Desarrollo de una aplicación para el diagnóstico de fallos en las impresoras cerámicas mediante análisis de ruido

Abstract

The present work consists in the development of an application for the diagnosis of known failures through the noise analysis of the different processes of the ceramic digital printers of pigment. For this, algorithms and a graphical interface with Matlab mathematical software are developed. This proposal is the first step for an early troubleshooting solution for digital ceramic printers. This is necessary at the time that a printer is damaged and must leave the production in addition to discarding the defective parts a cause of the failure. In this way, through the noise the failures of the different processes are discovered in their beginnings a time of reaction to unforeseen stories quickly with the least possible economic cost. Throughout the work have been managed concepts of acoustic engineering and signal processing, such as the aliasing effect and the fundamental Nyquist criterion for the data acquisition is performed. As well as the frequency spectrum, the Fourier transform and the spectral density of power. To carry out the various tasks both noise level measurement tools such as the sound level meter and the recorder are handled, such as computer tools such as Matlab. Within the Matlab environment, we also work with the signal processing toolbox and the graphical user interface development environment. The algorithms that are developed to include in the graphical interface that executes the analysis in the spectrum of frequencies through the Fourier transform and the spectral density of the power. To this is added an analysis in margins of magnitude of decibels and times. Like the different analyzes in a graphical interface has taken into account the peculiarities of two different operating systems, so that this application is executable in both Windows and MacOS. This application aims to provide an easy to use interface for the user who wants to check and a signal belongs to the noise emitted by a healthy machine or a machine with failure. This tool is developed for offline use with an implementation in the industrial processes of online form.

El presente trabajo consiste en el desarrollo de una aplicación para el diagnóstico de fallos conocidos a través del análisis de ruido de los diferentes procesos de las impresoras digitales cerámicas de pigmento. Para ello se desarrollan algoritmos y una interfaz gráfica con el software matemático Matlab. Esta propuesta nace como primer paso para dar una solución temprana de detección de fallos en las impresoras digitales cerámicas. Esto se hace necesario en el momento en que se estropea una impresora y se debe parar la producción, además de desechar las piezas defectuosas a causa del fallo. De esta manera, mediante el ruido se descubren los fallos de los diferentes procesos en sus inicios a tiempo de reaccionar ante tales imprevistos rápidamente con el menor coste económico posible. A lo largo del trabajo se han manejado conceptos de ingeniería acústica y de tratamiento de señales, como el efecto aliasing y el criterio de Nyquist fundamental para la toma de datos que se realiza. Así como se ha trabajado sobre el espectro de frecuencias de las señales, la Transformada de Fourier y la Densidad Espectral de la Energía. Para llevar a cabo las diferentes tareas se manejan herramientas de medición del nivel de ruido tales como el sonómetro, así como diversas herramientas informáticas predominando el uso de Matlab. Dentro del entorno Matlab se trabaja además con la caja de herramientas de procesamiento de señal y el entorno de desarrollo de interfaz gráfica de usuario. Los algoritmos que se desarrollan para incluir en la interfaz gráfica ejecutan el análisis en el espectro de frecuencias a través de la Transformada de Fourier y de la Densidad Espectral de la Energía. A esto se suma un análisis en márgenes de magnitud de decibelios y tiempos. Al aunar los diferentes análisis en una interfaz gráfica se han tenido en cuenta las peculiaridades de dos sistemas operativos diferentes, de forma que esta aplicación es ejecutable tanto en Windows como en macOS. Esta aplicación tiene como finalidad aportar una interfaz sencilla de utilizar para el usuario que desee comprobar si una señal pertenece al ruido emitido por una máquina sana o una máquina con fallo. Esta herramienta se desarrolla para el uso offline con vistas a implementarla en los procesos industriales de forma online.