Estimación en proceso de las condiciones de corte en fresado periférico

Resumen

Los sistemas modernos de fabricación impulsados por la industrial 4.0 y metodologías como la gestión de la vida del producto han propiciado sistemas de medida en línea para máquinas herramienta. El objetivo es tener la mayor cantidad de información para poder modificar parámetros durante el proceso a fin de optimizar el rendimiento general del sistema. En este trabajo se propone una metodología que permite la estimación de las profundidades de corte en fresado periférico de acabado mediante la medición de los tiempos de entrada y salida de la herramienta en una señal de fuerza. La metodología desarrollada considera aspectos dinámicos relacionados con el sistema de fabricación (máquina herramienta) y el sistema de medición de fuerzas. Se ha utilizado un modelo de fuerzas de corte basado en el espesor medio de viruta que considera el alabeo de la herramienta. Este modelo ha permitido estudiar el comportamiento de las señales de fuerza y su relación con los cambios en las condiciones de corte. El modelo de fuerzas de corte también ha sido utilizado en la implementación de una metodología para la determinación de los parámetros dinámicos del sistema de fabricación. Se llevó a cabo una análisis de incertidumbre de los parámetros para la determinación de las profundidades de corte, detectando la influencia relativa que cada parámetro de la estimación tiene sobre las profundidades calculadas. En línea con este análisis de incertidumbre se realizó un análisis de sensibilidad con el objetivo de detectar el impacto que las variaciones de los parámetros tienen sobre las profundidades de corte. La metodología propuesta se validó a través de una serie de ensayos de mecanizado. En estos ensayos se han utilizado probetas con una geometría variable, lo que permitió probar la capacidad de la metodología para identificar las variaciones en la profundidad de corte tanto axial como radial. También se han realizado ensayos en una probeta, que por su geometría genera una variación de ambas profundidades de corte. Los resultados muestran que la metodología es capaz de determinar con un alto nivel de precisión las profundidades de corte radial y axial durante el proceso de manera simultánea, utilizando sólo una componente de la señal de fuerza.