Takım tezgâhlarında optimal yörünge planlama: Evrimsel algoritmalar ve eğri uydurma yöntemleri ile performans iyileştirme
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GAMZE DEMİR
Danışman: Revna Acar Vural
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bilgisayar destekli sayısal kontrollü (CNC) makinelerde yörünge planlama, karar alma ve kontrol süreçlerinde temel bir rol oynamakta olup akıllı imalat alanındaki araştırmaların önemli bir odak noktasını oluşturmaktadır. İmalat endüstrisinde yörünge planlama hareket doğruluğunu artırmanın yanı sıra CNC makine araçlarının döngü süresini azaltırken üretkenliğini artırmak da büyük öneme sahiptir. CNC tezgâhlarda en iyi yörüngeleri elde etmek için makine verimliliği, işleme kalitesi ve döngü süresini iyileştirmek amacıyla literatürde çeşitli yöntemler önerilmiştir. Bu çalışmada CNC tezgâhlarda optimal yörüngeyi oluşturmak için yol uzunluğunu kısaltma, yol pürüzlülüğünü azaltma, engellerden kaçınma ve makine çevrim süresini iyileştirme hedeflenmiş ve bu amaçla genetik algoritma (GA), yapay arı kolonisi (ABC), parçacık sürü optimizasyonu (PSO) ve baskın olmayan sıralama genetik algoritma (NSGA-II) gibi evrimsel yöntemler kullanılmıştır. Bu yöntemlerin performans karşılaştırma çalışmaları sonucunda NSGA-II'nin çok amaçlı yörünge planlama problemlerinin çözümünde etkili bir yöntem olduğu gösterilmiştir. NSGAII'nin başarısını vurgulamak için Pareto etkinlik durumu çok amaçlı genetik algoritma (MOGA) ile sunulmuş olup NSGA-II tarafından üretilen çözümlerin olumlu özellikleri öne çıkarılmıştır. Kapsamlı analiz sonuçlarına göre, NSGA-II ile yapılan yol optimizasyonu ile yol uzunluğunda %30 ve işleme döngü süresinde %7 oranında azalma sağladığı görülmüştür. Ayrıca beş eksenli bir CNC tezgâh sisteminin kinematik modeli oluşturularak yörünge planlama simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmada Spline eğri uydurma yöntemleri kullanılarak örnekler sunulmuştur. Bu çalışmalar, karmaşık geometrilere sahip parçaların hassas işlenmesinde önemli avantajlar sağlamıştır. Spline eğri uydurma yöntemlerinin kullanımı daha pürüzsüz ve optimize edilmiş takım yolları oluşturarak işleme kalitesini artırmıştır. Simülasyon sonuçları, önerilen yöntemlerin CNC tezgâhların performansını ve verimliliğini önemli ölçüde artırabileceğini göstermiştir. Bu bulgular, eğri uydurma yöntemlerinin endüstriyel uygulamalarda daha yüksek doğruluk ve üretkenlik sağlama potansiyeline sahip olduğunu kanıtlamaktadır.