Geri Dön

Kinematic and dynamic modeling of grinding processes

Taşlama süreçlerinin kinematik ve dinamik modellenmesi

  1. Tez No: 488372
  2. Yazar: MERT GÜRTAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ERHAN BUDAK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 121

Özet

Taşlama ve benzeri üretim süreçlerinde aşındırıcı malzemelerin kullanımı, özellikle havacılık, otomotiv ve biyomedikal endüstrisinde gerekli olan yüksek yüzey kalitesi veya işlenmesi zor malzemeler üretiminde artmaya devam etmektedir. Bu süreçlerde kullanılan aşındırıcı takımların karmaşık geometrik yapıları, diğer üretim yöntemlerine göre büyük farklılık göstermektedirler. Talaş kaldırma operasyonlarındaki kararsızlık, üretim hacmine etki eden kritik engellerden birisidir ve elverişsiz iş parçası kalitesine neden olur. Taşlama işlemleri genelde son yüzey oluşturma işlemleriyle ilişkilendirilir ve son yüzey oluşturma oluşturma işleminde iş parçası üzerinde gerçekleşicek takım tırmalası kötü bir yüzey pürüzlülüğüne neden olucaktır. Bu nedenlerden ötürü, taşlama operasyonlarında geleneksel deneme yanılma yöntemleriyle istenilen kalite ve performans elde edilmesi oldukça zaman alıcı, masraflıdır hatta bazı durumlarda mümkün değildir. Bu tezin amacı ve hedefi, analitik ve deneysel yöntemlere dayanan süreç modelleri oluşturup, bu süreçlerin analizinde etkili bir şekilde kullanılabilmek ve aşındırıcı operasyonların performansını artırmak için en uygun süreç parametrelerinin seçilip kullanılmasıdır. Bu çalışmada taşlama için geometrik-kinematik model adlı yeni bir simülasyon yöntemi geliştirilmiştir. Geometrik kinematik model, taşlama taşı üzerindeki aşındırıcı parçacıklarının ve iş parçası yüzeyinin mikro etkileşimlerini simüle ederek taşlama kuvvetlerinin ve iş parçasının yüzey pürüzlülüğünün tahminini sağlar. Freze analojisi ve taşlama taşı yüzeyinde tek tek aşındırıcı parçacıkların normal dağılımı kullanarak aktif parçaların belirlenmesi, dolayısıyla aşındırıcı başına talaş kalınlığı hesaplanması da mümkündür. Dinamik talaş kalınlığı hesaplaması ve rejeneratif etki kullanılarak bir zaman kümesi simülasyonu oluşturulmuştur. Kararlılık bölgeleri, zaman kümesi simülasyonları ve analitik model tahminleri aracılığıyla belirlenir. Simülasyon sonuçları deney veriler ile karşılaştırılarak doğrulanır.

Özet (Çeviri)

The use of abrasive tools in grinding and similar manufacturing processes continues to increase in the production of high surface quality or difficult to process materials used in especially aviation, automotive and biomedical industry. The complicated geometric structures of the abrasives used in these processes show significant differences with the tools in other machining processes. Instability in material removal operations has been one of the critical obstacles in manufacturing, hindering productivity as well as resulting in unfavorable workpiece quality. Abrasive processes are often associated with finishing operations, aimed to give workpiece a final geometry and surface condition which makes chatter even more critical in grinding. For these reasons, it is quite time-consuming, costly, and in some cases impossible to achieve the desired quality and performance with conventional trial and error methods in abrasive processes. Process models based on analytical and experimental methods constitute the aim and goal of this thesis as they can be used effectively in the analysis of these processes and in selecting the most appropriate process conditions to increase the performance of abrasive processes. In this study, a new simulation method named geometric-kinematic model has been developed for grinding. The geometric-kinematic model provides the prediction of grinding forces and surface roughness of the workpiece by simulating the micro-interactions of the abrasive particles and the workpiece surface. Using the milling analogy and the normal distribution of the individual grits on the wheel surface, determination of active grits hence the chip thickness calculation per grit is also possible. A time-domain simulation is constructed employing the regenerative effect by utilizing the dynamic chip thickness calculation. The stability regions are determined through time domain simulations and analytical model predictions. The simulation results are compared and verified by experimental data.

Benzer Tezler

  1. Antropomorfik robotların dinamiği ve adaptif kontrol uygulamaları: Matlab/Simulink modelleme

    Anthropomorphic robot's dynamics and adaptive control applications: Matlab/Simulink modeling

    MUHAMMET ÖZTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ELBRUS JAFAROV

  2. İşbirlikçi robotların haptik arayüzlerle teleoperasyonu

    Haptic teleoperation of cooperating robots

    ÖMER FARUK ARGIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU

  3. Development of high performance grinding process using hybrid redundant manipulator

    Hibrit artık robot kolu kullanarak yüksek performanslı taşlama işlemi geliştirmesi

    MASOUD LATIFI NAVID

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN

  4. Force control of Stäubli RX-160 manipulator

    Stäubli RX-160 manipülatörünün kuvvet kontrolü

    SERHAT AKBAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU

  5. Staubli RX160 manipülatörün sensörsüz kuvvet kontrolü

    Sensorless force control of Staubli RX160 manipulator

    ONUR TAŞKIRAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU