Vibration sensor for in-situ monitoring during robot based computer polishing CCP

Abstract

The current polishing process, computer controlled polishing, parameters are set before the process start and are assumed constant throughout the entire process. However, these are just assumptions that can only be proven when sensors are mounted on a polishing head. The aim of this research is access if the machine is working properly throughout the analysis of the vibrations, more specifically the vibrations of the bearings, to predict incoming maintenance of the polishing head before it even stops running and when the bearings needs to be changed in order to achieve the best performance of the machine. A sensor that will help to investigate the process is a vibration sensor. This sensor can help to get information about abnormal vibrations from the polishing head. A vibration sensor could help to predict the lifetime of bearings or from the V-belt pulley. The function of monitoring and controlling the vibration caused on the polishing head is important because with this analysis is possible to discover abnormal vibrations and maybe correct them allowing to have more control over the surface that is being polished. This optimizes the operation of the polishing machine, since the precision of the machine is one of the most important factors, as it has a great impact on the polishing performance of the final part. A research was done in order to know which polishing parameters could be measured using a vibration sensor as well as position and assembly on the polishing head and then conclusions were made where it was possible to see that in fact it was possible to condition monitoring with this sensors and to identify the damages on the bearings throughout the vibrations.

No processo de polimento atual, polimento controlado por computador, os parâmetros são definidos antes do início do processo e são assumidos constantes ao longo de todo o processo. Contudo, estes são apenas suposições que só podem ser provadas quando os sensores são montados numa cabeça de polimento e o seu comportamento é monitorizado. O objetivo desta investigação é verificar se a máquina está a funcionar corretamente através da análise das suas vibrações, mais especificamente as vibrações dos rolamentos, para prever a manutenção da cabeça de polir antes mesmo de esta parar de funcionar e também perceber quando os rolamentos precisam de ser mudados para se obter o melhor desempenho da máquina. Um sensor que irá ajudar a investigar o processo é um sensor de vibração. Este sensor pode ajudar a obter informações sobre vibrações anormais da cabeça de polimento. Um sensor de vibração pode ajudar a prever a vida útil dos rolamentos pois através do seu desempenho pode-se observar o seu desgaste através da diminuição da sua performance. A função de monitorizar e controlar a vibração causada na cabeça de polimento é importante porque com esta análise é possível descobrir vibrações anormais e talvez as corrigir, permitindo ter mais controlo sobre a superfície que está a ser polida. Isto otimiza o funcionamento da máquina de polir, uma vez que a precisão da máquina é um dos fatores mais importantes, uma vez que tem um grande impacto sobre o desempenho no processo de polimento da peça final. Foi feita uma pesquisa para saber quais os parâmetros de polimento que podiam ser medidos utilizando um sensor de vibração, bem como a posição e montagem na cabeça de polimento, e depois foram tiradas conclusões onde era possível ver que, de facto, era possível monitorizar o seu estado com estes sensores e identificar os danos nos rolamentos através das suas vibrações.