مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

پیش‌بینی نرخ براده‌برداری و زبری سطح در فرایند ماشینکاری تخلیه الکتریکی بر اساس مدلهای شبکه عصبی

نویسندگان
دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی
چکیده
طبیعت پیچیده و اتفاقی فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی سبب بی‌نتیجه ماندن تلاشهای زیادی به منظور مدل‌سازی فیزیکی آن شده است. در این مقاله از دو شبکه عصبی با نظارت پس انتشار و تابع پایه شعاعی برای مدل‌سازی فرآیند استفاده شده است. شبکه‌ها دارای سه ورودی جریان، ولتاژ و دوره تناوب پالس‌ها به عنوان متغیرهای مستقل فرآیند و دو خروجی نرخ براده‌برداری و صافی سطح به عنوان مشخصه‌های عملکردی می‌باشند. آموزش شبکه‌ها با استفاده از داده‌های تجربی حاصل از آزمایش صورت گرفته و تواناییهای مدل‌ها در پیش‌بینی رفتار ماشینکاری مورد تایید قرار گرفته است. جهت مقایسه، مدل رگرسیون مرتبه دوم نیز برای تخمین خروجیهای فرآیند به کار گرفته شده است. خروجیهای حاصل از مدل‌های عصبی و رگرسیون با نتایج تجربی مقایسه شده و مقادیر خطاهای نسبی محاسبه گردیده‌اند. بر اساس این خطاهای تأییدی، نشان داده شده که شبکه عصبی با تابع پایه شعاعی عملکرد بهتری در این حالت خاص دارد و به‌ترتیب دارای مقادیر متوسط خطای %11/8 و %73/5 در پیش‌بینی نرخ براده‌برداری و صافی سطح می‌باشد. تحلیل بیشتر فرآیند ماشینکاری تحت شرایط مختلف ورودی مورد بررسی قرار گرفته است و مقایسه نتایج مدل‌سازی با ملاحظات تئوری، انطباق خوبی را نشان می دهد که کارایی و موثر بودن روش به کار گرفته شده را نیز مورد تأیید قرار می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Prediction of Material Removal Rate and Surface Roughness in Electro-Discharge Machining (EDM) Process Based on Neural Network Models

نویسندگان English

M. Ghoreishi
S. Assarzadeh
Department, K.N. Toosi University of Technology
چکیده English

The complex and stochastic nature of the electro-discharge machining (EDM) process has frustrated numerous attempts of physical modeling. In this paper two supervised neural networks, namely back propagation (BP), and radial basis function (RBF) have been used for modeling the process. The networks have three inputs of current (I), voltage (V) and period of pulses (T) as the independent process variables, and two outputs of material removal rate (MRR) and surface roughness (Ra) as performance characteristics. Experimental data, employed for training the networks and capabilities of the models in predicting the machining behavior have been verified. For comparison, quadratic regression model is also applied to estimate the outputs. The outputs obtained from neural and regression models are compared with experimental results, and the amounts of relative errors have been calculated. Based on these verification errors, it is shown that the radial basis function of neural network is superior in this particular case, and has the average errors of 8.11% and 5.73% in predicting MRR and Ra, respectively. Further analysis of machining process under different input conditions has been investigated and comparison results of modeling with theoretical considerations shows a good agreement, which also proves the feasibility and effectiveness of the adopted approach.

کلیدواژه‌ها English

artificial neural networks (ANNs)
Back propagation (BP)
Electro-discharge machining (EDM)
Process modeling
Radial basis function (RBF)