Lider merytoryczny prof. dr hab. inż. Krzysztof Jemielniak

1. ZB 2 Modelowanie, konstruowanie i kontrolowanie procesu HSM z uwzględnieniem skonfigurowanego układu maszyna-przyrząd-detal Lider merytoryczny prof. dr hab. inż. Krzysztof Jemielniak • Partnerzy: • Politechnika Warszawska • Politechnika Rzeszowska

2. Cele prac badawczych: 2.1 Modelowanie procesów HSM Opracowanie modeli matematycznych i optymalizacja wydajnościowej tego procesu. Okres realizacji: 01.2010-12.2010 2.2 Nadzorowanie stanu obrabiarek do HSM Opracowanie metod nadzorowanie stanu obrabiarek do HSM. Okres realizacji: 07.2011-06.2013 2.3 Układy diagnostyki stanu narzędzia i procesu skrawania dla przemysłu lotniczego Opracowanie metodyki budowy układów diagnostycznych dla konkretnych stanowisk produkcyjnych oraz konstrukcji i metodyki pracy sondy narzędziowej, umożliwiającej pomiary zużycia ostrza Okres realizacji: 07.2008-12.2013

3. cutting forces, cutting forces, stability lobes temperature Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Virtual Machining – new trends in modeling and manufacturing of aerospace parts - proposed system. e.g. e.g. G - code optimization Tests Tests and and parts parts , , production production

4. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Virtual Machining – new trends in modeling and manufacturing of aerospace parts.

5. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Virtual Machining – new trends in modeling and manufacturing of aerospace parts.

6. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Virtual Machining – new trends in modeling and manufacturing of aerospace parts.

7. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Virtual Machining – new trends in modeling and manufacturing of aerospace parts. Conclusions Virtual machining system in modeling and manufacturing of parts was development. This method allows for reliable cutting process modeling and selection of optimized cutting parameters. A good result of proposed application on real existing part was obtained. Further development in CNC code optimization is necessary to streamline tool-to-workpiece engage and corner machining.

8. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Automatyczna analiza modalna wrzeciona frezarki • W ramach podzadania opracowano: • Stanowisko pomiarowe do eksperymentalnej analizy modalnej • Metodykę badań modalnych wraz z automatycznym rozpoznaniem postaci drgań • Algorytmy i oprogramowanie do automatycznej analizy modalnej typu SISO

9. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych • Cechy opracowanego oprogramowania: • Wbudowany moduł akwizycji danych • Dwa tryby pracy: • Przemysłowy • Naukowy (Edukacyjny) • Obliczanie modelu badanego obiektu • Charakterystyki modalne (doświadczalne i aproksymowane) • Amplitudowo-częstotliwościowa • Fazowo-częstotliwościowa • Amplitudowo-fazowo-częstotliwościowa • Zapis wyników badań do pliku

10. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych • Wyniki • Opracowano oprogramowanie do wykonania badań analizy modalnejw trybie automatycznym • Tryb przemysłowy i naukowy umożliwiają zastosowanie w przemyśle oraz edukacyjne • Wyniki badań ukazują powtarzalność wyników badań oraz wpływ ciepła na podatność dynamiczną wrzeciona frezarki Oś Y Oś X

11. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Opracowanie metodyki i procedur badania błędnych ruchów szybkoobrotowych wrzecion tokarek i frezarek Etap I Uaktualnienie stanu wiedzy badania błędnych ruchów wrzecion. Przegląd metod badawczych, analiza rozwiązań technologicznych, możliwości układów komercyjnych. Etap II Analiza oprogramowania komercyjnego SEA 8.5. Metodyka badania błędnych ruchów wrzecion systemem firmy Lion Precision. Pomiary układem komercyjnym, akwizycja i archiwizacja danych, analizy wyników dostarczonym oprogramowaniem.

12. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Błędne ruchy wrzecion – wnioski (Etapy I i II) Wrzeciono szybkoobrotowe jest jednym z ważniejszych podzespołów obrabiarki, badania ruchów błędnych wrzecion nie są rozpowszechnione, Na rynku dostępny jest tylko jeden komercyjny układ pomiarowy. Normy międzynarodowe (B89.3.4, 230-7) dosyć dobrze określają zasady pomiarów ruchów błędnych wrzeciona. Moduł DAQ w układzie komercyjnym, jest standardem firmy NI i można go kontrolować własnym oprogramowaniem. „Surowe” dane zbierane podczas pomiarów układem komercyjnym, zapisywane są w pliku tekstowym – wyniki pomiarów można weryfikować niezależnym oprogramowaniem. Wyniki niektórych analiz oprogramowania komercyjnego są niezgodne z normą.

13. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych AUTOMATYCZNY SYSTEM WIZYJNY DO MONITOROWANIA ZUŻYCIA OSTRZA • Wykonano prototyp działający on-line na tokarce CNC • Opracowano układ automatycznego wykonywania ostrych zdjęć narzędzi o różnej geometrii z zastosowaniem pojedynczego układu obiektyw – kamera i zmotoryzowanego układu regulacji ostrości • Przeprowadzono test • działania systemu • w trybie on-line: - pomiary wykonywane były automatycznie pomiędzy ustalonymi sekwencjami zabiegów

14. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych AUTOMATYCZNY SYSTEM WIZYJNY DO MONITOROWANIA ZUŻYCIA OSTRZA WYNIKI: • Poprawna ocena poziomu • zużycia narzędzia niezależnie • od: • - geometrii i koloru narzędzia • - występowania narostu • - innych przedmiotów w tle • - ubytku materiału Błąd pomiaru: DPa,śr = 0,041 mm Błąd pomiaru: DPa,śr = 0,064 mm

15. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Strategia diagnostyki KSO dla obróbki seryjnej • Alarm przeciążenia (siły, drgania) – duże KSO, kolizja nadmierne drgania • Wzrost sygnału ponad założony poziom – stała granica, ocena w trakcie zabiegu • Alarm przyśpieszonego zużycia (siły) – możliwość zapobiegania KSO • Zmiana kształtu przebiegu sygnału w zabiegu, ocena po zabiegu, • integracja sygnałów • Alarm KSO – niewielkie KSO • Ocena w trakcie zabiegu, integracja sygnałów, rozmyte granice, różne metody dla różnych sposobów

16. Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych Strategia diagnostyki KSO dla obróbki seryjnej PRZY TOCZENIU - dynamiczne granice oparte na zmienności sygnałów (siły - 1, RMS drgań - 2, odchylenie standardowe sił - 3) PRZY FREZOWANIU Monitorowanie stosunku amplitud sygnałów poszczególnych ostrzy dla każdego obrotu (sygnały sił skrawania) 1) 2) STRATEGIA 3) STRATEGIA

17. Stan współpracy z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej Stan współpracy z przedsiębiorstwami lotniczymi Doliny Lotniczej • WSK Rzeszów • Ultratech Sp. z o.o. • Hispano-Suiza Polska Sp. z o.o. • PZL Mielec • Ostateczna weryfikacja poprawności działania oraz przydatności opracowanych programów i prototypów będzie wykonana w warunkach przemysłowych w zakładach lotniczych WSK Rzeszów oraz PZL Mielec A Sikorsky Aircraft Company

18. Dane do wskaźników realizacji celów projektu • Referaty konferencyjne (wygłoszone) • K. Jemielniak, J. Kossakowska, T. Urbański, S. Bombiński , ToolCondition Monitoring in RoughTurning of Inconel 625, 7th International Conference Production Engineering 2011, Wrocław • K. Jemielniak, Zaawansowane metody przetwarzania sygnałów w diagnostyce stanu narzędzia i procesu skrawania, III Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Manufacturing 2010”, Poznań • Mariusz Mucha, Robert OstrowskiVirtual Machining – new trends in modeling and manufacturing of aerospace parts, 6th Int. Conference „Supply on the wings” Nov. 2-4, 2011 Frankfurt, Germany

19. Dane do wskaźników realizacji celów projektu • Referaty konferencyjne (wygłoszone) • V Konferencja Szkoły Obróbki Skrawaniem 26-28.09.2011: • K. Jemielniak „Nowe trendy w obróbce wysokowydajnej (HPC)”, 13-27 • J. Kossakowska „Wykorzystanie narzędzi z płytkami obrotowymi do obróbki materiałów lotniczych”, 262-269 • K. Jemielniak, Tomasz. Urbański, J. Kossakowska, S. Bombiński„Monitorowanie stanu narzędzia skrawającego w oparciu o wiele miar sygnałów”, 401-408.

20. Dane do wskaźników realizacji celów projektu • Publikacje • K Jemielniak, T Urbański, J Kossakowska, S. Bombiński„Tool condition monitoring based on numerous signal features”, Int J Adv Manuf Technol, Published online 22 July 2011, DOI 10.1007/s00170-011-3504-2 • K. Jemielniak “Przetwarzanie sygnałów w diagnostyce stanu narzędzia i procesu skrawania”, Archiwum Technologii Maszyn I Automatyzacji, Vol. 31 nr 2, 2011

21. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Zrealizowane prace inżynierskie (1) inż. Jakub Żaczek Opiekun naukowy: dr inż. Sebastian Bombiński Temat: Badania doświadczalne zależności sił skrawania i emisji akustycznej od stanu narzędzia. Realizowane prace inżynierskie (3) Paweł Kołaczkowski Opiekun naukowy: dr inż. Mirosław Nejman Temat: Automatyzowanie raportowania wyników badań w eksperymentach o wielu próbach. Jacek Głodek Opiekun naukowy: dr inż. Jarek Chrzanowski Temat: „Dwuczujnikowa sonda do bezpośredniego pomiaru zużycia ostrza.” Marcin Kapkowski Opiekun naukowy: dr inż. Jarek Chrzanowski Temat: „Wpływ prędkości posuwu na dokładność odwzorowania kształtu”

22. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Zrealizowane prace przejściowe magisterskie (1) Student: Grzegorz Derlikowski Temat: Wielozadaniowa sonda narzędziowa. Zrealizowane prace magisterskie (2) Iñigo Romeo García (student z ERASMUS-a) Temat: Automatic frequency & modal analysis of the tool of a drilling machine via tap tests with impact hammer Piotr Hajduk Temat: Nowoczesne rozwiązania technologiczne w wysokowydajnej obróbce stopów aluminium na przykładzie obróbki pokrywy skrzynki przekładniowej

23. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Realizowane prace magisterskie (4) Ruben LLamas Robles(ERASMUS) Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Krzysztof Jemielniak Temat: Spindle Error Analyser Cristina Fontana (ERASMUS) Opiekun naukowy: dr inż. Nejman Mirosław Temat: Data Acquisition in Real-Time Systems inż. Grzegorz Derlikowski Opiekun naukowy: dr inż. Jarek Chrzanowski Temat: Pomiary błędnych ruchów wrzecion obrabiarek. inż. Sebastian Lautsch Opiekun naukowy: dr inż. Nejman Mirosław Temat: Budowa układu diagnostyki do wykrywania KSO z wykorzystaniem modułu FPGA

24. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Realizowane prace doktorskie (2) Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Krzysztof Jemielniak Doktorant: mgr inż. Tomasz Urbański Tematyka: Automatyczna diagnostyka stanu narzędzia w warunkach przemysłowych Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Maciej Szafarczyk Doktorant: mgr inż. Radosław Gościniak Temat: Metoda określania współrzędnych i zużycia ostrza i zużycia ostrza noża na tokarkach NC Obrona: planowana na styczeń 2012

25. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Planowane prace habilitacyjne (robocze tytuły, zakresy tematyczne) (4): dr inż. Joanna Kossakowska: „Zaawansowane metody przetwarzania sygnałów w diagnostyce procesu skrawania” dr inż. Sebastian Bombiński: "Metody sztucznej inteligencji w diagnostyce procesu skrawania" dr inż. Jarosław Chrzanowski „Badanie dokładności dynamicznej obrabiarek sterowanych numerycznie” dr inż. Piotr Szulewski: "Informatyczne systemy komunikacyjne w środowiskach przemysłowych"

26. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Wnioski patentowe(2) Złożono dwa wnioski do Urzędu Patentowego: Urządzenie do pozycjonowania i bezpośredniego pomiaru zużycia narzędzi maszyn sterowanych numerycznie. Mechanizm równoległego przesuwu elementów w sondzie narzędziowej do pozycjonowania i bezpośredniego pomiaru zużycia narzędzia maszyn sterowanych numerycznie.

27. Dane do wskaźników realizacji celów projektu Zespół realizujący dotychczasowe podzadania prof. dr hab. inż. Krzysztof Jemielniak, dr inż. Sebastian Bombiński, dr inż. Jarosław Chrzanowski, dr inż. Joanna Kossakowska, dr inż. Mirosław Nejman dr inż. Dominika Śniegulska-Grądzka dr inż. Rafał Wypysiński mgr inż. Radosław Gościniak – doktorant mgr inż. Mariusz Mucha mgr inż. Robert Ostrowski mgr inż. Tomasz Urbański – doktorant Jakub Żaczek – student Tomasz Brzeziński – pracownik techniczny

28. Zadanie Badawcze 2 Modelowanie, konstruowanie i kontrolowanie procesu HSM z uwzględnieniem skonfigurowanego układu maszyna-przyrząd-detal Dziękuję za uwagę