Uso de inteligência artificial para identificação de condições de usinagem a partir de sinais de áudio
| dc.contributor.advisor1 | Shiki, Sidney Bruce | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0573973677787523 | |
| dc.contributor.author | de Carvalho, Rafael Luccas Martins | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/5558006410713421 | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-06T18:07:54Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-25 | |
| dc.description.abstract | Machining operations are crucial to global industry, so the quality and efficiency of the machines that perform these processes are crucial to a company's bottom line. Monitoring these machines thus gains relevance by preventing failures and ensuring process quality. Although most sensors used for monitoring are accelerometers, and vibration analysis is essential, the use of microphones emerges as a powerful and low-cost option, coupled with the use of artificial intelligence (AI) algorithms to analyze sound signals. This work uses AI techniques to classify audio signals from computer numerical controlled (CNC) lathes during the turning process of a titanium alloy cylinder (Ti-6Al-4V ELI), captured from a smartphone. The sound signal obtained from nine tests with different machining parameters and two background noise files was processed, and the Random Forest, Logistic Regression, k-nearest neighbours (kNN), and support vector machine (SVM) models were tested to identify the most capable of predicting the tests and, consequently, the machining parameters of each signal. All models performed well, with area under the receiver-operating curve (AUC) > 93%. However, the logistic regression model stood out with 96.2% accuracy and 99.75% AUC. These results demonstrate great potential for this monitoring technique. | eng |
| dc.description.resumo | As operações de usinagem são de grande importância para a indústria mundial, de forma que a qualidade e eficiência das máquinas que realizam estes processos são fundamentais para para os resultados de uma indústria. O monitoramento destas máquinas ganham assim relevância ao impedir falhas e garantir a qualidade de processos. Embora a maioria dos sensores utilizados para monitoramento sejam acelerômetros, e as análises no campo vibracional, o uso de microfones surge como uma possibilidade poderosa e de baixo custo, associada ao uso de algoritmos de inteligência artificial (IA) para analisar o sinal sonoro. Este trabalho utiliza técnicas de IA para classificar sinais de áudio provenientes de tornos de controle numérico computadorizado (CNC) durante processo de torneamento de um cilindro de liga de titânio (Ti-6Al-4V ELI) , capturados a partir de um smartphone. O sinal sonoro obtido de 9 testes, com parâmetros de usinagem diferentes, e 2 arquivos de ruído de fundo, foi processado e os modelos Floresta Aleatória, Regressão Logística, k-Vizinhos Mais Próximos (kNN na sigla em inglês) e Máquina de Vetores de Suporte (SVM na sigla em inglês) foram testados para se identificar o mais capaz de predizer os testes e, consequentemente os parâmetros de usinagem de cada sinal. Todos os modelos tiveram bom desempenho, com área sob a curva característica de operação do receptor (AUC) > 93%. Entretanto o modelo de regressão logística se destacou com 96,2% de Acurácia e 99,75% AUC. Estes resultados mostram grande potencial para utilização dessa técnica de monitoramento. | por |
| dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | |
| dc.identifier.citation | DE CARVALHO, Rafael Luccas Martins. Uso de inteligência artificial para identificação de condições de usinagem a partir de sinais de áudio. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22542. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22542 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.course | Engenharia Mecânica - EMec | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.rights | Attribution-ShareAlike 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/ | |
| dc.subject | Monitoramento de processos | por |
| dc.subject | Torneamento | por |
| dc.subject | Análise sonora | por |
| dc.subject | Aprendizado de máquina | por |
| dc.subject | Usinagem CNC | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO | |
| dc.title | Uso de inteligência artificial para identificação de condições de usinagem a partir de sinais de áudio | por |
| dc.title.alternative | Using artificial intelligence to identify machining conditions from audio signals | eng |
| dc.type | TCC |
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