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Monitoreo del desgaste de herramientas y componentes para gemelos digitales auto-adaptativos: un enfoque de múltiples etapas a través de la detección de anomalías y el análisis del ciclo de desgaste

Autores: Ströbel, Robin; Bott, Alexander; Wortmann, Andreas; Fleischer, Jürgen

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Monitoreo del desgaste de herramientas y componentes para gemelos digitales auto-adaptativos: un enfoque de múltiples etapas a través de la detección de anomalías y el análisis del ciclo de desgaste


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Paisaje de fabricación
Gemelos digitales
Información procesable
Monitoreo del desgaste de herramientas
Máquinas de fresado CNC
Desgaste de componentes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el panorama actual de la fabricación, los Gemelos Digitales juegan un papel fundamental en la optimización de procesos y en la obtención de información útil que va más allá de los cálculos en el sitio. Estas representaciones dinámicas de sistemas requieren datos en tiempo real sobre el estado real de la maquinaria, en lugar de imágenes estáticas que representan configuraciones idealizadas. Este documento presenta un enfoque novedoso para monitorear el desgaste de herramientas y componentes en máquinas de fresado CNC mediante la segmentación y clasificación de ciclos de mecanizado individuales. El método asume secuencias recurrentes, incluso con un tamaño de lote de 1, y considera un aumento progresivo en el desgaste de la herramienta entre ciclos. Los algoritmos segmentan y clasifican eficazmente los ciclos en función de la longitud del recorrido, la velocidad del husillo y la duración del ciclo. El índice de condición de la herramienta para cada ciclo se determina considerando todas las señales de los ejes, con umbrales superiores e inferiores establecidos para cuantificar las condiciones de la herramienta. El mismo enfoque se adapta para predecir la progresión del desgaste de componentes en máquinas herramienta, asegurando una determinación robusta de la condición. Se logra una descripción del estado del componente basada en porcentajes al compararlo con el rango correspondiente de Códigos de Condición de Herramienta (TCC). Este método proporciona una estimación del estado del componente en cuatro clases. El enfoque ha demostrado ser robusto en varios casos de validación.

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