Kinematic and dynamic modeling of grinding processes
Taşlama süreçlerinin kinematik ve dinamik modellenmesi
- Tez No: 488372
- Danışmanlar: PROF. DR. ERHAN BUDAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS JAFAROV
- İşbirlikçi robotların haptik arayüzlerle teleoperasyonu
Haptic teleoperation of cooperating robots
ÖMER FARUK ARGIN
Doktora
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- 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
2018
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN
- Force control of Stäubli RX-160 manipulator
Stäubli RX-160 manipülatörünün kuvvet kontrolü
SERHAT AKBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU
- Staubli RX160 manipülatörün sensörsüz kuvvet kontrolü
Sensorless force control of Staubli RX160 manipulator
ONUR TAŞKIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU