Modelado de Consumo de Energía Cortante Considerando el Desgaste de Herramientas y las Propiedades del Material de la Pieza de Trabajo para la Optimización Multi-Objetivo de Máquinas Herramientas

La creciente demanda de energía está llevando a la disminución global de combustibles fósiles y a una creciente presión ambiental, que son problemas que deben abordarse. Las máquinas herramientas son equipos básicos que consumen energía en los sistemas de fabricación. Sin embargo, los modelos teóricos existentes ignoran el desgaste de las herramientas así como las propiedades del material de la pieza de trabajo. Esto dificulta mejorar aún más la precisión del modelo. Por lo tanto, este estudio comienza desde el punto de vista de la disipaicón de energía en el proceso de eliminación de material metálico. Se establece un modelo de potencia de fresado para máquinas de control numérico computarizado (CNC), considerando el desgaste de la herramienta y las propiedades del material de la pieza de trabajo durante el mecanizado. Al mismo tiempo, se toma el fresado como objeto de investigación. Se establece un modelo de optimización de parámetros de corte multi-objetivo para garantizar la calidad superficial de la pieza de trabajo. Además, se tiene en cuenta el consumo de energía de corte en los modelos desarrollados. Basado en el algoritmo de optimización de forraje de raya manta multi-objetivo (MOMRFO), se resuelve el conjunto de soluciones pareto-óptimas bajo múltiples condiciones de corte. Finalmente, se comparan los resultados experimentales de los parámetros optimizados con parámetros empíricos. La precisión promedio de predicción del modelo de predicción de consumo de energía propuesto es superior al 91%. Los experimentos muestran que la calidad del mecanizado mejora al optimizar los parámetros de corte, con SEC, MRR y Ra aumentando más del 44%, 53% y 38%, respectivamente. Se logran los objetivos de reducir el consumo de energía y aumentar la productividad.