The directional factor as a key determinant of chatter-free robotic milling in light alloys
Hafif alaşımların robotlu frezelenmesinde sarsıntının önlenmesinde yönelme faktörünün temel rolü
- Tez No: 967823
- Danışmanlar: PROF. DR. ERHAN BUDAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Robotlu talaşlı imalat, özellikle büyük veya karmaşık iş parçalarının işlenmesinde konvansiyonel CNC sistemlerine kıyasla maliyet açısından etkin bir alternatif olabilir. Ancak, endüstriyel robotların doğası gereği düşük rijitlikleri ve konuma bağlı değişken dinamik davranışları, bu sistemleri özellikle düşük frekanslı tırlamaya karşı oldukça hassas hale getirir. Bu nedenle, bu tez çalışması robotlu frezeleme işlemlerinde düşük frekanslı tırlamanın belirlenmesine odaklanmakta ve bu bağlamda yapısal dinamikler ile ortalama yönelme faktörünün (MDF) bu tırlamaların oluşumundaki rolünü vurgulamaktadır. Literatürde bu tür tırlamalar çoğunlukla mod bağlaşımı ile açıklanırken, bu çalışma farklı bir yaklaşım sunmaktadır. MDF'nin etkisini incelemek amacıyla, endüstriyel robotlarda gözlemlenen baskın düşük frekanslı modu taklit eden özel bir esnek fikstür tasarlanmıştır. Bu fikstür, tek mod baskınlığına sahip bir sistem sunarak tekrarlanabilir deneylerin yapılmasına ve dinamik davranışın net bir şekilde yorumlanmasına olanak sağlamaktadır. Modal analiz, sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile gerçekleştirilmiş ve deneysel modal analiz (EMA) ile doğrulanmıştır. Simülasyon ve deneyler arasındaki yüksek korelasyon, modelin doğruluğunu ortaya koymuştur. Sistem, robotlu frezeleme koşullarında test edilerek MDF'ye dayalı teorik öngörüler doğrulanmış ve kanal frezeleme işlemlerinin tırlamayı azaltabileceği görülmüştür. Pozitif MDF değerleri kararlı kesme ile ilişkilendirilirken, negatif değerlerin düşük frekanslı tırlamaya neden olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, robotlu frezeleme süreçlerinde kararlılığı artırmak için uygulanabilir bir yöntem sunmakta ve yüksek hızlı işleme için tırlamaya dirençli robot sistemlerinin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Robotic machining can be a cost-effective alternative to conventional CNC systems, especially for processing large or complex workpieces. However, the inherently low stiffness and posture-dependent dynamics of industrial robots results in them being highly susceptible to chatter, especially at low frequencies. Thus, this thesis focuses on the identification of low-frequency chatter in robotic milling, emphasizing the role of structural dynamics and the mean directional factor (MDF) in chatter formation. This is novel because there are some studies that attribute low-frequency chatter to mode-coupling in literature. To study the effect of MDF in a controlled environment, a custom flexure-based fixture was designed to mimic the dominant low-frequency mode typically observed in robotic arms. This fixture offers a single-mode-dominant system, which provides repeatable testing and clear interpretation of dynamic behaviour. Modal analysis was carried out using finite element modelling (FEM) and validated through experimental modal analysis (EMA). High correlation between simulation and test results confirmed the accuracy of the simplified model. The system was finally tested under machining conditions, validating theoretical predictions related to mean directional factors (MDF) and demonstrating that slotting operations can effectively reduce chatter. The results confirm that positive MDF values are associated with stable cutting, while negative MDF values lead to low-frequency self-excitation. This study offers a practical framework for enhancing stability in robotic milling and contributes to the development of chatter-resistant robotic systems for high-speed machining.
Benzer Tezler
- Assessment of the autonomous vehicles impacts on urban mobility and urban form
Sürücüsüz araçların kentsel hareketlilik ve kentsel yapısı üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi
MAZDAK SADEGHPOUR
Doktora
İngilizce
2024
Trafikİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. EDA BEYAZIT
- Türkiye'nin jeopolitik konumunun önemi ve doğrudan yabancı yatırımlar üzerindeki etkisinin granger nedensellik analizi çerçevesinde değerlendirilmesi
Turkey's geopolitical location of importance and impact on foreign direct investment of granger causality analysis in the evaluation framework
FERHAT ERTÜRK
- Al 6061 T6 malzemenin çeşitli polimerlere karşı tribolojik davranışlarının araştırılması
Investigation of the tribological behavior of Al 6061 T6 material against various polymers
ERKMEN ÖZGÜZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HACI ABDULLAH TAŞDEMİR
- The dilemma of U.S. foreign policy during the Arab Spring: From moralpolitik to realpolitik
Arap Baharı süresince Amerikan dış politikasının ikilemi: 'Moralpolitik'ten 'realpolitik'e
CAN DONDURAN
Doktora
İngilizce
2021
Uluslararası İlişkilerGalatasaray ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. FÜSUN TÜRKMEN
- Elektrikli araç tercih kriterlerinin bulanık bilişsel haritalama yöntemi ile önceliklendirilmesi
A fuzzy cognitive mapping approach for prioritizing electric vehicle preference criteria
SEMİH SÜLEYMANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İşletmeİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAN ÇEBİ