Frequency Optimization of Ultrasonic Welding System with Gradient Descent Method

Authors : Mustafa TEKE, Akif KALINBAÇOĞLU, Fecir DURAN, Meral ÖZARSLAN YATAK

Pages : 46-56

Doi:10.31202/ecjse.1132660

View : 18 | Download : 9

Publication Date : 2023-01-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Ultrasonik kaynak, sürtünme kaynak grubuna girmesiyle, günümüz endüstrisinde birleştirme metodu olarak birçok sektörde tercih edilmektedir. Bu yolla, kaynak yapılacak materyallere dolgu malzemesine gerek kalmadan birleştirme işlemi yapılmaktadır. Kaynak esnasında dolgu malzemesi olmadığından zehirli gaz ve atıklar çıkmamakta, bu yüzden de diğer kaynaklara göre daha çevreci bir yapıya sahip olmaktadır. Rezonans çalışma frekansında maksimum güç üretmesinin yanında rahatsız edici gürültü de ortaya çıkmaktadır. Rezonans çalışma anında optimum kaynak şeklini oluşturmaktadır. Bu nedenle kaynak yapılan materyallerin boyut ve mekaniksel özelliklerine göre frekans kayması oluşmaktadır. Bu kaymanın engellenmesi için, kaynak esnasında rezonans frekansının yakalanması gerekmektedir. Gerçekleştirilen bu çalışmada, sistemin verimliliğini arttırmak amacıyla, ultrasonik kaynak makinelerinin rezonans frekansının belirlenmesi için yeni bir metodoloji gerçekleştirilmiştir. Yük değiştiğinde yeniden belirlenmesi gereken bu değişken rezonans frekans değeri, kaynak işlemi sırasında gradient descent algoritması ile online olarak belirlenmektedir. Simülasyon çalışmaları Matlab/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Maksimum rasgele değişim %5 ve %20 olan iki farklı rezonans frekansı kullanılmıştır. Sonuç olarak, Gradient Descent algoritması ile 150 mS içinde %5 değişen rezonans frekansı ve 250 mS içinde %20 değişen rezonans frekansı elde edilmiştir.
Keywords : Ultrasonik kaynak, Frekans optimizasyonu, Gradient Descent Algoritması

ORIGINAL ARTICLE URL