Estrategia e implementación de monitoreo del comportamiento dinámico vibratorio de una máquina herramienta mediante fusión de sensores

Abstract

La competitividad de una empresa manufacturera está determinada por la capacidad que poseen sus procesos para adaptarse a la dinámica del mercado y a la vez ofrecer productos y/o servicios de calidad. Esta capacidad está muy ligada al grado de tecnologización presente en la línea de producción, por lo que muchas empresas se han visto afectada por sus limitados recursos de inversión. Sumado a este factor económico se encuentra la problemática técnica definida por la naturaleza de operación de los equipos utilizados, la cual afecta directamente sobre la calidad del acabado. Para el caso de una empresa dedicada a la manufactura mediante procesos de maquinado, investigadores han concluido que el comportamiento de este tipo de máquinas está caracterizado por la presencia de impactos periódicos que dan origen a vibraciones no deseadas. Estos impactos se originan por la interacción que existe entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo. Su magnitud es una función de las características de la herramienta utilizada, tales como, el número de dientes, porcentaje de inmersión, la dirección de corte y la superficie irregular generada durante la operación de corte. Las vibraciones en un nivel de inestabilidad (Chatter) causan los siguientes efectos: Mala calidad en el acabado de las piezas, reducción de la vida útil tanto de la herramienta como de la máquina, reducción de la productividad e incrementos en los costos de la misma. Por este motivo se quiere desarrollar una plataforma de monitoreo de bajo costo que permita identificar el comportamiento dinámico vibratorio del sistema mediante estrategias de fusión de sensores y a su vez que permita establecer los parámetros de operación a los cuales debería trabajar una máquina-herramienta. La plataforma deberá procesar, analizar y establecer el estado vibratorio del sistema con el cual el operador debe ser capaz de entablar acciones correctivas con el objetivo de mitigar los efectos que la vibración genera sobre la máquina. Las acciones correctivas que propondrá la plataforma estarán enfocadas en definir el parámetro óptimo de operación para un sistema herramienta-pieza-aditamento dado por la empresa.