Hacia una fabricación sin defectos basada en inteligencia artificial a través de la correlación de fuerzas en el proceso de fresado en 5 ejes
Autores: Cascón-Morán, Itxaso; Gómez, Meritxell; Fernández, David; Gil Del Val, Alain; Alberdi, Nerea; González, Haizea
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Hacia una fabricación sin defectos basada en inteligencia artificial a través de la correlación de fuerzas en el proceso de fresado en 5 ejes
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Manufactura sin defectos
Inteligencia artificial
Errores de mecanizado
Monitoreo de procesos
Errores geométricos
Fuerzas de corte
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La fabricación sin defectos (ZDM) es una estrategia prometedora para reducir errores en los procesos industriales, alineada con la Industria 4.0 y la digitalización, que busca llevar a cabo los procesos correctamente a la primera. ZDM se basa en herramientas digitales, notablemente la inteligencia artificial (IA), para predecir y prevenir problemas tanto a nivel de producto como de proceso. El objetivo de este estudio es reducir significativamente los errores en el mecanizado de piezas grandes. Utiliza datos de modelos de proceso y monitoreo in situ para predicciones impulsadas por IA. Los algoritmos de IA anticipan la deformación de las piezas en función de los datos de fabricación. Los modelos mecánicos simulan procesos de fresado, calculando la deflexión de la herramienta a partir de las fuerzas de corte y evaluando errores geométricos y dimensionales. El monitoreo del proceso proporciona datos en tiempo real a los modelos durante la ejecución. La investigación se centra en un componente de alto valor de la industria del petróleo y gas, que sirve como pieza de prueba para predecir errores geométricos en el mecanizado basándose en la desviación de las fuerzas de corte utilizando técnicas de IA. Específicamente, un flange forjado de acero AISI 1095, intencionalmente desalineado para introducir error, se somete a múltiples operaciones de fresado, incluyendo desbaste en 3 ejes y acabado en 5 ejes, con escaneos 3D después de cada etapa para monitorear el progreso y las desviaciones. El trabajo concluye que los algoritmos de máquinas de soporte vectorial proporcionan resultados precisos para la estimación de errores geométricos a partir de las fuerzas de mecanizado.
Descripción
La fabricación sin defectos (ZDM) es una estrategia prometedora para reducir errores en los procesos industriales, alineada con la Industria 4.0 y la digitalización, que busca llevar a cabo los procesos correctamente a la primera. ZDM se basa en herramientas digitales, notablemente la inteligencia artificial (IA), para predecir y prevenir problemas tanto a nivel de producto como de proceso. El objetivo de este estudio es reducir significativamente los errores en el mecanizado de piezas grandes. Utiliza datos de modelos de proceso y monitoreo in situ para predicciones impulsadas por IA. Los algoritmos de IA anticipan la deformación de las piezas en función de los datos de fabricación. Los modelos mecánicos simulan procesos de fresado, calculando la deflexión de la herramienta a partir de las fuerzas de corte y evaluando errores geométricos y dimensionales. El monitoreo del proceso proporciona datos en tiempo real a los modelos durante la ejecución. La investigación se centra en un componente de alto valor de la industria del petróleo y gas, que sirve como pieza de prueba para predecir errores geométricos en el mecanizado basándose en la desviación de las fuerzas de corte utilizando técnicas de IA. Específicamente, un flange forjado de acero AISI 1095, intencionalmente desalineado para introducir error, se somete a múltiples operaciones de fresado, incluyendo desbaste en 3 ejes y acabado en 5 ejes, con escaneos 3D después de cada etapa para monitorear el progreso y las desviaciones. El trabajo concluye que los algoritmos de máquinas de soporte vectorial proporcionan resultados precisos para la estimación de errores geométricos a partir de las fuerzas de mecanizado.