MILLING FORCE ESTIMATION BASED ON SPINDLE MODEL

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: BATUHAN ALTINEL

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hakan Çalışkan

Eş Danışman: Umut Orguner

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez, motor akımları, voltajları ve açısal enkoder geri bildirimi gibi içsel sinyalleri kullanarak frezeleme kesme kuvvetlerinin gerçek zamanlı tahmini için bir yöntem önermektedir. Yaklaşım, elektrik alt sistemi bir AC indüksiyon motorunu içeren ve mekanik alt sistemi iki ataletli bir sistem olarak temsil edilen bir iğ modeli üzerine kuruludur. Bilinmeyen motor parametreleri geleneksel yöntemlerle, mekanik alt sistemin bilinmeyen parametreleri ise frekans yanıt testleri ile belirlenmiştir. Genişletilmiş Kalman Filtresi, takım-iş parçası etkileşimi hakkındaki geometrik bilgileri sistem dinamikleriyle birleştirerek kesme kuvvetlerini tahmin eden bir gözlemci olarak kullanılmaktadır. Beş farklı tahmin yöntemi geliştirilmiştir. İlk yöntem tüm iğ modelini kullanmakta, ikinci yöntem senkron olmayan ölçümleri ele almakta, üçüncü yöntem yalnızca mekanik alt sisteme odaklanan indirgenmiş bir model uygulamakta, dördüncü yöntem ise kesme geometrisinin bilinmediği durumları ele almakta ve beşinci yöntem zamanla ölçüm sapmalarını telafi ederek dayanıklılığı artırmaktadır. Yöntemler, Deckel CNC freze tezgahı üzerinde uygulanmış ve doğrulanmıştır. Çeşitli proses parametreleri altında, farklı çap ve diş sayısına sahip takımlar kullanılarak performans ve dayanıklılık değerlendirilmiştir. Sonuçlar, bu tahmin yöntemlerinin pratik kesme işlemleri için etkili ve uyarlanabilir olduğunu göstererek önerilen yaklaşımın endüstriyel ortamlarda gerçek zamanlı uygulamalara uygunluğunu vurgulamaktadır.