Kauçuk metal burçların stres giderilmesi sonrası dairesellik ölçümlerinin yapılması için test sisteminin geliştirilmesi
Development of a test system to make circularity measurements of rubber metal bushes after stress relief
Yazar: MUHAMMED ABDULLAH ÖZEL
Danışman: PROF. DR. CEMİL SUNGUR
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Burç = Zodiac ; Dairesel veriler = Circular data ; Denetim = Control ; Kauçuk = Rubber

Özet:
Süspansiyon sisteminin önemli parçalarından olan kauçuk metal burçlar, araçlarda sürüş sırasında maruz kaldığı titreşim ve gürültülerin minimuma indirilmesi için özel olarak tasarlanmış olan konfor ve aynı zamanda emniyet yapıları olarak ifade edilir. Üretim sonrası kauçuk metal parçaların daireselliğin bozulması, sıkı geçme ile yerleştirilmesi aşamasında boyutsal toleransların sağlanması ve sıkı geçme şartları elde edilerek parçalarda oluşabilecek hataları daha erken tespit edip, oluşabilecek bu hataları en aza indirgemek amaçlanmaktadır. Kauçuk metal parçalar üretim sonrası dairesellik kontrolleri manuel bir şekilde gerçekleştirildiğinden parçada oluşabilecek hatalar gözden kaçabilmektedir. Diğer taraftan çaplama işleminin kauçuk-metal bağlantı dayanımına ve dolayısıyla burcun mekanik özelliklerine etkisi görülür. Bu sebepten dolayı kauçuk metal burçların stres giderilmesi sonrası dairesellik ölçümü kontrolünün otomatik bir şekilde sağlanması ve operatör hatasının önüne geçilerek daha doğru ve kararlı bir şekilde ölçümlerin yapılmasını sağlamaktadır.
 İlk etapta envanterde bulunan burçlardaki tolerans değerleri belirlenerek burç çeşitliliğine göre tasarım modüler olarak sağlanmıştır. İkinci olarak sistemin ön tasarımı, malzeme seçimleri, kullanılacak olan lazer sensör, servo motor ve motor sürücü, Raspberry Pi-4, endüstriyel tip kamera ve kontrolcü olarak PLC ve HMI belirlenmiştir. Derin öğrenme ve görüntü işleme algoritmaları ile lazer dairesellik ölçümleri, burç daireselliği referans alınarak doğrulanmakta ve daireselliğin bozuk veya deforme olduğu noktalar tespit edilmekte, HMI ekran üzerine hatalı bölge aktarılmaktadır. Lazer sensörler burç envanterine göre yükseklik ayarı hatasız olarak yapılacak şekilde aparatlandırılmıştır. Üçüncü olarak sistemin montajı ve ön seri denemeleri yapılmıştır. 
Bu çalışma ile kauçuk metal burçlarda dairesellik hataları kontrolü sağlanarak üretim sonrasında karşılaşılacak olan sorunların giderilmesi ile kaliteli bir üretimin sağlanması, ayrıca burçlarda dairesellik ölçümleri mekanik olarak ölçüldüğü için hata payı operatörden alınıp daha kesin bir çözüm sunarak doğru sonuçlar elde edilmesi sağlanılmıştır. Bu çalışma ile ölçümler lazer sensör, görüntü işleme ve derin öğrenme sayesinde %90 daha hassas bir şekilde ölçümü gerçekleştirilebilmektedir. Lazer ile ölçüm yöntemi endüstriyel olarak geniş bir kullanıma sahiptir. Bununla birlikte uygulamada, süspansiyon sistem bileşenlerinden olan burçların lazerle ve derin öğrenme yöntemi ile ölçümüne rastlanılmamıştır. Çalışmanın başarı ile tamamlanması ile üretimin tüm aşamalarına yaygınlaştırılabilmesi için yeni çalışmaların başlatılma potansiyeli sağlanılmıştır.

Abstract:
Rubber metal bushings, which are one of the important parts of the suspension system, are expressed as comfort and safety structures that are specially designed to minimize the vibrations and noises that vehicles are exposed to while driving. It is aimed to detect the errors that may occur in the parts earlier by obtaining tight fit conditions and to minimize these errors that may occur in the process of breaking the circularity of the rubber metal parts after the production, placing them with tight fit. After the production of rubber metal parts, the circularity checks are carried out manually so that the errors that may occur in the part can be overlooked. On the other hand, the effect of the diametering process on the rubber-metal connection strength and thus on the mechanical properties of the bush is observed. For this reason, automatic control of circularity measurement after stress relief of rubber metal bushings prevents operator error and provides more accurate and stable measurements.
 At the first stage, the tolerance values of the bushings in the inventory were determined and the design was provided modularly according to the bushing diversity. Secondly, the preliminary design of the system, material selections, laser sensor to be used, servo motor and motor driver, Raspberry pi-4, industrial type camera and PLC and HMI as controller were determined. With deep learning and image processing algorithms, laser circularity measurements are verified with reference to the circularity of the bush, and spots where the circularity is corrupted or deformed are detected, and the faulty area is transferred to the HMI screen. Laser sensors are equipped in such a way that the height adjustment can be made without error, according to the bushing inventory. Thirdly, the system was assembled and pre-series trials were carried out.
With this study, it was ensured that the circularity errors in rubber metal bushings were controlled and that the problems to be encountered after the production were eliminated and a quality production was ensured, and accurate results were obtained by providing a more precise solution by taking the margin of error from the operator. In the current system, circularity measurements in rubber bushings can be measured mechanically. With this study, measurements can be performed with 90% more precision thanks to laser sensor, image processing and deep learning.. Laser measurement method has a wide usage in industrial. However, in practice, laser and deep learning measurement of bushings, which are suspension system components, has not been encountered. With the successful completion of the study, the potential to initiate new studies has been provided so that it can be extended to all stages of production.