Mas allá de la forma, interpretación de las gráficas FFT (Fast Fourier Transform) en el análisis de perfiles

Control Calidad — Por Juan Luis Cantalejo el 12 Octubre 2010 a las 8:00 am

maquina de control

Muchas veces los datos capturados por nuestras maquinas de forma o rugosidad nos pueden entregar valiosa información acerca de cómo controlar la calidad en nuestro proceso de producción, un ejemplo es
vista isometrica cuando obtenemos un perfil para analizar la circularidad, según la ISO1101 acotaremos una zona a la que aplicaremos una zona de tolerancia, si algún pico o valle de nuestro perfil sobrepasa la zona de tolerancia, entonces la pieza no sería válida.

El análisis FFT va más allá de la verificación del traspaso de los límites de tolerancia; la forma de amarrar nuestra pieza al torno, vibraciones en los procesos de mecanizado o rectificado, desajustes en la maquina dejan huellas en nuestro perfil; descomponiendo nuestro perfil en los diferentes armónicos (ondas) podremos encontrar estos efectos, ponerles tolerancia y seguir su variación en el proceso de producción.

vista isometrica

Una transformada de Fourier es una operación matemática que transforma una señal de dominio de tiempo (o distancia) a dominio de frecuencia y viceversa.

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Estamos acostumbrados a señales con dominio de tiempo en la vida cotidiana. En el dominio de tiempo, la señal se expresa con respecto al tiempo. En el dominio de frecuencia, una señal es expresada con respecto a la frecuencia. La FFT es la abreviatura usual (del inglés Fast Fourier Transform) de un eficiente algoritmo que permite calcular la transformada de Fourier discreta (DFT) y su inversa. La FFT es de gran importancia en una amplia variedad de aplicaciones, desde el tratamiento digital de señales y filtrado digital en general a la resolución de ecuaciones diferenciales parciales o los algoritmos de multiplicación rápida de grandes enteros.

Mediante este algoritmo integrado en nuestro software de análisis podemos descomponer un perfil en sus diferentes armónicos, armónicos de longitud de onda grande, que cubran muchos grados de nuestro perfil circular nos mostraran defectos cerca de la forma (ovalación , formas trilobulares) y armónicos de longitudes de onda pequeñas nos mostraran huellas de retemblado y otro tipos de errores que se acercan mas a la rugosidad.

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Por ejemplo como vemos en la ilustración inferior, con el 5º armónico podemos controlar si el apriete de un plato de 5 garras nos produce una deformación excesiva en nuestra pieza, si aplicamos a este armónico una tolerancia de X µ. podremos controlar si nuestro error de circularidad proviene del amarre o descartarlo.

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Un caso práctico seria el siguiente, en un cilindro rectificado el armónico 28 (~12,85º) se nos pasa de la tolerancia, nuestro perfil y nuestra grafica FFT serian la siguiente:

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Los armónicos de longitud de onda pequeña nos indicaran problemas de retemblado o problemas de ajustes en la maquina debido a frecuencias altas (transmisiones, desajuste de ejes, descentraje de la muela…)

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En el ejemplo anterior estamos viendo los perfiles de una leva, a la izquierda esta en tolerancia, a la derecha no; al montar estas levas en el árbol en el motor, a ciertas revoluciones del motor se producía un molesto silbido. Solamente con parámetros de rugosidad no se podría haber identificado este defecto ya que solamente registrando todo el perfil se puede identificar el armónico que lo causa.

Este tipo de analisis se puede ejecutar sobre perfiles obtenidos a partir de maquinas de forma o de rugosidad.

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Si queréis ahondar mas en este tipo de análisis en nuestra web tenemos un curso gratuito de una hora aproximada de duración que lo aborda con mas profundidad, aquí os dejo el link: http://www.hommel-etamic.es/es/ferias-0

Si queréis información acerca de las maquinas que capturan los perfiles con el soft capaz de realizar los análisis FFT aquí os dejo otros links interesantes:

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    1 Comentario

  • José Luis Montesinos dice:

    Hola Juan Luis, ya veo que no sólo es lo tuyo los brazos de medición
    Un saludo figura

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