Tornalama işlemlerinde takım aşınmasının bulanık mantıkla ve yapay sinir ağlarıyla tahmini


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: AIDIN SALİMİASL

Danışman: AHMET ÖZDEMİR

Özet:

Talaş kaldırma süresince izlenmeyen takım aşınması, artık parça sayısını artırmakla beraber, aynı zamanda takım zayıflamasının sonucu olarak takımın kırılmasına ve pahalı sistemlerde maliyeti yüksek hasarlara yol açabilmektedir. Bu çalışmada, takım yanak aşınmasını tahmin etmek için kuvvet, titreşim ve zamana bağlı modeller türetilmiştir. Talaş kaldırma işlemi; SAE 4140 malzemesi, SANDVIK TNMG 16 04 04-QM H13A kesici ucu, üç farklı kesme hızı (110, 135, 160 m/min), üç farklı ilerleme oranı (0,17; 0,22; 0,27 mm/rev) ve üç farklı talaş derinliği (0,75; 1,25; 1,75 mm) kullanılarak yapılmıştır. Deneysel çalışma, Johnford TC-35 CNC takım tezgâhı kullanılarak ve tam faktöriyel deney tasarım yöntemi uygulanılarak, dört farklı takım yanak aşınması aralıklarında (başlangıç, 0,1; 0,2; 0,3 mm) gerçekleştirilmiştir. Veriler toplandıktan sonra, takım yanak aşınması tahmin sistemleri MATLAB yazılımı ortamında geliştirilmiştir. Tahmin işlemlerinin geliştirilmesinde; kesme parametreleri, kesme kuvveti, titreşim genliği ve zaman girdi olarak kullanılmıştır. Tahmin işlemleri tasarımında; bulanık mantık, yapay sinir ağları ve analitik yöntemleri ayrı ayrı geliştirilmiş ve bu önerilen tahmin modellerinin verimliliklerinin belirtilmesi için birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Kıyaslama sonucunda, takım yanak aşınmasının tahmini için, bulanık mantığın ve yapay sinir ağlarının ve izlenmesi için matematiksel modellerin uygun olduğu tespit edilmiştir. Doğruluk ve güvenilir olma açısından en uygun yöntemlerin sırasıyla, YSA, bulanık mantık ve matematiksel modeller olduğu görülmüştür. Maliyet, deney sayısı ve uygulanabilir olma açısından en uygun yöntemler ise sırasıyla, bulanık mantık, YSA ve matematiksel modeller olacağı öngörülmüştür. Kesme kuvvetinin tahmini için en uygun yöntemin sırasıyla YSA, bulanık mantık ve matematiksel modellerin olacağı ispatlanmıştır. CNC takım tezgâhının tahrik sisteminin modellenmesi sonucunda elde edilen sensörsüz izleme sistemi göz önüne alınarak, takım yanak aşınmasının izlenmesi için ilerleme ve mil motorlarının akım değerlerinin güvenilir şekilde olarak kullanılabileceği yapılan benzetimle ortaya konulmuştur.