Monitoramento Vibracústico do Processo de Usinagem

Nome: Carlos Magno Carvalinho
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 12/12/2002
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Vladimir Ivanovitch Dynnikov Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Geraldo Rossoni Sisquini Examinador Interno
Guilherme Emanuel Costa Laux Coorientador
Mikhail Polonskii Examinador Externo
Vladimir Ivanovitch Dynnikov Orientador

Resumo: O controle automático do processo de usinagem é pretendido quando necessitamos produzir uma grade número de peças dentro de um padrão de qualidade aceitável. O controle é bastante complexo, e envolve várias partes executivas (como CNC) e supervisionais (análise de condições de usinagem e parâmetros de usinagem). Esta última pode ser realizada de maneiras distintas como, por exemplo, o monitoramento da força de corte, força de avanço, ou qualquer outra grandeza Física envolvida no processo aplicando acelerômetros. Muitos trabalhos abordam o controle automático de usinagem utilizando a análise do sinal de vibrações no domínio do tempo em conjunto com outros tipos de sinais, tais como potência de acionamento da máquina, velocidade de corte, etc. alternativa de monitoramento seria análise das condições de usinagem, tais como o desgaste da ferramenta, que é fundamental para que a qualidade desejada seja alcançada, e apresenta-se como uma forma de avaliação indireta do processo de usinagem. Qualquer processo de controle automático necessita de implementação algorítmica. No caso da forma indireta de avaliação do estado do processo de usinagem torna-se importante à criação de uma base de comparação. A idéia inicial surgiu observando os processos não automatizados, quando um operador experiente percebe alguma irregularidade através dos seus critérios pessoais formados durante longo tempo de serviço: a mudança da forma e cor do cavaco, odores, variação de ruído, etc. Um desses critérios, a variação de ruído, foi escolhido para formação de base de padrão neste trabalho. A utilização de séries temporais para a análise do problema é uma abordagem clássica sendo seguida por este trabalho. Diferente de métodos citados na bibliografia encontrada, neste trabalho foi escolhida a utilização da média do espectro do sinal sonoro no domínio da freqüência. A densidade de potência espectral do sinal foi escolhida como a grandeza de comparação Poe representar a quantidade de energia liberada numa faixa de freqüência. O presente trabalho utilizou estruturas finitas simples para a comparação da quantidade de energia liberada em determinadas faixas de freqüências que basicamente constitui o método de monitoramento sonoro aplicando microfones. A parte experimental do trabalho comparando o padrão criado com os espectros dos sinais sonoros emitidos durante a operação de torneamento na oficina do Laboratório de Dinâmica de Sistemas Mecânicos e Estruturas do Departamento de engenharia Mecânica da Universidade Federal do Espírito Santo, e na Oficina de Máquinas operatrizes no Centro Federal de Educação Tecnológica. Com o avanço de microcomputadores de alta performance, tal como o Pentium IV, torna-se viável a utilização desse método no processo automatizado nas industrias, por apresentar um baixo custo de implantação (equipamento de uso geral).

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