Adaptif Kesim Parametreli CNC Sistemi — Gerçek Zamanlı Titreşim Analizi

Problem Tanımı

CNC frezeleme operasyonlarında statik kesim parametreleri (hız, ilerleme, derinlik) tüm işleme boyunca sabit tutulur. Malzeme sertlik değişimleri, takım aşıması ve titreşim göz ardı edilir; bu da takım kırılması veya yüzey kalitesi bozulmasına yol açar.

Çelişki: İmalat hassasiyeti (Parametre 29) artırılırken zaman kaybı (Parametre 25) artmamalı.

TRIZ Analizi

Prensip 15 — Dinamiklik: Sabit parametreler yerine anlık koşula göre değişen parametreler kullan.

Prensip 10 — Ön İşlem: Kesim öncesi takım titreşim frekansı baseline'ı ölç.

Prensip 23 — Geribildirim: Kesim kuvveti + spindle akım verisi kapalı döngüde parametreleri güncelle.

Prensip 35 — Parametre Değişikliği: Talaş derinliğini değil ilerleme hızını ve spindle rpm'i adaptif ayarla.

Uygulanan Çözüm

3-eksen dynamometre (Kistler 9257B) + spindle akım sensörü verisi 1 kHz'de örneklenir. ML modeli (Random Forest) kesim durumunu sınıflandırır; PID kontrolör spindle hızı (±15%) ve ilerleme (±20%) ayarlar. Titreşim uyarısında ilerleme %30 düşürülür.

Sonuçlar

Talaş işleme verimliliği (MRR): %28 artış

Takım ömrü: %45 uzama

Yüzey pürüzlülüğü Ra: 0,8 → 0,45 μm

Takım kırılma vakası: 12 ay/0 olay (önceki: 3 olay)