DESARROLLO Y COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA GENERACIÓN DE CURVAS FFT A PARTIR DE IMÁGENES DE TEMPERATURA–TIEMPO PARA LA CLASIFICACIÓN DE LA LUBRICACIÓN EN COJINETES DE RODILLOS

Autores/as

  • Bruno da Cunha Diniz Universidade Federal da Bahia
  • Ranya Mota Carvalho Universidade Federal da Bahia
  • Talisson de Jesus Alves Carvalho Universidade Federal da Bahia

DOI:

https://doi.org/10.61164/j87vfa28

Palabras clave:

Transformada Rápida de Fourier, Cojinetes de Rodillos, Lubricación, Redes Neuronales Convolucionales, Procesamiento de Señales

Resumen

Este estudio presenta el desarrollo y la comparación de cinco variantes de un modelo computacional diseñado para convertir imágenes de curvas temperatura–tiempo en representaciones espectrales mediante la Transformada Rápida de Fourier (FFT). Se utilizaron 387 imágenes generadas a partir de archivos .csv del KAIST Bearing Run-to-Failure Dataset (2020), que representan tres regímenes de lubricación en cojinetes de rodillos (healthy, marginal y starved). Cada variante aplica estrategias específicas de suavizado, ponderación energética y realce espectral para producir curvas FFT adecuadas para la clasificación automática mediante redes neuronales convolucionales (CNN). Los resultados indican que las versiones FFT-Weighted, FFT-Composite y FFT-1D-Plus ofrecen un desempeño superior, generando espectros con alta estabilidad global y buen nivel de detalle local. Este equilibrio mejora la diferenciación entre clases, proporcionando patrones texturales y contrastes espectrales consistentes para el aprendizaje convolucional. Se concluye que la aplicación de la FFT a las curvas térmicas incrementa la expresividad de los datos y constituye una etapa prometedora en la preparación de conjuntos de datos para el reconocimiento de regímenes de lubricación mediante CNN.

Descargas

Los datos de descarga aún no están disponibles.

Referencias

ACTUATORS. The Fault Diagnosis of Rolling Bearings Based on FFT SE TCN SVM. Actuators, v. 14, n. 3, p. 152, 2025. Disponível em: https://www.mdpi.com/2076-0825/14/3/152. Acesso em: 31 out. 2025.

CARVALHO, R. M.; CARVALHO, T. J. A.; DINIZ, B. C. Development of an Image Processing Model for Bearing Lubrication Classification Using Convolutional Neural Networks. In: XI SIINTEC – International Symposium on Innovative Technologies, 2025, Salvador. Proceedings: XI SIINTEC, 2025.

COOLEY, J. W.; TUKEY, J. W. An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series. Mathematics of Computation, v. 19, n. 90, p. 297–301, 1965.

KOREA ADVANCED INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY (KAIST). Bearing Run-to-Failure Dataset. Daejeon, South Korea, 2020.

LECUN, Y.; BENGIO, Y.; HINTON, G. Deep learning. Nature, v. 521, n. 7553, p. 436–444, 2015.

OPPENHEIM, A. V.; SCHAFER, R. W. Discrete-Time Signal Processing. 3. ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2010.

SENSORS. Bearing Fault Diagnosis Using Lightweight and Robust One Dimensional Convolution Neural Network in the Frequency Domain. Sensors, v. 22, n. 15, p. 5793, 2022. Disponível em: https://www.mdpi.com/1424-8220/22/15/5793. Acesso em: 31 out. 2025.

WU, X.; YANG, C.; ZHENG, H.; LI, X. Intelligent fault diagnosis of rotating machinery based on improved CNN with frequency–domain feature fusion. Sensors, v. 23, n. 8, p. 3921, 2023.

XU, M.; YU, Q.; CHEN, S.; LIN, J. Rolling Bearing Fault Diagnosis Based on CNN-LSTM with FFT and SVD. Information, v. 15, n. 7, p. 399, 2024. Disponível em: https://www.mdpi.com/2078-2489/15/7/399. Acesso em: 31 out. 2025.

ZHANG, H.; ZHOU, Y.; WANG, Z.; LI, J. Fault diagnosis of rolling bearings based on time–frequency representation and convolutional neural networks. Mechanical Systems and Signal Processing, v. 181, p. 109484, 2022.

ZHOU, J.; QIN, Y.; KOU, L.; YUWONO, M.; SU, S. Fault detection of rolling bearing based on FFT and classification. Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, v. 9, n. 5, 2015. Disponível em: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jamdsm/9/5/9_2015jamdsm0056/_article. Acesso em: 31 out. 2025.

Publicado

2025-11-10

Cómo citar

DESARROLLO Y COMPARACIÓN DE MODELOS PARA LA GENERACIÓN DE CURVAS FFT A PARTIR DE IMÁGENES DE TEMPERATURA–TIEMPO PARA LA CLASIFICACIÓN DE LA LUBRICACIÓN EN COJINETES DE RODILLOS. (2025). Revista Multidisciplinar Do Nordeste Mineiro, 20(1), 1-19. https://doi.org/10.61164/j87vfa28