Çok eksenli işleme merkezleri için akıllı takım sisteminin tasarımı ve kontrolü
Design and control of intelligent cutting tool system  
for multiaxis machining
Yazar: OKAN ORAL
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA BAYHAN ; YRD. DOÇ. DR. OĞUZ ÇOLAK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Talaşlı imalatın hedefi maksimum takım ömrü, kısa üretim zamanı ve az maliyetle, iyi kalitede yüksek üretim miktarı elde etmektir. Bu hedefe ulaşmak için hata tespit ve tahmini büyük öneme sahiptir. Frezeleme anında oluşan mekanik titreşimler, işlenen parçanın yüzey kalitesinin bozulmasına sebep olmaktadır. Bu titreşimleri algılamanın eşzamanlı yapılması, hata oluşmadan önlemlerin alınabilmesine olanak sağlayacaktır. Yapılan bu çalışmada, takım ucunda meydana gelen titreşimlerin eş zamanlı izlenmesinde kullanılacak bir akıllı takım sistemi geliştirilmiş ve frezeleme işlemi sırasında, kesici takımda oluşan mekanik titreşimlerin yüzey kalitesi üzerindeki etkileri deneysel olarak belirlenmiştir. Takım içerisine yerleştirilmiş olan mikro elektro-mekanik sistem(MEMS) ivme sensöründen elde edilen titreşim verileri, kablosuz veri iletim modülleri kullanılarak, uzaktaki bir bilgisayara aktarılmıştır. Geliştirilen yazılımla, alınan veriler eşzamanlı olarak izlenebilmekte, kayıt altına alınabilmekte ve veri analizlerinin yapılabilmesini sağlayabilmektedir. Yapılan denemelerde titanyum (Ti6Al4V) iş parçası kullanılmış ve yüzey pürüzlülüğü için dört farklı seviyede parametreler belirlenmiştir. Bu parametreler dikkate alınarak, ortalama yüzey pürüzlülüğü değerleri için regresyon analizleri yapılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, titreşimin ve ilerleme oranının artışı ile ortalama yüzey pürüzlülük değerlerinin (Ra) arttığı gözlemlenmiştir. Geliştirilen akıllı takım sisteminin minyatür boyutta, düşük maliyetli, düşük güç tüketimli olması, dönen aygıtlara takılabilmesi ve sorunsuz çalışması bu çalışmanın önemini göstermektedir. Bu tip akıllı sistemlerin imalat sanayinde kullanımının yaygınlaşması, imalat esnasında oluşan sorunların daha kolay tespit edilebilmesinde ve bu sayede üretim sürecinin hızla iyileştirilmesine yönelik çözüm önerilerinin sunulmasında faydalı olabileceği düşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: Talaşlı imalat, akıllı takım sistemi, MEMS titreşim sensörü,kablosuz veri iletimi.2013, 100 sayfa

Abstract:
The aim of machining is to get high quality and quantity of production with low production cost, decrease the production time and maximize production tools life. Here, fault detection and estimation is very crucial to achieve these entire things. Mechanical vibrations that occur during the milling, negatively effects the surface quality of processed part and it is critically important to detect these vibrations simultaneously. Because this real time process can help operators to prevent failures before they happen. In this study, we have developed a smart detection tool, which can be used for detecting milling vibrations simultaneously, and the effects of mechanical vibrations on the surface quality have been experimentally observed with developed tool. The smart detection tool collects the vibration data with micro electro-mechanic system (MEMS) accelerometer and the collected data is transferred to computers simultaneously via ZigBee wireless communication technology. During the runtime, transferred data can be interpreted and analyzed by software, which is developed for this purpose as a part of this project. To evaluate smart detection tools and vibration effects, Ti6A14V alloy was processed with 4 different settings and all statistical analysis were done based on these processing parameters. It was found that surface roughness (Ra) were effected by vibration and feed rate. Increasing of these two parameters also increased the Ra. Minimal size of developed tool, low cost, low power consumption and be able to use with milling show the importance of this study. It is believed that developing and using smart tools in manufacturing industry could be useful to detect errors occur during production and so that enhance production cycle.Keywords: Machining, smart tool system, MEMS accelerometer, wireless data transmission.2013, 100 pages