LAZER KESİM MAKİNELERİNDE İŞ PARÇASI KALINLIĞININ TİTREŞİM KAYNAKLI ÜRETİM HATALARINA ETKİSİ: DENEYSEL BİR İNCELEME

Deniz Kaya; Derya Mert; Ahmet Kahraman; Murat Reis

doi:10.17780/ksujes.1393274

TR EN

LAZER KESİM MAKİNELERİNDE İŞ PARÇASI KALINLIĞININ TİTREŞİM KAYNAKLI ÜRETİM HATALARINA ETKİSİ: DENEYSEL BİR İNCELEME

Öz

Lazer kesimde, özellikle karmaşık hatlara ve dar toleranslara sahip küçük parçaların üretiminde titreşimler, kesim kenarlarında kusurlara neden olarak ürün kalitesini olumsuz etkileyebilmektedir. Lazer kesim kafasının ve iş parçasının birbirine göre göreceli konumundaki mikro sapmalar, lazer kesim işlemindeki hataların kaynağını oluşturmaktadır. Lazer kesim kafasını taşıyan hareketli kütlelerin ivmesinin sınırlandırılması, gövde titreşimlerini azaltarak kesim doğruluğunu artırabilmekte ancak bu önlem, üretim hızını düşmesine neden olmaktadır. Bu çalışma, yüksek kesme hızlarını temsil eden aşırı çalışma koşulları altında bir lazer kesme makinesindeki titreşimleri analiz etmektedir. Bu amaçla ölçüm hassasiyeti ve veri toplama hızı yüksek olmasına rağmen oldukça ekonomik bir titreşim ölçüm cihazı geliştirilmiştir. Bu cihaz yardımıyla makine gövdesinde ve farklı kalınlıktaki iş parçalarında meydana gelen titreşimler tespit edilmiştir. Sonuçlar, iş parçası kalınlığı azaldıkça makine gövdesi titreşimlerinin iş parçası üzerindeki etkisinin önemli ölçüde artma eğiliminde olduğunu ve bu durumun parça üzerinde kesme kusurlarına neden olabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

Durmazlar Makina San. ve Tic. A.Ş., TÜBİTAK

Project Number

TÜBİTAK Projesi (119C115)

Ethical Statement

Bu çalışma, orijinal bir araştırma makalesidir ve daha önce başka bir dergide yayınlanmamıştır. Aynı zamanda, bu makale üzerinde herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederiz.

Thanks

Bu çalışma Durmazlar Makina San. ve Tic. A.Ş. ve TÜBİTAK BİDEB tarafından, TÜBİTAK 2244 Sanayi Doktora Programı kapsamında desteklenmiştir (Proje No: 119C115). Teşekkürlerimizi sunarız.

References

Analog Devices, (2010). Small, Low Power, 3-Axis ±3g Accelerometer (ADXL335) Data Sheet https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/adxl335.pdf 25.10.2023
Berninger, T. F. C., Slimak, T., Weber, T., & Rixen, D. J. (2020). An external stabilization unit for high-precision applications of robot manipulators. Içinde IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (ss. 4276-4282). Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. https://doi.org/10.1109/IROS45743.2020.9341454
Chen, Y.-X. (2016). Modal Analysis of Three Dimensional Numerical Control Laser Cutting Machine Based on Finite Element Method. Proceedings of the 3rd International Conference on Material Engineering and Application. https://doi.org/10.2991/icmea-16.2016.40
Çelenk, O. (2018). Kompozit-Alüminyum Hibrit Yapının Lazer Kesim Tezgâhı Y-Eksenine Uygulanması, Yüksek Lisans Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Bursa 127s.
Denkena, B., Eckl, M., & Lepper, T. (2015). Advanced control strategies for active vibration suppression in laser cutting machines. International Journal of Automation Technology, 9(4), 425-435. https://doi.org/10.20965/ijat.2015.p0425
Ghany, K. A., Rafea, H. A., & Newishy, M. (2006). Using a Nd:YAG laser and six axes robot to cut zinc-coated steel. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 28(11-12), 1111-1117. https://doi.org/10.1007/s00170-004-2468-x
Girdu, C. C., & Gheorghe, C. (2023). Study of the Relationship between Entropy and Hardness in Laser Cutting of Hardox Steel. Materials, 16(13). https://doi.org/10.3390/ma16134540
Hace, A., Jezernik, K., & Terbuc, M. (1999). VSS motion control for a laser-cutting machine. Control Engineering Practice, 9(1), 66-67. https://doi.org/10.1016/S0967-0661(00)00089-7.

Hashemzadeh, M., Voisey, K. T., & Kazerooni, M. (2012). The effects of low-frequency workpiece vibration on low-power CO 2 laser cutting of PMMA: An experimental investigation. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 63(1-4), 33-40. https://doi.org/10.1007/s00170-011-3881-6
Kusuma, A. I., & Huang, Y. M. (2023). Product quality prediction in pulsed laser cutting of silicon steel sheet using vibration signals and deep neural network. Journal of Intelligent Manufacturing, 34(4), 1683-1699. https://doi.org/10.1007/s10845-021-01881-1
Mohd Ghazali, M. H., & Rahiman, W. (2021). Vibration Analysis for Machine Monitoring and Diagnosis: A Systematic Review. Shock and Vibration. Hindawi Limited. https://doi.org/10.1155/2021/9469318
Schedlinski, C., & Lüscher, M. (2002). Application of Classical and Output-Only Modal Analysis to a Laser Cutting Machine. Proc.
Struckmeier, F., Zhao, J., & León, F. P. (2020). Measuring the supporting slats of laser cutting machines using laser triangulation. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 108(11-12), 3819-3833. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05640-z
Tonoli, A., Bonfitto, A., Silvagni, M., D., L., & Zenerino, E. (2011). Active Isolation and Damping of Vibrations for High Precision Laser Cutting Machine. Içinde Vibration Analysis and Control - New Trends and Developments. InTech. https://doi.org/10.5772/25092
Troncossi, M., Troiani, E., & Rivola, A. (2008). Desıgn Optımızatıon Of A Laser Cuttıng Machıne By Elastodynamıc Modelıng, Proceedings of the 9th Biennial ASME Conference on Engineering Systems Design and Analysis.
Venkata Rao, K., Suvarna Raju, L., Suresh, G., Ranganayakulu, J., & Krishna, J. (2024). Modelling of kerf width and surface roughness using vibration signals in laser beam machining of stainless steel using design of experiments. Optics and Laser Technology, 169. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110146
Vieira, D. G. P., Meireles, J. F., Nunes, J. P., & Da Silva, L. F. M. (2012). Substituting conventional steel alloys by carbon fibre composites in structural parts of an existing laser cutting equipment. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (C. 43, ss. 468-478). https://doi.org/10.1002/mawe.201200983
Wijker, Jaap J. (2009). Random Vibrations in Spacecraft Structures Design: Theory and Applications, Springer Dordrecht.
Zhang, Q. P., Wang, Z. R., & Wang, Y. F. (2014). Dynamic analysis and experimental research of laser cutting machines. Içinde Advanced Materials Research (C. 915-916, ss. 31-34). Trans Tech Publications. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.915-916.31

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Dynamics, Vibration and Vibration Control , Machine Theory and Dynamics , Material Production Technologies

Journal Section

Research Article

Authors

Deniz Kaya ^*
0000-0001-6926-8206
Türkiye

Derya Mert
0000-0003-2208-6848
Türkiye

Ahmet Kahraman
0009-0008-1684-5848
Türkiye

Murat Reis
0000-0001-5853-488X
Türkiye

Publication Date

June 3, 2024

Submission Date

November 21, 2023

Acceptance Date

May 20, 2024

Published in Issue

Year 1970 Volume: 27 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.1393274

IZ

https://izlik.org/JA82UG42BF

Cite

RIS / Bibtex

APA

Kaya, D., Mert, D., Kahraman, A., & Reis, M. (2024). LAZER KESİM MAKİNELERİNDE İŞ PARÇASI KALINLIĞININ TİTREŞİM KAYNAKLI ÜRETİM HATALARINA ETKİSİ: DENEYSEL BİR İNCELEME. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(2), 470-480. https://doi.org/10.17780/ksujes.1393274

THE EFFECT OF WORKPIECE THICKNESS ON VIBRATION-INDUCED PRODUCTION ERRORS IN LASER CUTTING MACHINES: AN EXPERIMENTAL STUDY

LAZER KESİM MAKİNELERİNDE İŞ PARÇASI KALINLIĞININ TİTREŞİM KAYNAKLI ÜRETİM HATALARINA ETKİSİ: DENEYSEL BİR İNCELEME

Öz

Anahtar Kelimeler

THE EFFECT OF WORKPIECE THICKNESS ON VIBRATION-INDUCED PRODUCTION ERRORS IN LASER CUTTING MACHINES: AN EXPERIMENTAL STUDY

Abstract

Keywords

Supporting Institution

Project Number

Ethical Statement

Thanks

References

Details

Primary Language

Subjects

Journal Section

Authors

Publication Date

Submission Date

Acceptance Date

Published in Issue

DOI

IZ

Cite