Researchers have evaluated a great number of monitoring techniques in order to control the surface condition of ground parts. Piezoelectric diaphragms of lead zirconate titanate are used in many fields, but these sensors are not common in the monitoring of the machining processes. This paper proposes a method for monitoring the workpiece surface condition (normal grinding and burn) by using a piezoelectric diaphragm and feature extraction techniques. A comparison is made with a conventional acoustic emission sensor, which is a traditional sensor in the monitoring of the machining processes. Grinding tests were performed in a surface-grinding machine with Society of Automotive Engineers (SAE) 1045 steel and cubic boron nitride (CBN) grinding wheel, where the signals were collected at 2 MHz. The workpieces were thoroughly analyzed through visual inspection, surface roughness and hardness measurements, and metallographic analyses. Study on the frequency content of both signals was carried out in order to select bands closely related to the workpiece surface condition. Digital filters were applied to the raw signals and features were extracted and analyzed. The root mean square values filtered in the selected bands for both sensors presented a better fitting to the linear regression, which is highly desirable for setting a threshold to detect burn and implementing into a monitoring system. Also, the basic damage index results show an excellent behavior for grinding burn monitoring for both sensors. The method was verified by using a different grinding wheel, which clearly shows its effectiveness and demonstrates the potential use of the low-cost piezoelectric diaphragm for grinding burn monitoring

RESUMOOs processos de usinagem são de extrema importância para a fabricação de peças mecânicas, as peças exigem alta precisão dimensional e geométrica e qualidade em sua construção. Dentre os processos de usinagem, o processo de retificação se destaca por ser um dos processos mais usado, por sua precisão e bom acabamento. É essencial que se conheça bem este processo, já que o mesmo se encontra na última etapa da manufatura. Assim, problemas durante o processo de retificação compromete-se a peça e pode-se perder o trabalho realizado em todas as etapas anteriores, acarretando em alto custo na produção e perda de matéria-prima. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um método de monitoramento das condições da superfície das peças, realizando um estudo comparativo da rugosidade e queima de peças retificadas com os sinais captados por um diafragma piezelétrico de baixo custo composto por Titanato Zirconato de Chumbo (PZT), bem como por um sensor de emissão acústica (EA). Os ensaios experimentais foram realizados em uma retificadora tangencial plana, onde um banco de ensaios foi desenvolvido empregando-se um rebolo de CBN com ligante resinoide em corpos de prova de aço VC131. Posteriormente, para caracterizar a superfície das peças, foi realizada a inspeção visual, medidas de rugosidade, medidas de micro dureza Vickers e uma análise metalográfica, para verificar a microestrutura de cada peça. Os sinais foram aquisitados através de um osciloscópio de alta taxa de amostragem e, posteriormente, tratados com filtros digitais. Na sequência, esses sinais, foram comparados com a queima e a rugosidade de cada peça em suas respectivas condições, através de técnicas de processamento de sinais. Notou-se que o aumento da rugosidade, bem como a ocorrência da queima da peça, possui um relacionamento com aumento do sinal RMS do PZT e da EA. Por meio deste estudo pôde ser verificada a eficácia do sinal emitido pelo diafragma piezelétrico de baixo custo, que apresentou uma correspondência satisfatória com a condição das peças do aço VC 131 após a retificação, de acordo com a análise espectral e o estudo do sinal nas devidas bandas de frequência utilizadas. Palavras-chave:Monitoramento, Retificação, Diafragma Piezelétrico, Emissão Acústica. ABSTRACTThe machining processes are of extreme importance for the manufacture of mechanical parts, the parts demand high dimensional and geometric precision and quality in its construction. Among the machining processes, the grinding process stands out as one of the most used processes, due to its precision and good finish. It is essential that this process is well known, since it is in the last stage of manufacture. Thus, problems during the grinding process compromise the part and can be lost the work carried out in all previous stages, resulting in high cost in production and loss of raw material. The objective of this work is to develop a method of monitoring the surface conditions of the parts by performing a comparative study of the roughness and burning of rectified parts with the ...