Ses sinyalleri kullanılarak talaşlı imalat prosesinde takım durumunun izlenmesi

Kesici takım aşınması ve kırılması talaşlı imalat operasyonlarının tam otomatik hale getirilebilmesinin önündeki en büyük engellerdendir. Etkili bir takım durumu izleme (TDİ) sistemi, tam otomatik imalat sistemlerinin kurulabilmesi için en iyi çözümdür. Takım durumunun çevrimiçi tespiti için çok çeşitli izleme teknikleri geliştirilmiş olsa da güvenilir, basit ve ucuz bir çözüm ihtiyacı hala devam etmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, yüzey frezeleme operasyonu sırasında farklı aşınma durumu ve kesme parametrelerine ait toplanan ses sinyallerini makine öğrenmesi tekniklerini kullanarak sınıflandırmak ve takım durumunu tespit etmek için bir TDİ modeli geliştirmektir. Bu çalışmada yüzey frezeleme operasyonu sırasında toplanan ses sinyalleri ile makine öğrenmesi algoritmaları eğitilerek oluşturulan modellerin, takım aşınma durumlarını başarılı bir şekilde tespit edilebildiği belirlenmiştir. Yapay sinir ağları, destek vektör makinesi ve evrişimli sinir ağları yaklaşımlarını içeren makine öğrenmesi tekniklerine dayalı bir karar verme sistemi geliştirilmiştir. Kurulan sistemlerin başarısı elde edilen tahmin doğruluklarıyla karşılaştırılmıştır. Geliştirilen sistem, önceden işlenmiş verilerle eğitilmiştir. Eğitilen modelin test edilmesiyle önemli bir tahmin doğruluğu elde edilmiştir. Bu durum, ses sinyalleri ve makine öğrenmesi teknikleri kullanarak etkili bir TDİ sisteminin kurulabileceğini kanıtlamaktadır. Ayrıca oluşturulan TDİ sisteminin farklı iş parçası boyutunda aynı performans ile çalışıp çalışmadığı değerlendirilmiştir. Daha düşük boyutlarda iş parçasının yüzey frezeleme işleminden toplanan sesler oluşturulan modellerde test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, iş parçasının boyutunun değişiminin oluşturulan sistemin doğruluğunu düşürdüğü ancak yapay sinir ağı kullanılarak uluşturulan modelin hala yüksek doğruluk değerlerine sahip olduğunu göstermektedir. Ek olarak bu çalışmada, özellikleri farklı iki ses sinyali toplama donanımlarından elde edilen ses sinyalleri ile kurulan modellerin performansları karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar yüksek empedans ve düşük hassasiyete sahip donanımdan elde edilen ses sinyalleri ile oluşturulan TDİ sisteminin iş parçası boyut değişimde daha kötü sonuçlar verdiği görülmüştür. Sonuç olarak, önerilen TDİ sisteminin başarılı bir şekilde uygulanması, takım değişiklikleri için duruş süresini azaltmayı, talaşlı imalat endüstrisindeki hurda miktarını en aza indirmeyi ve kesici takımların en verimli şekilde kullanılmasını sağlayacaktır.