Karmaşık yüzeylerin işlenmesinde çok sensörlü çevrimiçi durum izleme ve kontrol
Multisensor on-line condition monitoring and control of complex surface machining
Yazar: İNAYET BURCU TOPRAK
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA BAYHAN ; YRD. DOÇ. DR. MEHMET FATİH ÇAĞLAR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Talaşlı imalatta tezgâhlardan verimli bir şekilde yararlanabilmek, maksimum kalitedeki ürünleri sektöre sunabilmek için en uygun üretim şartlarının belirlenmesi ve tezgâhların izlenmesi önemlidir. Takımın aşınma değerini anlık takip ederek, yüzey kalitesini belirlenen toleranslar içinde tutmaya çalışan, tezgâh ve iş parçasına gelebilecek zararı önceden tespit eden sistemlere ihtiyaç vardır.Bu tez çalışmasında, Ti-6Al-4V süper alaşımının yüksek basınçlı soğutma koşulları altında düz ve profil frezeleme işlemi sensörlerle izlenmiştir.Çalışma üç bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, kesme hızı, ilerleme oranı, soğutma sıvısı basınç değeri dört farklı seviyede tanımlanmış ve Taguchi L16 ortogonal dizisi ile deney tasarımı yapılmıştır. Deney parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü (Ra) üzerindeki etkileri varyans analizi (ANOVA) ile incelenmiştir. Taguchi optimizasyonu ile elde edilen optimum deney parametrelerine göre (Vc= 90 m/dk, f= 0.05 mm/diş, P =300 bar) yapılan deney sonucunda en düşük yüzey pürüzlülüğü elde edilmiştir (Ra=0.32 µm).Sensörlerden alınan sinyallerle kesme parametreleri arasındaki korelasyon SPSS 19 paket programı ile belirlenmiştir. Sonuçlar literatürle paralellik göstermektedir.Ra için iki farklı regresyon denklemi oluşturulmuştur. Ra' yı tahmin etmek için SPSS Clementine 11.1 paket programı aracılığıyla farklı yapay sinir ağı yapıları tasarlanmıştır.Çalışmanın ikinci aşamasında keskin ve aşınmış takımlarla Ti-6Al-4V malzemesinde düz ve profil kesme işlemleri yapılarak akustik emisyon (AE), titreşim ve Fx kuvvet sinyallerindeki değişim araştırılmıştır. Deneylerde kesme hızı ve ilerleme oranı sabit tutularak, soğutma sıvısı basıncı değiştirilmiştir.Çalışmanın üçüncü aşamasında, ikinci aşamadaki deneylerde kaydedilen Fx kuvvet sinyallerine Dalgacık Dönüşümü (DD) uygulanmıştır. Elde edilen katsayıların incelenmesi sonucu aşınmış takım ile aşınmamış takımı ayıracak sınır değerler tespit edilmiştir. Bu sınır değerlerin duyarlılık ve seçicilikleri, alıcı işletim karekteristiği (ROC) eğrisi analizi ile belirlenmiştir.

Abstract:
Determination of the most approp riate production conditions and  monitoring of benches are important for getting benefits from chipped production benches and providing products of maximum quality to the sector. There is a need for systems that can monitor the instant status of abrasion value of the set and that can keep the surface quality within the predetermined tolerances and finally that can detect the possible damage to the bench and working part beforehand. In this thesis work, smooth and profil milling processes were followed under high pressure cooling conditions of the Ti?6Al?4V super alloy. The  study  consists  of  three  sections.  In  the  first  section,  cutting  speed, advancing rate and cooling liquid pressure value was defined in four levels and the experimental design was performed with Taguchi L16 ortogonal series. The effects of experimental parameters on surface roughness (Ra) were investigated with analysis of variance (ANOVA). According to the optimum experimental parameters obtained by Taguchi optimization (Vc= 90 m/dk, f= 0.mm/chapper, P =300 bar) the lowest surface roughness was obtained (Ra=0.32 ?m).The correlation between the signals obtained from sensors and cutting parameters was detected by SPSS 19 package program. The results are in parallel with literature. Different regression equation was performed for Ra. Different artificial neural network structures were designed by SPSS Clementine 11.1 package program for estimating Ra. In  the  second  section  of  the  study,  the  change  in  acoustic  emission  (AE), vibration and Fx force signals were investigated by smooth and profil cutting v processes  on  Ti?6Al?4V  with  the  sharp  and  abrasion  sets.  Cutting  speed  and advancing rate were kept constant and the cooling liquid pressure was changed. In the third section of the study, Wavelet Transform was applied to the Fx force signals  recorded  in  the  experiments  of  the  second  section.    At the  end  of examining the constants obtained, the limit valves to distinguish abrasion and non?abrasion set were obtained. The sensitivity and selectivity of these limit valves  were  determined  by  receiver  operating  characteristic  (ROC)  curve analysis.