Desenvolvimento de um Sistema de Monitoramento Sem Fio de Baixo Custo e Sua Implementação em Ferramenta de Corte Controlada Numericamente por Computador

Proponhamos um sistema de monitoramento sem fio de baixo custo e descrevemos seu primeiro uso em uma ferramenta de corte controlada numericamente por computador (CNC) como um dispositivo de aquisição e coleta de dados (DAQ). Ele utiliza um sensor piezoelétrico que pode detectar e analisar sinais correspondentes à deflexão do suporte da ferramenta e à força de reação do processo de corte. As leituras do sensor são adquiridas sem fio para evitar interferência com o cavaco de corte. O sistema sem fio foi construído com hardware comumente acessível, como o Arduino Due e o módulo sem fio nRF24L01. Uma aplicação do Windows Forms pode então usar uma interface de comunicação serial para processar e coletar dados. Além disso, o programa inclui um sistema de armazenamento de dados, processamento de dados que exibe propriedades do sinal (amplitudes máximas e mínimas, valor quadrático médio e frequência), visualização de dados que exibe dados nos domínios do tempo e da frequência, e uma função de alerta através do aplicativo móvel WhatsApp. O sistema de monitoramento de baixo custo, com um custo estimado de hardware de aproximadamente USD 225, pode alcançar uma taxa de amostragem de aproximadamente 350 amostras/s. A viabilidade foi avaliada por um estudo comparativo. Os testes de validação final no processo de usinagem demonstraram que o sistema de monitoramento apresentou boa concordância com um dispositivo de DAQ existente e sensor, com um erro máximo de raiz do quadrado médio (RMSE) de aproximadamente 2,16% das características de vibração medidas.