Endüstriyel tip bobin sarım cihazının prototip tasarımı, analizi ve gergi kontrolü
Prototype design, analysis and tension control of industrial type coil winding device
- Tez No: 928068
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİR ESİM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bobin Sarma Makinası, Gergi Kontrol, Yapısal Analiz, Kontrol Algoritmaları, Coil Winding Machine, Tension Control, Structural Analysis, Control Algorithms
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Endüstriyel üretim süreçlerinde, özellikle hassas malzeme sarımı gerektiren uygulamalarda, bobin sarma makinaları kritik bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, bir bobin sarma makinası prototipinin tasarımı, yapısal analizi ve gergi kontrol sistemi detaylı olarak ele alınmıştır. Amaç, üretim süresince gergi kararlılığını sağlayarak hem malzeme kalitesini artırmak hem de sistemin uzun vadeli dayanıklılığını optimize etmektir. Prototip tasarımında, dört ana bölümü bulunan bir sistem düzenlenmiştir. Yapısal analizlerle, makinanın dayanıklılığını ve performansını optimize etmek amacıyla sonlu elemanlar yöntemi (SEM) ile gerçekleştirilmiştir. Sistem üzerindeki gerilme ve deformasyonlar detaylı olarak hesaplanmış, bu yükler altında güvenlik faktörleri belirlenerek cihazın gerilme yığılmaları tespit edilmiştir. Gergi kontrolü bölümünde, bir adım motoru ve vidalı mil mekanizması kullanılarak, sistemin üretim süresince dinamik yük değişikliklerine hızlı yanıt verebilmesini sağlamıştır. Yük hücresi (Loadcell), malzeme üzerindeki gerilimi anında ölçerek geri besleme sinyali oluşturmuş ve bu sinyal, motor hareketlerini hassas bir şekilde kontrol etmek için kullanılmıştır. Kontrol sistemi, farklı algoritmaların karşılaştırılmasıyla geliştirilmiştir. Klasik PID kontrolün yanı sıra, bulanık mantık tabanlı PID kontrol (Fuzzy-PID), genetik algoritma tabanlı PID (GAPID), parçacık sürü optimizasyonu (PSO) ve kayan mod kontrolü (sliding mode control) çalışmaya dâhil edilmiştir. Bu çalışma, bobin sarma makinelerinin daha verimli, güvenli ve dayanıklı bir şekilde tasarlanmasına yönelik önemli katkılar sunmakta olup, sonuçlar makinenin performansını artıracak tasarım iyileştirmeleri sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Coil winding machines play a critical role in industrial production processes, especially in applications requiring precision material winding. In this study, the design, structural analysis and tension control system of a bobbin winding machine prototype are discussed in detail. The aim is to optimise both the material quality and the long-term durability of the system by ensuring tension stability during production. In the prototype design, a system with four main sections is organised. Structural analyses were carried out using the finite element method (FEM) in order to optimise the durability and performance of the machine. Stresses and deformations on the system were calculated in detail, safety factors were determined under these loads and stress concentrations of the device were determined. In the tension control section, a stepping motor and ball screw mechanism were used to enable the system to respond quickly to dynamic load changes during production. The load cell instantly measured the stress on the material and generated a feedback signal, which was used to precisely control the motor movements. The control system was developed by comparing different algorithms. In addition to classical PID control, fuzzy logic based PID control (Fuzzy-PID), genetic algorithm based PID (GAPID), particle swarm optimisation (PSO) and sliding mode control (sliding mode control) have been included in the study. This study makes significant contributions to the design of more efficient, safe and robust winding machines and the results have provided design improvements that will improve the performance of the machine.
Benzer Tezler
- Düşük karbonlu yüksek dayanımlı çeliklerin özelliklerinin üretim parametreleri ile ilişkisi
Relationship between properties of low carbon high strength steels and production parameters
SERKAN OKTAY
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KELAMİ ŞEŞEN
- Proposition d'un modele mathematique pour la planification de production adapte a une entreprise de tissu de corde
Bir kord fabrikasına yönelik matematiksel üretim planlama modeli
SEVİL ERİN
Yüksek Lisans
Fransızca
2004
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGalatasaray ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. GÜLÇİN BÜYÜKÖZKAN
- High performance position control of linear brushless DC motor
Fırçasız lineer doğru akım motorunun yüksek performanslı konum kontrolü
POORIA NOROUZI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Silicion micromachined capacitive pressure sensors for industrial and biomedical applications
Silisyum mikroişleme yöntemi ile üretilen endüstriyel ve biomedikal uygulamalar için kapasite basınç sensörleri
ORHAN ŞEVKET AKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TAYFUN AKIN
- Brushless direct current motor control methods and applications
Fırçasız doğru akım motorlarında kontrol yöntemleri ve uygulaması
ALBAN EXAUCE MOUANDZA MBOUNGOU
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mekatronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CANER AKÜNER