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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2018.tde-27052020-121944
Document
Author
Full name
Arthur Rosa Raposo
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2018
Supervisor
Committee
Oliveira, Leopoldo Pisanelli Rodrigues de (President)
Barbosa, Gustavo Franco
Santos, Raphael Galdino dos
Title in Portuguese
Medição de esforços dinâmicos em eixo-árvore via sensores sem fio
Keywords in Portuguese
Extensômetro
Indústria 4.0
Sensoriamento
Usinagem
Abstract in Portuguese
Propostas de melhorias em processos de usinagem buscam não somente a redução do tempo de ociosidade da máquina como também a melhoria da qualidade das peças fabricadas e do tempo de vida da ferramenta e da máquina em si. Falhas durante um processo de usinagem podem levar a atrasos que seguem até o fim do processo produtivo, refugo ou perda da peça usinada, fazendo com que todo o processo precise ser refeito. Além disso, técnicas de monitoramento sem fio de máquinas de usinagem, que consistem principalmente de um eixo em rotação, podem ser aplicadas em diversas áreas, dado que muitas outras tecnologias são semelhantes e se beneficiariam de monitoramento direto e em tempo real. Propõe-se o monitoramento de certas características de uma máquina ferramenta, como força de corte e vibração do eixo-árvore a partir da implementação de um sistema de aquisição de dados que devem ser transmitidos a um computador responsável pela leitura e processamento dos sinais. Essas medições podem ser feitas em posições estacionárias, como nos mancais, ou diretamente no eixo-árvore de uma máquina ferramenta, uma opção pouco explorada por envolver o sensoriamento de um componente em constante rotação. Para isso, a utilização de um sistema de transmissão de dados baseado em sinais de luz pode ser uma solução inovadora para a dificuldade intrínseca desta tarefa. Ainda, no contexto de uma máquina ferramenta com sensores em operação de forma sem fio, oferecem-se os subsídios básicos para a implementação dos conceitos de Indústria 4.0.
Title in English
Spindle load estimation via wireless sensoring
Keywords in English
Industry 4.0
Machining
Sensing
Strain gauges
Abstract in English
Possible enhancements of the machining process strive not only for the reduction of machine downtime but also for the increased quality of the finished products and lifespan of both the machine and its tool. Failures during a machining process can lead to delays that endure until the end of the production but also damaged machinery or the destruction of the workpiece, forcing the entire machining process to be restarted. Wireless monitoring techniques aimed at machine tools can also be repurposed for other types of equipment, as many machines consist of a main rotating part and would benefit from real-time monitoring. This document proposes the monitoring of certain characteristics of a machine tool by implementing a data acquisition system that will output the measurements to a computer responsible for their analysis. These measurements can be done from a stationary position such as atop of a bearing, or directly in the spindle of the machine tool, a rarely explored option due to the technical difficulties of installing sensors in an axis that is constantly rotating. With this goal in mind, a data transmission system based on light signals can be an innovative solution for the current difficulties involved in this task. The creation of a wireless data transfer system capable of working during the operation of a machine tool equipped with sensors allows for the implementation of the concepts of Industry 4.0.
 
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Publishing Date
2020-05-29
 
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