Monitoramento da condição da ferramenta no processo de dressagem usando impedância eletromecânica e aprendizagem de máquina

Autor(es)

Pedro de Oliveira Conceição Junior

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Bauru. 2020-03-23.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Engenharia. Bauru
• Data de defesa: 2020-03-06
• Orientador: Paulo Roberto de Aguiar; Fabricio Guimarães Baptista; Doriana Marilena D’addona

Resumo

A impedância eletromecânica (EMI – electromechanical impedance) tem atraído cada vez mais atenção como uma técnica eficiente de monitoramento a base de sensores em diversos setores de engenharia. Devido ao considerável potencial dos transdutores piezelétricos de titanato e zirconato de chumbo (PZT) do tipo diafragmas em termos de excelentes propriedades de acoplamento eletromecânico, baixo custo de implementação e resposta a uma banda ampla de frequência, esta técnica fornece uma nova alternativa para monitoramento da condição de ferramentas (TCM – tool condition monitoring) no processo de retificação competindo com os métodos convencionais e caros de monitoramento indireto por sensores. Assim, a presente pesquisa visou desenvolver uma nova abordagem para o TCM na operação de dressagem por meio do método EMI-PZT em conjunto a algoritmos de aprendizado de máquina (machine learning). As atividades de pesquisa propostas neste trabalho envolveram o diagnóstico de diferentes níveis de desgaste e de falhas nas ferramentas de dressagem por meio de ensaios experimentais em diferentes condições de dressagem. O sistema proposto também foi testado para diferentes posições de transdutores quanto à aquisição de dados, bem como para diferentes tipos de dressadores visando expandir sua capacidade de aplicação em tempo real. O sistema proposto foi validado com base na informação da condição da ferramenta de dressagem extraída por meio de índices de danos calculados para diferentes bandas de frequência. O sistema inteligente foi capaz de selecionar as características mais sensíveis ao dano, tais como classificação e localização de danos, com base na seleção da faixa de frequência ideal. Os resultados mais satisfatórios apresentaram erros gerais abaixo de 2% quando da determinação da condição real da ferramenta de dressagem. Esta tese contribui com a proposta de um sistema de monitoramento da operação de dressagem eficaz e capaz de evitar a substituição da ferramenta antes do tempo, bem como que a operação de dressagem seja realizada com dressadores danificados, uma vez que o sistema proposto pode identificar diferentes estágios da vida útil da ferramenta de dressagem. (AU)

• Processo FAPESP: 16/02831-5 - Sistemas de monitoramento da integridade estrutural de dressadores baseado no método da impedância eletromecânica
• Beneficiário: Pedro de Oliveira Conceição Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado