Özet:
Günümüzde herhangi bir endüstriyel ürünün ortaya çıkarılışında, tasarım, imalat,
ölçme sistemleri ve kalite yönetimi süreçleri birbiriyle içi içe geçmiş olup sıkı bağlarla
bağlanmış durumdadır. Bu bağlar zaman içinde daha da güçlenerek fonksiyonel hale
gelmiş ve sağlanan gelişmeler son yıllarda ortaya çıkan Endüstri 4.0 devriminin de
temelini oluşturmuştur. Sanayi kuruluşlarının söz konusu fonksiyonel bağları kurma ve
veri tabanlarını güçlendirme yönündeki çabaları ne ölçüde amacına ulaşabilmiş ise,
çağın gerisinde kalma tehlikesinden de o ölçüde uzaklaşmaları mümkündür. Bu bakış
açısının baskın şekilde görüldüğü sektörlerden birisi de otomotiv olduğundan, tez
çalışmasının uygulama alanı buradan seçilmiştir. Buna yönelik olarak, yapılacak
çalışmalar için seçilen şasi grubunda, sac parçaların şartnamesi ile uyumlu tolerans ve
istatistiksel tolerans analiz yöntemleri ile şekillendirme sonucu oluşan geri esnemeler
ve kaynak sonrası distorsiyonlar ele alınmaktadır. Kaynak öncesi ve sonrasında ortaya
çıkan tüm sapmalar ile parçaların tasarım kriterleri ve proses parametreleri hep birlikte
değerlendirilerek bir yaklaşım metodu kurulmaktadır. Böylelikle ölçü ve biçim
sapmalarının toplamının önceden tahmini hedeflenmiş bulunmaktadır. Kurulan
yaklaşım metodu, analiz ve uygulamalardan gelecek yeni parametrik değerlerin
yüklenmesi ile sürekli iyileştirilebilir bir zeminde akıllı sistemlere doğru terfi edebilecek
yapıdadır. İşletme içinde de, seri imalattan alınacak sürekli geri beslemeler ile kurulan
metodun sürdürülebilirliği ve aynı zamanda yeni grup ve parçalar açısından
adaptasyonu sağlanabilecek durumdadır. Metodun, söz konusu çıkış noktasından
hareketle; Endüstri 4.0 bağlamında diğer unsurlar ve yöntemler ile ilişkilendirilebileceği
görülmektedir.
Teknolojik ve finansal kısıtlamalardan dolayı, imalat proseslerinin uygulanışı esnasında
nominal ölçüleri sağlamak mümkün olamamaktadır. Bu yüzden başarılı bir montaj için
toleranslandırma çok büyük önem taşımaktadır. Kompleks parçalar ile montajlı gruplar
için toleransları tasarım aşamasında belirlemek zor bir iştir. Çünkü, tasarım sırasında
öngörülebilecek ve imalat sırasında realize edilebilecek olanları iyi belirleyebilmek;
bilgiye olduğu kadar aynı zamanda tecrübeye de dayanmaktadır. Küçük ölçü ve biçim
sapmaları kümülatif birikime uğrayarak, montaj sırasında ortaya çıkan son toleranslara
uyulamamasına yol açabilmektedir. Bu tez çalışmasının yapılış amaçlarından başta
geleni, gerek geometrik ve gerekse de kaynak prosesi tasarımları esnasında söz konusu
son aşamayı önceden tahmin ederek tasarımcıya bir çıkış yolu bulmaktır. Günümüzde
belirli yüzeyler için yaklaşım modelleri bulunsa da, montajda toleransı direkt olarak
temsil eden bir matematiksel model henüz mevcut değildir.
Tez çalışmasındaki uygulamalar için sac parçalar ele alındığı için sapmaları etkileyecek
olan en büyük iki etken, şekillendirme sonrası geri esnemeler ile punta kaynağı sonrası
distorsiyonlardır. Şekillendirme sonrası biçim sapmaları tarama yöntemi ile elde edilip
bu veriye analiz yolu ile elde edilmiş kaynak distorsiyonları da eklenebilir. Bu safhada
distorsiyonlar ile kaynak parametreleri arasında bulunacak matematiksel bağıntı
kullanılacak olup bu parametre sınırları belirli testlerle tespit edilmiş bulunacaktır.
Tez çalışmalarının ikinci kolu, hiçbir düzeltme çabasına girmeden, montajı oluşturan
parçaların imalattan çıkan sapmalarını olduğu gibi kabul edip bunların optimum toplam
sapmayı sağlayabilecek şekilde kendi aralarındaki eşlenmelerini sağlamaya
dayanmaktadır. Dolayısıyla, parçaların ölçümlerinden elde edilecek tekil sapma dataları
kullanarak bileşik (kümülatif) toleransı optimize edebilecek bir yazılım hazırlanmış
bulunmaktadır. Bunu sağlayacak şekilde oluşturulan yazılım, tekil parçaları İstatistiksel
Tolerans Analiz Yöntemlerine göre eşlendirmekte ve kaynak öncesinde montaja hazır
gruplamalar ortaya çıkmaktadır.
Tez çalışmalarının sonunda ortaya konan sistemin mekanizasyonu tasarlanıp prototipi
de imal edilerek çalışır duruma getirilmiştir. Bu sistemin patent başvurusu yapılmış
bulunmaktadır.
Sonuç olarak, yapılan tez çalışması toleransları, geometrik ölçü ve biçim ile kaynak
proses parametrelerini usulüne ve standartlarına uygun bir şekilde bütünleşik halde
tasarlamayı sağlayacaktır. Bununla da kalmayıp, elde mevcut olan imalatın kalite
realitesinden hareketle, mevcut tekil toleranslardan grupsal optimum bileşik toleransa
geçebilmeyi de mümkün kılmaktadır. Yukarıda da belirtildiği gibi, teklif edilen bu
sistemlerin doktora sonrasında sürdürülecek çalışmalar ile akıllı hale getirilmesiyle,
ülkemiz imalat sanayisinin Endüstri 4.0 devrimini yakalaması yolunda yardımcı olması
amaçlanmaktadır.