Mori Seiki, "Ağırlık Merkezinden Hareket" (DCG: Driven at the Center of Gravity) prensibi ile çalışan yatay ve dik işleme merkezlerinin tasarımını yaptı. Bu tasarım dünya çapında ödüller aldı. Şimdi bu prensip hakkında detay bilgi verelim.

1. “Ağırlık Merkezinden Hareket” Prensibi

“Ağırlık Merkezinden Hareket” prensibi sayesinde işleme süresi azalır, kesim kalitesinde daha fazla hassasiyet ve bu sayede daha kaliteli yüzey elde edilir. Bir şeyi hareket ettirmek istiyorsak, onu ağırlık merkezinden ittirmemiz gerektiğini herkes bilir, aksi taktirde dönecektir ve hareket yönü belli olmayacaktır. “O halde merkezden ittir” prensibi takım tezgahlarına uygulandığında, ki takım tezgahı vidalı mil ve lineer motor sayesinde takımları ve iş parçalarını hareket ettirirler, hiçbir sorun ile karşılaşılmaz, ancak bu her zaman doğru değildir. Peki neden? Dik işleme merkezinde, fener milinin yukarı-aşağı hareket ettiği ekseni örnek alalım. Fener milinin ağırlık merkezi, fener milinin ağırlık merkezinin kendisidir, fakat oraya bir vidalı mil koyamazsınız.

Diğer yandan, yatay işleme merkezinde tablanın ileri geri hareket ettiği ekseninin ağırlık merkezi, ağır bir iş parçasının tabla üzerinde bulunduğu sırada, tablanın yüzeyinden bir miktar yukarıdadır. Buraya da vidalı mil koyma şansımız yoktur.

Çözüm? Mori Seiki bu sorunu, iki yandan tahrik noktası bulundurarak çözmüştür. İki vidalı milin ortasını birleştiren doğru, hareket eden objenin ağırlık merkezinden geçer.

2. Eksenel hareket esnasında vibrasyon

Peki, tam olarak “Ağırlık Merkezinden Hareket” prensibiyle çalışmanın avantajları nelerdir? Tek sözle anlatılabilir: Daha az vibrasyon. 3 no’lu grafik, Ağırlık Merkezinden hareketli olan ve standart olan tezgahlardaki vibrasyon farkını gösterir. Aradaki fark çok büyüktür.

3: Vibrasyonun nesi kötü?

4 no’lu figür vibrasyonun zamana bağlı değişim grafiğidir. “Ağırlık Merkezinden Hareket” li tezgahtaki vibrasyonun nasıl sönümlendiği, yanı sıra, sıradan tezgahın çok daha uzun süre vibrasyona maruz kaldığı açıktır.

Vibrasyon altındaki tezgahın bir yanında takım ve iş parçası bağlıdır. Açıkçası, vibrasyon işlenen yüzeyin kalitesini ters olarak etkileyecektir.

Buna ek olarak, takım ve iş parçası vibrasyon altındayken, takım iş parçasına girerse, takım ucu kısa sürede aşınır. Takım ömrünün doğal düşmanı vibrasyondur.

Bundan daha büyük bir problem de var. Tezgah vibrasyon altındayken, CNC kontrol ünitesi, yüklenen bilgiler ışığında sapmalara telafi etmeye çalışacaktır ve ilerleme motoru vasıtasıyla bunu düzeltmeye çalışacaktır. Bu, tabii ki, çoğu durumda daha fazla vibrasyona sebebiyet verecektir. Mühendisler bu etkiyi çok iyi bilirler ve bu yüzden CNC ünitesini daha az hassasiyete ayarlarlar, daha az tepki versin diye daha az hassas olsun diye CNC üniteyi ayarlarlar. Diğer bir deyişle, CNC kontrol ünitesini küçük değişimlere karşı duyarsız kılınmışlardır.Bunun sonucu olarak, hassasiyetten ve hızdan kaybedilmektedir. O halde, vibrasyon hassasiyetin ve işleme zamanının doğal düşmanıdır.

4: Neden Lineer Motor?

Lineer motor, vidalı miller torsiyon merkezi karakteristiği göstereceğinden, takım tezgahlarının dinamik karakteristiğinin ana belirleyicisidir. “Ağırlık Merkezinden Hareket” prinsibiyle kıyaslandığında, gerçek durum bu mudur? 5 no’lu grafikte 3. no’lu grafiğe kıyasla lineer motor farkı vardır. Lineer motor etkileri “Ağırlık Merkezinden Hareket” tasarımına sahip olanlara kıyasla ihmal edilebilir değerdedir.

5: İşleme yüzeyi kalitesinin iyileştirilmesi

“Ağırlık Merkezinden Hareket” prensibinin işleme yüzeyi kalitesine katkısı vardır. Bu savı irdeleyelim: Radyuslu yüzeylerin işlenmesi, kalıp işlemenin asıl kısmıdır. Radyuslu yüzey, poligonik çizgilerin bir ileri safhası olarak düşünülebilir. Hareket yönü, yol boyuncaki her köşede belirgin bir şekilde değişir. Yöndeki değişiklik bariz olsa bile, hız kesmeden hareket için, yüksek ivmelenme gerekir. İvmelenmenin başladığı her noktada, döngüsel vibrasyon tahrik noktası ve oluşan ağırlık merkezi arasındaki mesafeyle doğru orantılıdır. İşleme noktasından, cep kenarına doğru, alt tarafa ulaşır ve aniden yön değişir. Stabil olmayan yollar, işleme noktalarının ani yön değişikliklerin izleridir. Diğer taraftan, “Ağırlık Merkezinden Hareket” işlenen yüzeyin kalitesine olumsuz etkinin tam kalbine iner. Diğer bir örnek de, bu tip bir ani yön değişikliği dairesel kesim esnasında, geriye doğru kesimdir. Bu problem takımın parçaya 0°, 90°, 180° ve 270° girdiğinde hasıl olur.  Kolay bir şekilde çap düzeltme yapan parmak freze kafası kontör işlemeden delik işlemeye geçerken dairesellik önem kazanır. “Ağırlık Merkezinden Hareket” teknolojisi dairesellik değerini de iyi hale getirir.

6: İşleme süresinin azalması

“Ağırlık Merkezinden Hareket” işleme zamanını azaltmakta önemli bir faktördür. “Ağırlık Merkezinden Hareket” prensibi ile üretilen tezgahlarda, ivmelenmenin başladığı anda –ki bu tezgahlar kalkış anında tam ivmeyle hızlanabilirler- vibrasyon çok azdır. Bu yenilik sayesinde, işleme süresi azalır. Bu teknolojiyle üretilmeyen tezgahlar, ivmelenmeye başladıklarında çok fazla vibrasyona maruz kalabileceklerinden adım adım ivmelenme olmalıdır.

7 no’lu figür, “Ağırlık Merkezinden Hareket” prensibinin olmadığı tezgah üstte ve diğeri ise alttadır. Mavi ile gösterilen zaman grafiği, ivmelenme başladığında, maksimum ivmeye ulaşılan zaman farkını gösterir ve maksimum hıza ulaşırken geçen zamanlar arasında büyük fark vardır.

7: Kazanç

Tüm eksenlerde “Ağırlık Merkezinden Hareket” prensibine gerek var mı?  “Ağırlık Merkezinden Hareket” teknolojisinin çıkış noktası, eksen hareket ettiğinde oluşan vibrasyonu azaltmaktır. Hareket ettirilen objenin ağırlık merkezi ile hareket ettirilen yerler aynı değilse, vibrasyon oluşur. Bu iki nokta yakın ise, o zaman bu teknolojiye gerek yok. Bu durumda “kazanç” önem arz ediyor. Daha detaylı inceleyelim. Kazanç, tezgah hareketinin hassasiyetini kontrol etmek için kullanılan parametredir. Kazanç ne kadar büyükse, kontrol talimatları çerçevesinde tezgah daha hassas hareket eder. Bazı tezgahlarda, bu talimatlara uyulamadığı için harekette büyük değişimler olur. Tezgah tasarımcıları, iyi tezgahlarda kazancın “yüksek” tutulabileceğini ve kötü tezgahlarda da bunun mümkün olmayacağını bilirler, bu yüzden “kazanç”ı iyi ayarlamaya çalışırlar. “Kazanç”ın seviyesi tezgahın ilgili eksenine bağlı olarak değişir. Bazı eksenlerde yüksek kazanç sağlanır, bazılarında sağlanmaz.