullanlarak izilmelidir. Kullanc kesme ve delme kalplarnda yaplabilecek her trl ekli girebilir. 
Program, parann ekli, kalnl, hacmi v.b. verileri izim ortamnda para zerinden karmaktadr. Bu srada, izim ekrannda bulunan btn nesneler seilerek ileme dahil edilir. Bunun iin kalplanacak para izildikten sonra program altrmadan nce ekranda para haricinde baka hibir izimin olmamas ve yaplan izimin kaydedilmi olmasgerekmektedir. Program altrldnda bir uyarmesaj vererek bu konuda tasarmcy ikaz eder. Yaplan izimin kaydedilmesi daha sonradan tasarm zerinde yaplacak deiiklikler iin kolaylk salayacaktr. 
H. Grn ve M. Nalbant 

3.3. erit Malzeme Yerleim Plan
erit malzeme yerleim plannn tasarlanmas esnasnda program tarafndan kullancya pim dayamalerit yerleimi, tek yan aklerit yerleimi, ift yan aklerit yerleimi, ift sralerit yerleimi ve tersyz erit yerleimi olmak zere be farkl seenek sunulmutur. erit tasarmnda program, paray kullancnn girmiolduu haliyle alr ve kesme paylarn da hesaba katarak para geometrisini yan yana yerletirmek suretiyle erit yerleim plann oluturur. Kesme paymiktar, nceden hazrlanm olan veri dosyasndan okutularak program ierisinde kullanlmaktadr. erit yerleiminin oluturulmas srasnda program, paralarsoldan saa doru sralamaktadr. 

3.4. stasyonlarn Seimi 
Kalplanacak para zerindeki deiik ilemler iin deiik istasyonlara ihtiya vardr. zellikle para zerindeki birbirine ok yakn olan delme ilemlerinin farkl istasyonlarda yaplmas gerekmektedir. Programda, parann ka istasyonda retilecei kullancnn seimine braklmtr. Tasarmcnn belirledii istasyon saysna bal olarak hangi istasyonlarda hangi ilemlerin yaplaca da yine tasarmcya sorulmakta ve operasyonlarn srasbelirlenmektedir. Tasarmcnn herhangi bir seim yapmamas durumunda program para zerindeki unsurlar eit aralklarla istasyonlara datmaktadr. Hazrlanan programda, istasyon says en fazla beolarak snrlandrlmtr. stasyon saysnn be olarak snrlandrlmasnn nedeni, delme kesme ilemlerinde genellikle be istasyonun yeterli olmas ve istasyon says arttka tasarmcnn da hata yapma olaslnn artmasdr. Seilen bu istasyonlar dii plakann, syrc plakann, zmba tutucu plakann tasarlanmasnda ve kalp sapnn tasarmnda ve yerletirilmesinde temel tekil etmektedir. 

3.5. Kesme Boluunun Belirlenmesi 
Kesme pay miktarlar ve kesme boluunun doru seilmesi kalpta ekonomiklik asndan nem arz etmektedir. Tek tarafl kesme boluu deerleri seilen malzemeye ve sac kalnlna bal olarak, daha nceden text modunda hazrlanarak kaydedilmiolan veri dosyasndan okutularak program ierisinde kullanlmaktadr. Programda farkl zelliklere sahip 214 adet sac malzeme eidi kullanlmtr [14]. 

3.6. Dii Plakann Tasarm
Dii plaka boyutlar kalplanacak parann ekline gre hesaplanr. Dii plaka ykseklii ise, kalplama ilemi iin gerekli olan pres kuvvetine bal olarak program ierisinde hesaplattrlarak tasarma aktarlr. Dii plakann tasarlanmas srasnda kesme dzl 3mmden ince saclar iin 3mm, 3mmden kaln saclar iinse sac malzeme kalnl kadar hesaplatlm ve kesme dzlnn bittii yerden itibaren dii plaka tabanna doru 1 lik bir boluk as verilerek dii plakann izimi yaptrlmtr. 
H. Grn ve M. Nalbant 

3.7. Syrc Plakann Tasarm
Syrc plaka boyutlarn program, dii kalp boyutlarna gre tayin etmektedir. Kenar mesafeleri, syrc plakann ykseklii ve erit malzeme kanalnn boyutlar yine parann ekline gre program tarafndan hesaplanmaktadr. Program bu hesaplamalar dikkate alarak syrc plakann izimini gerekletirmektedir. 

3.8. Zmbalarn Tasarlanmas
Programda kalp iin gerekli zmbalar kesme boluklar, zmba flambaj boylar ve istasyonlar da hesaba katlarak izdirilmitir. Zmbalarn ve yan aklarn st ksmlarna zmba tutucu plakaya sabitlenmelerini salamak amacyla, zmba tutucu plaka kalnlnn drtte biri kadar ve 45 ayla pah krlmtr. 

3.9. Zmba Tutucu Plakann Tasarm
Kalpta kullanlan zmbalarn ekli ve istasyonlar dikkate alnarak zmba tutucu plakann tasarmyaplmtr. Zmbalarn ve yan aklarn sabitlenmelerini salamak amacyla plakann st ksmna, zmba tutucu plaka kalnlnn drtte biri kadar ve 45 ayla pah krlmtr. 

3.10. Zmba Bask Plakasnn Tasarm
Tasarmda en kk zmba ap sac malzeme kalnlnn be katndan daha kk ise kalbn almas esnasnda zmbalarn arka ucunun st plakaya batmasna mani olmak iin kalp st plakas ile zmba tutucu plaka arasna 48 mm kalnlnda bir plaka konulmaktadr. Programda bu plakann kalnl 5 mm olarak alnmtr. Tasarmc isterse program ierisinde zmba bask plakasnn kalnln deitirebilmektedir. 

3.11. Balant Elemanlarnn Seimi 
Bu blmde, Balant Elemanlar ad altnda bir men oluturularak sac metal kalplnda kullanlan, standart cvata ve pim aplar verilmitir. Tasarmcnn seimine bal olarak cvata ve pimler, kalp kenarna olan en kk uzaklklar dikkate alnarak kalp zerine yerletirilmitir. Tasarmda gmme bal cvata kullanld varsaylarak, cvatalarn yerleimi ve kalp kenarna olan uzaklklarbuna gre hesaplanmtr. 

3.12. Kalp Sapnn Tasarm
Bu blmde, Kalp Sap ad altnda bir men oluturularak sac metal kalplnda kullanlan standart kalp sap aplar verilmi ve tasarmcdan birini semesi istenmitir. Tasarmcnn setii apa gre sap plakasndaki delikler kalp sapnn preste aklp, perinlendii varsaylarak belirlenmitir. Kalp sap koordinatlar, zmbalarn arlk merkezine gre belirlenmitir. 
Bilgisayar Destekli Ardk Delme-Kesme Kalb Tasarm

3.13. Tasarlanan Kalbn Grntlenmesi 
Grntleme mens yardmyla tasarmc oluturulan komple kalp setini veya tek tek kalp elemanlarnizim ekrannda grntleyebilir. Tasarmc men zerindeki Patlat butonunu seerek komple kalp setini, kalp elemanlarnn birbirinden belirli bir miktar ayrlm olarak grntleyebilir. Patlat butonu seildiinde, program bu ayrlma (patlatma) aralntasarmcdan istemektedir. Programda oluturulan btn kalp elemanlar farkl katmanlara atlmtr. Tasarmc arzu ettii halde k butonu ile grntleme mensnden karak, oluturulan bu katmanlar ap kapatmak suretiyle de kalp elemanlarn ve komple kalp setini grntleyebilir. 

3.14. Hesaplamalar 
Tasarmcnn seimine bal olarak program tarafndan hesaplanan parann alan, kesilen toplam evre uzunluu, koordinatlar, kalnl, kesme dayanm, ekme dayanm, tek tarafl kesme boluu, pres kuvveti, adm, atk malzeme oran, erit malzeme genilii, kesme paylar, syrc plaka kalnl ve dii plaka kalnl, en kk kesitli zmbann alan ve evre uzunluu, X ve Y eksenlerindeki atalet momentleri, zmba flambaj boyu ve kalp sapnn koordinatlar gibi deerler programda bir dosya ierisine kaydedilmitir. Ayrca, komple kalp setinin arl ve arlk merkezi AutoCAD ierisinde massprop komutu ile hesaplatlarak kaydedilmitir. Kalp setinin arlnn ve arlk merkezinin bilinmesi, kalp setinin tanmas srasnda byk kolaylk salamaktadr. Komple kalp setinin arl btn kalp elemanlarnn demir (Fe) olduu varsaylarak hesaplanmtr. 
Kullanc kalp tasarmn tamamladktan sonra men ubuundaki Kalip mensnden Hesaplamalar ksmnseerek yapt tasarmla ilgili hesaplamalara ulaabilir ve kalbn imalatsrasnda bu verilerden faydalanabilir. 



4. RNEK TASARIM 
ekil 3te gsterilen rn iin oluturulan tek sralerit yerleim planekil 4te ve oluturulan kalbn patlatlm grnts de ekil 5te gsterilmitir. erit malzeme olarak, Erdemir Kalite Numaras 6112, Standart Numaras DIN EN 10130-99 olan malzeme seilmitir. rnek sac metal rnn, program tarafndan oluturulan ve ekil 5te gsterilen tasarmna gre program tarafndan hesaplanan kalp verileri ekil 6da verilmitir. 












ekil 3. Para geometrisinin oluturulmasGazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 2, 2005 

Bilgisayar Destekli Ardk Delme-Kesme Kalb TasarmH. Grn ve M. Nalbant 

ekil 4. erit yerleim plannn oluturulmas

ekil 5. Oluturulan kalbn patlatlm grnts 

Ayrca, ekil 7de gsterilen karmak rnlerin erit yerleim plannn ve kalp tasarmlarnn oluturulmas iin de hazrlanan program kullanlmve baarl sonular elde edilmitir. 


ab 

cd 
ekil 7. KALTAS programnda kalplar tasarlanan rnler 


5. SONU VE TARTIMA 
Yaplan almada, katmodel olarak tasarlanan bir sac metal parann, erit yerleim plan, kalbn katmodel olarak tasarm ve kalpla ilgili hesaplamalar mmkn olduunca kullanc etkileiminden bamsz olarak retilmitir. Literatrdeki almalara oranla kullanc etkileimi nemli lde azaltlmtr. Kalbtasarlanacak parann, kat model olarak herhangi bir BDT/BD programnda izilebilmesi almann olumlu ynleri arasndadr. Hazrlanan program AutoCAD paket program altnda altndan dolay, dier paket programlarda oluturulan paralarn AutoCADte alabilecek bir formatta (dwg, dxf, igs, sat) kaydedilmesi, programn altrlabilmesi iin yeterli olacaktr. Hazrlanan programla, izilen rnler iin kalp tasarmnn kat model olarak yaplmas programn stnlkleri arasndadr. Ayrca program, erit yerleim plan, kalp tasarm ve hesaplamalar iin gerekli olan zaman en aza indirmek, tasarmcya kolaylk salamak ve hata yapma ihtimalini en aza drmek amacyla dzenlenmitir. Hazrlanan program kalp ile sac metal rnlerin tasarlanmas konusunda ok az deneyimi olan tasarmclarn bile rahatlkla kullanabilmesi mmkndr. Hazrlanan program, 
H. Grn ve M. Nalbant 
ardk delme-kesme kalplarnn tasarmna yneliktir. ekme, kabartma, bkme, dilme gibi sac metal ilemleri bu almada kullanlmamtr. Bu ilemler yaplan almann devam olarak gerekletirilebilir. Kat model olarak oluturulan kalba ait imalat resimlerinin karlamamas almann eksik ynleri arasndadr. 
erit yerleim plannn oluturulmas srasnda istasyonlarn seimi tasarmcya braklmtr. erit malzeme seimi, oluturulan malzeme ktphanesinden yaptrlmakta ve programa aktarlmaktadr. Hazrlanan program ile ekli ok karmak olan rnlerin dahi erit yerleimi, kalp tasarm ve hesaplamalar kolaylkla yaplabilmektedir.  



