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Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 7-8/2022

15.03.2022 | ORIGINAL ARTICLE

Flank wear prediction using spatial binary properties and artificial neural network in face milling of Inconel 718

verfasst von: Tiyamike Banda, Veronica Lestari Jauw, Chuan Li, Ali Akhavan Farid, Chin Seong Lim

Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology | Ausgabe 7-8/2022

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Abstract

Machining of Inconel 718 causes rapid tool failure, which affects the tooling cost and dimension tolerance of the components. Literature attributed flank wear as the dominant failure criterion that determines tool life during the milling operation. Flank wear width (VB) can be measured using digital microscopes or predicted in-process by a machine vision-based tool condition monitoring (MV-TCM) system. In MV-TCM, geometric and textural features are extracted from the flank wear region to represent VB progression. However, the leading cutting edge, where flank wear is measured, experiences progressive chipping and built-up edge when machining Inconel 718. These failure modes distract pixel distribution and luminosity, creating complex flank wear features on the leading cutting edge. Nevertheless, the wear region extracted from the side cutting edge shows a consistent change in features that can be used to predict flank wear progression under such failure modes. In addition, the scale-invariant fractal dimension can complement the geometric parameters, improving the reliability of features used to predict flank wear. This paper presents a multi-layer perceptron neural network (MLPNN) that was trained using a synergy of geometric and fractal features extracted from the side cutting edge of square inserts to predict flank wear progression during face milling of Inconel 718. The MLPNN shows an accuracy of 95.5% and a mean absolute percentage error of 1.099% during MV-TCM. The paper shows the potential of applying an in-process MV-TCM expedited by spatial binary features to estimate flank wear progression when milling Inconel 718.

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Literatur
24.
Zurück zum Zitat ISO 8688-1 : 1989 (E) Tool life testing in milling - Part 1 : Face milling. International Organization for Standardization. ISO 8688-1 : 1989 (E) Tool life testing in milling - Part 1 : Face milling. International Organization for Standardization.
30.
Zurück zum Zitat Ma X, Li B, Zhang Y, Yan M (2012) The Canny edge detection and its improvement. In: Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), vol 7530. LNAI, pp 50–58. https://doi.org/10.1007/978-3-642-33478-8_7 Ma X, Li B, Zhang Y, Yan M (2012) The Canny edge detection and its improvement. In: Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics), vol 7530. LNAI, pp 50–58. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-642-33478-8_​7
Metadaten
Titel
Flank wear prediction using spatial binary properties and artificial neural network in face milling of Inconel 718
verfasst von
Tiyamike Banda
Veronica Lestari Jauw
Chuan Li
Ali Akhavan Farid
Chin Seong Lim
Publikationsdatum
15.03.2022
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 7-8/2022
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-022-09039-w

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