Adatfeldolgozási módszerek és gépi tanuló algoritmusok alkalmazása szerszámkopás becslésére
Napjainkban a szerszámfelügyelet alkalmazása forgácsolás során egyre nagyobb jelentőséggel bír. Segít a forgácsolási paraméterek optimalizálásában, jelzi a gépkezelő számára a szerszámcserét. Így csökkenthető a selejt termelés, a szerszámtörés és a szerszámgépben fellépő kár mértéke, illetve jelentős kihasználatlan élettartam sem marad a szerszámban. A szerszámtörés elkerülése különösen fontos lehet amikor a selejtes munkadarab keletkezése különösen nagy veszteséggel jár, például a repülőiparban.
Dolgozatom célja egy szerszámállapot monitorozó rendszer alapjainak előkészítése volt. Ehhez egy koptatókísérlet során rögzített erő, gyorsulás, illetve akusztikus emisszió jelekben kerestem a szerszámkopással korreláló jellemzőket különböző gépi tanuló algoritmusok segítségével.
Első lépésként feldaraboltam a jeleket, majd három szakaszra bontottam a forgácsolást. Ezután mindhárom szakaszra különböző jelalak-jellemzőket és PSD spektrumot számítottam. Ezek egy táblázatba rendezve képezték a modellek bemenetét.
Ezután kétféleképpen bontottam tanító és teszthalmazra az adatokat. A valós körülményeknek megfelelően, amikor egy olyan szerszám adatai alkották a teszthalmazt, amelyet a modell nem ismer. A kopással korrelációban álló jellemzők keresésekor pedig véletlenszerűen választottam szét az adathalmazt.
A betanítás során három különböző algoritmust használtam, melyek implementációja elérhető nyílt forráskódú könyvtárakból. A modelleket nem csak az egész táblázaton, hanem bizonyos jellemzők elhagyásával is betanítottam. A hatékonyságukat az RMSE (Root Mean Square Error) és a determinációs együttható alapján értékeltem.
Kiválasztottam egy hatékony modellt és azt részletesebben vizsgáltam. Ábrázoltam, hogy melyik jellemzőre mennyire támaszkodik a becslés során. A szerszám alapú teszthalmazválasztás esetén megvizsgáltam, hogy a forgácsolt hornyok számának függvényében hogyan változik a modell hibája.
Végül javaslatokat tettem, hogy az iparban hogyan lehetne felhasználni az eredményeket, illetve milyen irányban érdemes további kutatásokat végezni.
szerző
-
Mihályházi Péter
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Viharos Andor Bálint
tanszéki mérnök, Gyártástudomány és -technológia Tanszék