Proposta de uma metodologia baseada em análise modal operacional para monitoramento de fim de vida de ferramentas de corte

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Meola, Tatiana
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14688
Resumo: The indirect monitoring of cutting process by vibration signals measurements has comproved effectiveness, however it is very dependent on machine operating conditions and the vibration levels are not correlated directly with cutting process, like bearing vibrations for example. An alternative methodology is the use of dynamometers to measure cutting forces directly. However, due to transducers dimension and assembly difficulties, force measurements are not always feasible in a productive process. Indirect estimation of cutting forces by machine vibration measurements and classical techniques of dynamic forces identification have as drawback the difficult to get a reliable dynamic model. The dynamic system characteristics modify with tools changes and configuration of assemblage. To minimize these problems, this work presentes a methodology based on operational modal analysis (OMA) technique and Eigensystem Realisation Algorithm (ERA) for tools condition monitoring in turning process. OMA technique was used to estimate, in operating conditions, a modal metamodel to be used at forces identification by means ERA. To study several parameters influence at quality results of fitting model and at forces identification a modal model of turning machine tool port was developed from a finite elements model. The methodology was experimentally validated with success in a turning process, since estimated efforts for six different tools presented the same tendency with wear tool evolution.
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Indirect estimation of cutting forces by machine vibration measurements and classical techniques of dynamic forces identification have as drawback the difficult to get a reliable dynamic model. The dynamic system characteristics modify with tools changes and configuration of assemblage. To minimize these problems, this work presentes a methodology based on operational modal analysis (OMA) technique and Eigensystem Realisation Algorithm (ERA) for tools condition monitoring in turning process. OMA technique was used to estimate, in operating conditions, a modal metamodel to be used at forces identification by means ERA. To study several parameters influence at quality results of fitting model and at forces identification a modal model of turning machine tool port was developed from a finite elements model. The methodology was experimentally validated with success in a turning process, since estimated efforts for six different tools presented the same tendency with wear tool evolution.Apesar de ter eficiência comprovada, o monitoramento indireto de processos de usinagem pela medição dos níveis de vibrações é muito dependente das condições de operação da máquina e dos níveis de vibração não correlacionados diretamente com o processo de usinagem, tais como vibrações de mancais por exemplo. Uma metodologia alternativa é a utilização de dinamômetros para a medição direta das forças de corte. Porém, devido às dimensões dos transdutores e dificuldades de montagem nem sempre é viável medi-las diretamente no processo produtivo. A estimativa indireta das forças de corte via medição das vibrações da máquina e utilização das técnicas clássicas de identificação de forças dinâmicas tem como inconveniente a dificuldade em se obter um modelo dinâmico confiável. Esta dificuldade se deve ao fato de que as características dinâmicas do sistema variam com a troca de ferramentas e posição do porta ferramentas. Visando minimizar estes problemas, neste trabalho é apresentada uma metodologia baseada na técnica de análise modal operacional (AMO) e método ERA (Algoritmo de Realização de Autosistemas) para fins de monitoramento das condições de ferramentas. A técnica de AMO foi usada para estimar, em condições de operação, um metamodelo modal a ser utilizado na identificação das forças via ERA. Para estudar a influência de diversos parâmetros na qualidade dos resultados de ajuste do metamodelo e identificação das forças, desenvolveu-se um modelo modal do porta ferramentas de um torno ROMI, a partir de um modelo de elementos finitos MEF. Posteriormente, a metodologia desenvolvida foi validada experimentalmente com bastante êxito num processo de torneamento, uma vez que os sintomas vibratórios estimados para seis arestas distintas apresentaram a mesma tendência com a evolução do desgaste e quebra das ferramentas.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDoutor em Engenharia Mecânicaapplication/pdfporUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaUFUBREngenhariasAnálise modal operacionalERAIdentificação de forçasMonitoramentoProcesso de torneamentoFerramentas para cortar metaisUsinagemAnálise modalOperational modal analysisERAForces identificationMonitoringTurning processCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAProposta de uma metodologia baseada em análise modal operacional para monitoramento de fim de vida de ferramentas de corteA Methodology Based on Operational Modal Analysis for Tool Life Monitoringinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSilva, Márcio Bacci dahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785913J0Duarte, Marcus Antônio Vianahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780739A4Sousa, Marcos Morais dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788462A1Pereira, João Antoniohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783818Z4Schroeter, Rolf Bertrandhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780004D7http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4733318A1Meola, Tatianainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFUTHUMBNAILtatiana.pdf.jpgtatiana.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1599https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/14688/3/tatiana.pdf.jpg0333a8a0e5d368651179d6ac56364188MD53ORIGINALtatiana.pdfapplication/pdf3574464https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/14688/1/tatiana.pdf5c32c8cfe6e2ebfcfcb89605ffb01e29MD51TEXTtatiana.pdf.txttatiana.pdf.txtExtracted texttext/plain240386https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/14688/2/tatiana.pdf.txt8cc8b5ae9ed6b0a80c7da39124c124edMD52123456789/146882016-06-23 03:54:29.763oai:repositorio.ufu.br:123456789/14688Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2016-06-23T06:54:29Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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