Eventos Anais de eventos
COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
AVALIAÇÃO INDIRETA DA TEMPERATURA DE UMA FERRAMENTA DE TORNEAR UTILIZANDO UM FILTRO DE KALMAN
Submission Author:
Flávio Mundim , MG
Co-Authors:
Gabriel Henrique de Paula Ferreira, Flávio Mundim, Alexandre Abrao, Antônio Maia
Presenter: Gabriel Henrique de Paula Ferreira
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0305
Abstract
A potência consumida no processo de usinagem está intrinsecamente associada com a geração de calor na ferramenta. O estudo de como o fluxo de calor e a temperatura se distribuem durante o processo de usinagem na região próximo à aresta de corte é essencial, já que o aumento da temperatura nesta região está relacionado com eventos como o desgaste da ferramenta, a alteração das propriedades mecânicas da peça e a dilatação térmica da ferramenta. Estes aspectos influenciam diretamente a produtividade, o custo e a qualidade final do produto. Assim, devido a sua importância, vários métodos foram desenvolvidos para mensurar a temperatura na aresta de corte. Dentre estes métodos importa mencionar a inserção de termopares na ferramenta, o uso do conjunto ferramenta-peça como elemento de medição, medição por metalografia, vernizes termossensíveis e o uso de câmera infravermelha apresentam se como métodos de medição da temperatura. Contudo, algumas destas técnicas muitas vezes não são práticas e nem sempre garantem uma aceitável precisão nos resultados. Desse modo, como consequência dos desafios decorridos pela medição direta da temperatura da aresta de corte, surge a necessidade de fazer tal medição utilizando métodos indiretos. Sendo assim, neste trabalho propõe-se estimar a temperatura da ferramenta de corte utilizando um filtro de Kalman. Um modelo matemático será elaborado utilizando-se os resultados obtidos em testes experimentais. Este modelo será utilizado para correlacionar a temperatura próxima à aresta de corte e a temperatura na base da ferramenta. Esta informação será utilizada como um dos dados de entrada do filtro de Kalman. Como resultado desse trabalho foi possível aproximar a dinâmica do sistema por uma função de transferência de segunda ordem, com 89,44 % de precisão. Além disso, a partir do filtro de Kalman, foi possível estimar indiretamente a temperatura da aresta de corte da ferramenta de tornear. Nos instantes iniciais, durante a parte mais severa da resposta transiente, as estimativas feitas usando o filtro de Kalman apresentaram um erro máximo de 8,89%, enquanto que na parte menos severa do regime transiente as estimativas do filtro de Kalman apresentaram um erro máximo de 1,89%.
Keywords
Filtro de Kalman, Medição de Temperatura, Ferramenta de corte
