Tool path optimization of free form surfaces

Günümüzde serbest biçime sahip yüzeyler içeren tasarımlar otomobil sanayi, biyomedikal uygulamalar, kalıpçılık sanayi gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, serbest geometrili yüzeyler için minimum kuvvet takım yolları oluşumu konsepti sunulmuş ve kanıtlanmıştır. Geliştirilen takım yolu optimizasyonu yaklaşımı değişik geometrilerde farklı kısıtlar altında takım yolları oluşturabilmektedir. Serbest yüzeylerin anisotropik davranışı nedeniyle takım yollarını oluşturulması kuvvetlerin büyüklüklerini belirleyen en önemli faktörlerden biri olmaktadır. Günümüzde süreç mühendisleri CAM sistemlerinde bulunan standart takım yolları arasından seçim yapmak zorunda kalmakta ve bu takım yolları hiçbir şekilde süreç mekaniğini göz önünde bulundurmamaktadır. Ayrıca bu takım yolları optimum bir yol olmaktan da çok uzaktırlar. Bu çalışma serbest geometriye sahip herhangi bir parçanın talaşlı imalat ile işlenmesinde kuvvetlerin minimize edilmesi için global optimum takım yolu oluşturulması ile ilgili yeni bir yöntem ilk defa ortaya konmuştur.Ayrıca, bu çalışmada kuvvet, tepecik yüksekliği ve üretim süresini en aza indirme hedefinde çalışan çok kriterli takım yolu eniyileme algoritması geliştirilmiştir. Başka bir deyişle, çok kriterli takım yolu eniyilemesi yapan algoritmanın amacı ortalama kesme kuvvetlerini, tepecik yüksekliğini ve üretim süresini kullanıcı tarafından önceden belirlenen sayısal veya yüzdesel değerin altında tutmaktadır. Çeşitli CNC uygulamalarında, yeterli sonucun alınabilmesi için tasarlanan geometrinin boyut ve toleransları kesin olmalıdır. Dolayısıyla basitçe üretim zamanı yüzey tepecik yüksekliklerinin tasarlanan geometri elde edilecek şekilde istenen miktarlara düşürülmesine harcanmaktadır. Günümüzün rekabetçi dünyasında hızlı üretim ve seri teslimat çok önemli kriterler olduğundan, harcanan üretim zamanı olabildiğince kısa tutulmalıdır. Bu bağlamda, tepecik yüksekliği, üretim zamanı ve takım üzerine etkiyen kesme kuvvetlerine bağlı olmak üzere bu çalışmada üç esaslı problem modellenmiş ve ilgili kriterleri sağlayan en iyi takım yolu hedefsel ağırlıklandırma esaslı algoritma ile elde edilmiştir. Ayrıca, serbest biçim yüzeylerde genel çözümden bahsedebilmek amacıyla, ilgili algoritma ve simulasyonlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır.