حل یک مثال عددی با روش تاگوچی در ماشینکاری وایرکات با نرم افزار مینی تب (Minitab)

بروز‌رسانی‌شده در فروردین 6, 1401

حل یک مثال عددی با روش تاگوچی

ماشینکاری وایرکات، فرآیند براده‌برداری است که در آن از یک منبع با انرژی ترموالکتریکی به‌منظور براده‌برداری استفاده می‌شود. فرآیند برشکاری به‌وسیله جرقه‌های متناوب و کنترل شده‌ای است که بین الکترود یعنی سیم و قطعه کار زده می‌شود. الکترود سیم نازکی است که از قرقره باز شده و از درون قطعه کار عبور کرده و از سمت دیگر توسط مکانیزم مربوطه خارج می‌شود. بین سیم و قطعه کار فاصله کوچکی به نام گپ وجود دارد که در حین انجام ماشینکاری مایع دی‌الکتریک آن را دربر می‌گیرد و در ولتاژ مناسب تخلیه الکتریکی بین سیم و قطعه کار اتفاق می‌افتد و جرقه‌های ایجاد شده قطعه کار را به‌صورت موضعی تبخیر کرده و مایع دی‌الکتریک آنها را از محل شستشو می‌دهد و فرآیند براده‌برداری انجام می‌گیرد. ماشینکاری وایرکات در چند سال اخیر با توجه به نیاز روزافزون در برخی از زمینه‌های ساخت و تولید بخصوص صنایع قالبسازی دقیق، بسیار پیشرفت کرده و مورد توجه قرار گرفته است

پارامترهای مهم فرآیند وایرکات در جدول زیر معرفی شده است.

پارامترهای مهم فرآیند وایرکات

پارامترهای مهم فرآیند وایرکات

طراحی آزمایش

درروش تاگوچی برای مشخص کردن پارامترهای بهینه و تاثیر گذاری آن ها پارامترهای ورودی فرآیند را به دو دسته عوامل کنترلی و عوامل غیر کنترلی تقسیم می کنیم.

• عوامل کنترلی (Signal Factor) عواملی هستند که بمنظور انتخاب بهترین شرایط در طراحی پروسه های ساخت بکار میروند.
• عوامل غیر کنترلی (noise Factor) تمام عواملی هستند که باعث ایجاد تغییرات می شوند اما ما آن ها را بر حسب شرایط ثابت فرض می کنیم.

در جداول زیر پارامترهای کنترلی به همراه سطوح مربوطه طراحی آزمایش آورده شده است. (ورودی های فرایند عبارتند از: شدت جریان، زمان خاموشی پالس، ولتاژ، گپ. و پارامترهای خروجی برای اندازه گیری شامل: نرخ براده برداری حجمی و صافی سطح است)

پارامترهای کنترلی وایرکات

پارامترهای انتخاب شده (ورودی تاگوچی)

پارامترهای غیر کنترلی عبارتند از زمان بین پالس ها (16µs)، کشش سیم ( 1800g)، سرعت حرکت میز (7.6mm/min) و…

جدول آزمایشات

جدول آزمایشات ایجاد شده و پارامترهای خروجی اندازه گیری و در جدول ثبت شد.

جدول آزمایشات تاگوچی و نتایج اندازه گیری شده

در روش تاگوچی از یک تابع زیان (Loss function) برای محاسبه تغییرات موجود بین نتایج و مقدار مورد نظر استفاده می شود. و این تابع با توجه به شرایط مسئله دارای حالتهای مختلف است. (فرمول ها و توضیحات تابع زیان یا Loss function)

با توجه به شرایط مسئله واضح است که برای پارامتر صافی سطح از SB و برای نرخ براده برداری از LB استفاده کنیم. (لطفا برای فرمول های به این لینک بالا مراجعه کنید.)

پس از محاسبه مقدار تابع زیان برای هر خروجی از فرمول زیر مقدار سیگنال به نویزکل (Overall S/N ratio) را محاسبه می کنیم.

محاسبه مقدار سیگنال به نویز کل

محاسبه مقدار سیگنال به نویز برای هر سطح

سطوح بهینه پارامترها

برای VMRR پارامتر A در سطح 1 پارامتر B در سطح 3 پارامتر C در سطح 2 و d در سطح 4

برای Ra هم، A در سطح 3، B در سطح 4، C در سطح3 و D در سطح 4

VMRR=A1B3C2D4

Ra=A3B4C3D4

آنالیز واریانس :

برای پیدا کردن اهمیت نسبی پارامترهای بر روی هر کدام از خروجی ها از یک روش آماری به نام ANOVA استفاده می کنیم.

در جدول ANOVA ، آزمون F نشان دهنده تاثیر گذاری یا عدم تاثیر گذاری پارامترهای مورد آزمایش در سطح اطمینان مورد نظر می باشد.

همچنین پارامتر آماری درصد توزیع نیز به درک بهتر تاثیر هر پارامترنسبت به پارامترهای دیگر و نیز تاثیر بر روی خروجی کمک می کند. برای پارامترهای با درصد توزیع بالا تغییراتی هرچند کوچک باعث تاثیر زیادی بر خروجی می شود.

محاسبه مجموع مربعات کل، خطا و پارامتر (توضیحات و فرمول های مربوط)

بررسی تاثیر پارامترها

♣♣♣ که با بررسی مقادیر p و F می توان تاثیر گذاری پارامترهای ورودی را بر روی خروجی مورد نظر سنجید و تصمیمات لازم را اتخاد کرد. (p کمتر یعنی پارمتر تاثیر بیشتری در خروجی داشته است)

به صورت خیلی خلاصه ما می خواهیم بدانیم کدام یک از پارامتر های ورودی بیشترین و یا کمترین تاثیر را بر روی خروجی هدف ما دارند.

ویدیو حل یک مثال عددی با روش تاگوچی (ماشینکاری وایرکات) در مینی تب (Minitab)