Resumen
The invention relates to a method for monitoring the surface roughness of a part in real time during a machining process carried out by a machine-tool. The method comprises the following steps: obtaining an incremental hybrid model representing the machining process and evaluating the incremental hybrid model in real time in order to obtain the surface roughness. This method is especially useful in micro-machining processes, where the operator cannot personally check the results of the operations, though it is also applicable to machining operations in general. The described method is simple and easy to implement, providing precise results allowing operators to make appropriate decisions during the machining process. The use of the method according to the invention allows the quality of the machined parts to be improved while reducing the total production time.
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1.- Procedimiento para monitorizar en tiempo real la rugosidad de una pieza durante un proceso de mecanizado, donde el procedimiento es llevado a cabo por una máquina dotada de un cabezal al que está acoplada una herramienta de mecanizado, caracterizado porque comprende los siguientes pasos : obtener un modelo híbrido incremental del proceso de mecanizado a partir de un conjunto de datos de la velocidad por diente cuadrática, de la vibración media cuadrática en el eje Z y de la rugosidad superficial obtenidos a partir de una pieza mecanizada por la máquina, estando el modelo híbrido incremental formado por la superposición de un modelo global y un modelo local, donde el modelo global está formado por un polinomio de dos entradas de orden m y el modelo local se obtiene empleando la aproximación Fuzzy k-Nearest Neighbours con un número de vecinos k y un coeficiente de borrosidad p; y evaluar dicho modelo híbrido incremental introduciendo datos de velocidad de avance por diente cuadrática y vibración media cuadrática en el eje Z obtenidos en tiempo real durante un proceso de mecanizado para obtener la rugosidad superficial instantánea en ese momento. 2.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde el conjunto de datos de vibración media cuadrática en el eje Z, velocidad de avance por diente cuadrática y rugosidad superficial empleado para formar el modelo híbrido incremental está formado por al menos 20 muestras. 3. - Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, donde el paso de obtención del modelo híbrido incremental comprende : - obtener un conjunto de datos de vibración media cuadrática en el eje Z , velocidad de avance por diente cuadrática y rugosidad superficial a partir de una pieza mecanizada por la máquina; ajustar, a partir de dicho conjunto de datos, el modelo global mediante un algoritmo de mínimos cuadrados; ajustar, a partir de dicho conjunto de datos, los modelos locales de la rugosidad superficial aplicando la técnica Fuzzy k-Nearest Neighbors (F-kNN) y empleando una norma euclídea para el cálculo de la cercanía entre vecinos; y formar el modelo híbrido incremental a partir de la superposición del modelo global y el modelo local. 4.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, que además comprende el paso de normalizar la vibración media cuadrática en el eje z y el avance por diente cuadrático previamente al ajuste del modelo global y el modelo local. 5.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, donde la vibración en el eje Z se normaliza con relación a su valor máximo dentro del conjunto de datos, y el avance por diente se normaliza con relación al diámetro de la herramienta. 6.- Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-5, que además comprende el paso de ajustar el orden m del polinomio del modelo global, el número de vecinos k del modelo local y el coeficiente de borrosidad p del modelo local en base a un algoritmo de temple simulado. 7. - Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el paso de evaluación del modelo híbrido incremental comprende : a) adquirir el avance por diente cuadrático y la vibración en el eje Z durante una ventana temporal cuya duración es proporcional al período de rotación de la herramienta; b) calcular el valor medio cuadrático de la vibración en el eje Z y normalizar con relación a su valor máximo durante dicha ventana temporal ; c) normalizar el avance por diente cuadrático con relación al radio de la herramienta; d) introducir los valores normalizados de vibración media cuadrática en el eje z y de avance por diente cuadrático en el modelo híbrido incremental para obtener la rugosidad superficial instantánea . 8.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, donde la ventana temporal tiene una duración correspondiente a 10 veces el período de rotación de la herramienta. 9.- Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-8, que además comprende, antes de comenzar la adquisición de datos, el paso de detectar el inicio efectivo del mecanizado teniendo en cuenta el momento en que la herramienta contacta con la pieza . 10.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, donde la detección del momento en que la herramienta contacta con la pieza se determina en función de la conductividad del conjunto máquina- herramienta-pieza. 11.- Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7-10, que además comprende un paso de filtrado de los datos de vibración en el eje Z adquiridos. 12.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, donde el filtrado se lleva a cabo mediante un filtro digital de respuesta infinita al impulso (IIR) de Butterworth pasa-alto de 6 <o>orden cuya frecuencia de corte es igual a la mitad de la frecuencia de giro de la herramienta. 13.- Programa de ordenador que comprende instrucciones de programa para hacer que un ordenador lleve a la práctica el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12. 14.- Programa de ordenador según la reivindicación 13, incorporado en medios de almacenamiento . 15.- Programa de ordenador según la reivindicación 13, soportado en una señal portadora.
