Gelişmiş sinyal işleme yöntemleri kullanılarak yüzey pürüzlülüğünün veri odaklı tahmini

Talaşlı imalat süreçlerinde, işlenen parçaların yüzey kalitesinin iyi olması, ürün performansı, üretim süresi ve maliyetlerini doğrudan etkilemektedir. Özellikle tornalama gibi hassas işlemlerde, kesme parametreleri ve işleme ortamının, kaliteli yüzey oluşumu üzerinde ekisi büyüktür. Çalışmada, SAE-AISI 5140 çeliği kullanılarak 16 farklı koşulda kesme kuvveti ve titreşim verileri toplanmıştır. Kuvvet verileri dinamometre, titreşim verileri ise MPU6050 MEMS sensörü ile gerçek zamanlı olarak kaydedilmiştir. Elde edilen veriler segmentlere bölünmüş, her segment için zaman, frekans ve zaman-frekans analizleri uygulanmıştır. Ayrıca her segmente ait veriler sinyal niteliğinde işlenmiş ve bu sinyallerden toplam 63 öznitelik çıkarılmıştır. Ayrıca sonuç olarak her segment için yüzey pürüzlülüğü ölçülmüştür. Çalışmanın ilk aşamasında, öznitelikler kullanılarak kesme parametreleri ve işleme ortamı sınıflandırılmış; model başarımları karşılaştırılmıştır. Sınıflandırma sonuçları, sensör verisinin işlem koşullarını yüksek doğrulukla tanımlayabildiğini göstermiştir. İkinci aşamada ise aynı öznitelikler regresyon modellerinde kullanılarak yüzey pürüzlülüğü tahmini yapılmıştır. Hem sınıflandırma hem regresyon modellerinin eğitiminde MATLAB programı kullanılmıştır. Bu iki aşamalı yapı sayesinde sistem, sensör verileriyle hem işlem koşullarını bağlamsal olarak tanımlayabilmekte hem de bu koşullar altında oluşacak yüzey kalitesini tahmin edebilmektedir. Geliştirilen yaklaşım, çevrimdışı ortamda gerçekleştirilmiştir. Bununla beraber gerçek zamanlı izleme ve kontrol sistemlerine uyarlanabilir yapıdadır. Bu yönüyle çalışma, veri temelli üretim izleme, akıllı karar destek sistemleri ve kestirimci kalite kontrol uygulamalarına bilimsel katkı sağlamaktadır.