Coping with Complexity When Predicting Surface Roughness in Milling Processes: Hybrid Incremental Model with Optimal Parametrization
- 1. Centre for Automation and Robotics
Description
The complexity of machining processes relies on the inherent physical mechanisms governing these processes including nonlinear, emergent, and time-variant behavior. The measurement of surface roughness is a critical step done offline by expensive quality control procedures. The surface roughness prediction using an online efficient computational method is a difficult task due to the complexity of machining processes. The paradigm of hybrid incremental modeling makes it possible to address the complexity and nonlinear behavior of machining processes. Parametrization of models is, however, one bottleneck for full deployment of solutions, and the optimal setting of model parameters becomes an essential task. This paper presents a method based on simulated annealing for optimal parameters tuning of the hybrid incremental model. The hybrid incremental modeling plus simulated annealing is applied for predicting the surface roughness in milling processes. Two comparative studies to assess the accuracy and overall quality of the proposed strategy are carried out. The first comparative demonstrates that the proposed strategy is more accurate than theoretical, energy-based, and Taguchi models for predicting surface roughness. The second study also corroborates that hybrid incremental model plus simulated annealing is better than a Bayesian network and a multilayer perceptron for correctly predicting the surface roughness.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يعتمد تعقيد عمليات التشغيل الآلي على الآليات المادية الكامنة التي تحكم هذه العمليات بما في ذلك السلوك غير الخطي والناشئ والمتغير زمنيًا. يعد قياس خشونة السطح خطوة حاسمة تتم دون اتصال بالإنترنت من خلال إجراءات مراقبة الجودة باهظة الثمن. يعد التنبؤ بخشونة السطح باستخدام طريقة حسابية فعالة عبر الإنترنت مهمة صعبة بسبب تعقيد عمليات التشغيل الآلي. يجعل نموذج النمذجة التدريجية الهجينة من الممكن معالجة التعقيد والسلوك غير الخطي لعمليات التشغيل الآلي. ومع ذلك، فإن بارامتريزاتيون النماذج هو عنق زجاجة واحد للنشر الكامل للحلول، ويصبح الإعداد الأمثل لمعلمات النموذج مهمة أساسية. تقدم هذه الورقة طريقة تستند إلى محاكاة التلدين لضبط المعلمات الأمثل للنموذج التزايدي الهجين. يتم تطبيق النمذجة التراكمية الهجينة بالإضافة إلى التلدين المحاكى للتنبؤ بخشونة السطح في عمليات الطحن. يتم إجراء دراستين مقارنتين لتقييم دقة وجودة الاستراتيجية المقترحة بشكل عام. توضح المقارنة الأولى أن الاستراتيجية المقترحة أكثر دقة من النماذج النظرية والقائمة على الطاقة والتاجوشية للتنبؤ بخشونة السطح. تؤكد الدراسة الثانية أيضًا أن النموذج التزايدي الهجين بالإضافة إلى التلدين المحاكى أفضل من شبكة Bayesian و perceptron متعدد الطبقات للتنبؤ بشكل صحيح بخشونة السطح.Translated Description (French)
La complexité des processus d'usinage repose sur les mécanismes physiques inhérents régissant ces processus, y compris le comportement non linéaire, émergent et variable dans le temps. La mesure de la rugosité de la surface est une étape critique effectuée hors ligne par des procédures de contrôle qualité coûteuses. La prédiction de la rugosité de surface à l'aide d'une méthode de calcul efficace en ligne est une tâche difficile en raison de la complexité des processus d'usinage. Le paradigme de la modélisation incrémentielle hybride permet d'aborder la complexité et le comportement non linéaire des processus d'usinage. La paramétrisation des modèles est cependant un goulot d'étranglement pour le déploiement complet des solutions, et la définition optimale des paramètres du modèle devient une tâche essentielle. Cet article présente une méthode basée sur un recuit simulé pour un réglage optimal des paramètres du modèle incrémentiel hybride. La modélisation incrémentielle hybride et le recuit simulé sont appliqués pour prédire la rugosité de surface dans les processus de broyage. Deux études comparatives visant à évaluer l'exactitude et la qualité globale de la stratégie proposée sont réalisées. Le premier comparatif démontre que la stratégie proposée est plus précise que les modèles théoriques, basés sur l'énergie et Taguchi pour prédire la rugosité de la surface. La deuxième étude corrobore également que le modèle incrémentiel hybride et le recuit simulé sont meilleurs qu'un réseau bayésien et un perceptron multicouche pour prédire correctement la rugosité de la surface.Translated Description (Spanish)
La complejidad de los procesos de mecanizado se basa en los mecanismos físicos inherentes que rigen estos procesos, incluido el comportamiento no lineal, emergente y variable en el tiempo. La medición de la rugosidad de la superficie es un paso crítico realizado fuera de línea mediante costosos procedimientos de control de calidad. La predicción de la rugosidad de la superficie utilizando un método computacional eficiente en línea es una tarea difícil debido a la complejidad de los procesos de mecanizado. El paradigma del modelado incremental híbrido permite abordar la complejidad y el comportamiento no lineal de los procesos de mecanizado. Sin embargo, la parametrización de modelos es un cuello de botella para el despliegue completo de soluciones, y el ajuste óptimo de los parámetros del modelo se convierte en una tarea esencial. Este documento presenta un método basado en el recocido simulado para un ajuste óptimo de los parámetros del modelo incremental híbrido. El modelado incremental híbrido más el recocido simulado se aplica para predecir la rugosidad de la superficie en los procesos de fresado. Se llevan a cabo dos estudios comparativos para evaluar la precisión y la calidad general de la estrategia propuesta. La primera comparativa demuestra que la estrategia propuesta es más precisa que los modelos teóricos, basados en la energía y Taguchi para predecir la rugosidad de la superficie. El segundo estudio también corrobora que el modelo incremental híbrido más el recocido simulado es mejor que una red bayesiana y un perceptrón multicapa para predecir correctamente la rugosidad de la superficie.Files
7317254.pdf.pdf
Files
(16.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:808d61cef45b3afda34cb19dbfafea7e
|
16.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التعامل مع التعقيد عند التنبؤ بخشونة السطح في عمليات الطحن: نموذج تزايدي هجين مع بارامتري أمثل
- Translated title (French)
- Faire face à la complexité lors de la prédiction de la rugosité de surface dans les processus de fraisage : modèle incrémentiel hybride avec paramétrage optimal
- Translated title (Spanish)
- Hacer frente a la complejidad al predecir la rugosidad de la superficie en los procesos de fresado: modelo incremental híbrido con parametrización óptima
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2771974206
- DOI
- 10.1155/2017/7317254
References
- https://openalex.org/W1567734182
- https://openalex.org/W1952294081
- https://openalex.org/W1963551102
- https://openalex.org/W1975174639
- https://openalex.org/W1977532368
- https://openalex.org/W1982098246
- https://openalex.org/W1993423374
- https://openalex.org/W1995819868
- https://openalex.org/W2005590810
- https://openalex.org/W2017571948
- https://openalex.org/W2024055950
- https://openalex.org/W2036184762
- https://openalex.org/W2038606746
- https://openalex.org/W2039233565
- https://openalex.org/W2065264337
- https://openalex.org/W2078688255
- https://openalex.org/W2091010465
- https://openalex.org/W2134530666
- https://openalex.org/W2166992393
- https://openalex.org/W2174053585
- https://openalex.org/W2293743369
- https://openalex.org/W2321496009
- https://openalex.org/W2478424704
- https://openalex.org/W2499807239
- https://openalex.org/W2520449628
- https://openalex.org/W2526386614
- https://openalex.org/W2531089758
- https://openalex.org/W2545615599
- https://openalex.org/W2550429283