Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym III KONFERENCJA Indywidualnego projektu kluczowego Politechnika Warszawska, Wydział

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym III KONFERENCJA Indywidualnego projektu kluczowego Politechnika Warszawska, Wydział"— Zapis prezentacji:

1 Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym III KONFERENCJA Indywidualnego projektu kluczowego Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Zadanie Badawcze 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 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Cele prac badawczych: 2.1 Modelowanie procesów HSM Opracowanie modeli matematycznych i optymalizacja wydajnościowej tego procesu. Okres realizacji: Nadzorowanie stanu obrabiarek do HSM Opracowanie metod nadzorowanie stanu obrabiarek do HSM. Okres realizacji: 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:

3 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem 2.3 Układy diagnostyki stanu narzędzia i procesu skrawania dla przemysłu lotniczego 2.3.1Uaktualnienie światowego stanu wiedzy w zakresie diagnostyki stanu narzędzia i procesu skrawania 2.3.2Identyfikacja stanowisk produkcyjnych do diagnozowanie stanu narzędzia i procesu obróbki 2.3.3Dobór metody diagnostycznej i odpowiednich czujników, mierzących wybrane wielkości fizyczne oraz opracowanie, instalacja i testowanie torów pomiarowych działających w warunkach produkcyjnych, możliwie bezobsługowo 2.3.4Badania doświadczalne zależności wybranych sygnałów diagnostycznych od stanu procesu skrawania 2.3.5Analiza przydatności zbieranych sygnałów diagnostycznych na każdym z analizowanych stanowisk i redukcja torów pomiarowych do niezbędnego minimum 2.3.6Optymalizacja procedur pomocniczych układu nadzoru stanu narzędzia 2.3.7Budowa sondy narzędziowej z funkcja pomiaru zużycia ostrza 2.3.8Zastosowanie metod wizyjnych do diagnostyki stanu narzędzia 2.3.9Opracowanie metod automatycznej selekcji miar sygnałów diagnostycznych oraz integracji ich wskazań Opracowanie strategii diagnostyki zużycia ostrza dla produkcji jednostkowej przy założeniu niezmienności materiału obrabianego Opracowanie metod komunikacji układów diagnostycznych z układami sterowania Opracowanie i testowanie wirtualnych układów ADONiS Zbudowanie i testowanie hardwareowych układów ADONiS I i II kwartał 2010 Wykonane

4 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Badania doświadczalne zależności wybranych sygnałów diagnostycznych od stanu procesu skrawania w warunkach przemysłowych – przeprowadzone w WSK Rzeszów Tokarka TZC-32N1

5 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Badania doświadczalne zależności wybranych sygnałów diagnostycznych od stanu procesu skrawania w warunkach przemysłowych – przeprowadzone w WSK Rzeszów Tokarka TZC-32N1 Inconel 625

6 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Badania doświadczalne zależności wybranych sygnałów diagnostycznych od stanu procesu skrawania w warunkach przemysłowych – przeprowadzone w WSK Rzeszów Przebiegi sygnałów wartości skutecznej emisji akustycznej AE RMS oraz drgań (składowe Vx, Vy, Vz) i zdjęcia zużycia narzędzia z trzecich grup zabiegów z pierwszej i operacji Tokarka TUR MN Inconel 781

7 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Badania doświadczalne zależności wybranych sygnałów diagnostycznych od stanu procesu skrawania w warunkach przemysłowych – przeprowadzone w PZL Mielec Tokarka ERI-250 stop tytanu WT-22

8 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Badania doświadczalne zależności wybranych sygnałów diagnostycznych od stanu procesu skrawania w warunkach przemysłowych – przeprowadzone w PZL Mielec Tokarka ERI-250 stop tytanu WT-22

9 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Badania doświadczalne zależności wybranych sygnałów diagnostycznych od stanu procesu skrawania w warunkach przemysłowych – przeprowadzone w PZL Mielec Tokarka ERI-250 stop tytanu WT-22 Przebiegi sygnałów AE raw, AE rms oraz trzech składowych drgań V x, V y i V z dla pierwszej, trzeciej i piątej (ostatniej) operacji pierwszego okresu trwałości ostrza

10 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Wnioski z wizyt studyjnych w przedsiębiorstwach Doliny Lotniczej Przeprowadzono badania w WSK Rzeszów i PZL Mielec na czterech stanowiskach tokarskich podczas pracy 27 ostrzy dla pięciu różnych narzędzi. Zrezygnowano ze stanowisk frezarskich. Instalacja przewodowych czujników na tego frezarkach pięcioosiowych grozi uszkodzeniem sprzętu pomiarowego w czasie badań Duże zapotrzebowanie na diagnostykę stanu ostrza - materiałów trudnoskrawalne - krótkie i niepowtarzalne okresy trwałości ostrza, ocena ich końca arbitralna, zależna od doświadczenia operatora Okresy trwałości ostrza czasami krótsze od czasu obróbki jednego przedmiotu – konieczne jest poszukiwanie nowych miar niezależnych od parametrów skrawania i położenia miejsca obróbki na detalu

11 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Analiza przydatności sygnałów i ich miar do diagnostyki stanu narzędzia 1.Przeanalizowano przydatność typu falki i transformaty oraz miar współczynników falkowych do diagnostyki stanu narzędzia, na przykładzie surowego sygnału AE. 2. Przeprowadzono analizę przydatności miar sygnału AE i sił skrawania oparta na transformacie falkowej, do diagnostyki stanu narzędzia na przykładzie zgrubnego toczenia Inconel 625 w operacji przemysłowej Spośród 22 testowanych typów falek najlepsze wyniki osiągnięto dla coif4, a niewiele gorsze dladb6, sym5, coif3, coif4, bior3.7 i bior3.9, stąd te falki można zarekomendować do diagnostyki stanu narzędzia opartej na surowym sygnale AE. WPT okazała się znacznie korzystniejsza od DWT

12 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Analiza przydatności sygnałów i ich miar do diagnostyki stanu narzędzia 3. Opracowano metody automatycznej selekcji miar sygnałów diagnostycznych polegające na: modelowaniu zależności stanu narzędzia od wykorzystanej części okresu trwałości ostrza przez znormalizowany w dziedzinie czasu i filtrowany dolnoprzepustowo przebieg ocenę jakości tego modelu przy pomocy współczynnika determinacji ocenę powtarzalności miar eliminację miar skorelowanych między sobą 4. Opracowano metodę oceny stanu narzędzia w oparciu o poszczególne miary oraz integracji tych ocen.

13 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Analiza przydatności sygnałów i ich miar do diagnostyki stanu narzędzia Główne wnioski: 1.Z dostępnych sygnałów należy wyznaczać bardzo dużą liczbę miar, ponieważ znikoma ich część jest przydatna do monitorowania stanu narzędzia. 2.Niemożliwe jest zarówno prowadzenie monitorowania w oparciu o jedną miarę sygnału, jak i przewidzenie które miary mogą być przydatne. 3.Konieczne jest automatyczne prowadzenie selekcji miar. 4.Zwiększanie liczby zakwalifikowanych miar poprzez obniżanie kryteriów selekcji powoduje pogorszenie oszacowania stanu narzędzia przez układ.

14 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Wstępna ocena przydatności podstawowych metod przetwarzania i analizy obrazu do pomiaru zużycia ostrza na podstawie zdjęć z mikroskopu warsztatowego Opracowanie projektu i budowa stanowiska do wykonywania zdjęć narzędzia na obrabiarce w warunkach przemysłowych Badania doświadczalne - wykonanie zdjęć ostrza na maszynie, pomiar wskaźników zużycia w czasie prób trwałościowych Porównanie skuteczności wytypowanych metod analizy obrazu do oceny stanu ostrza, w oparciu o zdjęcia uzyskane z kamery przemysłowej zainstalowanej na obrabiarce Opracowanie strategii automatycznej wizyjnej oceny stanu ostrza Opracowanie wirtualnego wizyjnego systemu diagnostyki stanu ostrza Testowanie opracowanego systemu oceny stanu narzędzia na obrabiarce Zastosowanie metod wizyjnych do diagnostyki stanu ostrza Przeniesione na III kwartał ze względu na brak finansowania

15 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Budowa sondy narzędziowej z funkcją pomiaru zużycia ostrza Opracowanie koncepcyjne wariantów konstrukcyjnych sondy. Wybór wariantu. Projekt i niezbędne obliczenia czujnika sondy. Opracowanie dokumentacji konstrukcyjnej. Wykonanie modelu egzemplarza badawczego sondy. Opracowanie projektu, dobór elementów, oprogramowanie i wykonanie toru pomiarowego do badań sondy. Badania laboratoryjne sondy. Instalacja na obrabiarce. Badania porównawcze z typową sondą narzędziową. Opracowanie komunikacji z wytypowanym układem sterowania. Oprogramowanie. Badania półprzemysłowe. Opracowanie metodyki instalacji sondy na obrabiarce przemysłowej. Opracowanie dokumentacji serwisowej. Instalacja sondy na obrabiarce w zakładzie produkcyjnym. Badania przemysłowe w warunkach produkcji. Projekt i zestawienie stanowiska laboratoryjnego. Skalowanie i walidacja czujnika sondy. Przeniesione na III kwartał ze względu na brak finansowania

16 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Rzeczywiste wskaźniki realizacji celów projektu w ramach ZB-2 Publikacje przyjęte do druku: Journal of Engineering Manufacture: K. Jemielniak, J. Kossakowska, T. Urbański: Application of wavelet transform of AE and cutting force signals in tool condition monitoring of Inconel 625 CIRP keynote paper (Pisa, Italy, Tuesday, Aug. 24, 2010, 14:00-14:30

17 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Rzeczywiste wskaźniki realizacji celów projektu w ramach ZB-2 Wygłoszone referaty: 5th International Conference on Advances in Production Engineering, APE2010, 17– r: J. Chrzanowski, R. Wypisiński, Independent Tool Probe with LVDT for Measuring Dimensional Wear of Turning Edge K. Jemielniak, J. Kossakowska: Tool Wear Monitoring Based on Wavelet Transform of Raw Acoustic Emission Signal P. Oborski, Shop Floor Control Based on Multiagent Idea

18 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Rzeczywiste wskaźniki realizacji celów projektu w ramach ZB-2 Planowane referaty: 4th CIRP International Conference on High Performance Cutting, 24 –26 Oct., 2010, Gifu, Japan K. Jemielniak, J. Kossakowska, S. Bombiński, T. Urbański: Multi- feature fusion based tool condition monitoring of Inconel 625 IV Konferencja Naukowa SZKOŁA OBRÓBKI SKRAWANIEM, ŁÓDŹ 6-8 września 2010 r K. Jemielniak, J. Kossakowska, T. Urbański, Zastosowanie transformaty falkowej sygnałów sił skrawania i emisji akustycznej do monitorowania stanu narzędzia skrawającego podczas toczenia zgrubnego Inconelu 625 K. Jemielniak, J. Kossakowska, M. Nejman, Optymalizacja toczenia zgrubnego Inconelu 625

19 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Realizowane prace doktorskie Promotor: prof. dr hab. inż. Krzysztof Jemielniak Doktorant: mgr inż. Tomasz Urbański Tematyka: Automatyczna diagnostyka stanu narzędzia w warunkach przemysłowych Promotor: 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 Planowane prace habilitacyjne (robocze tytuły, zakresy tematyczne): 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" Rzeczywiste wskaźniki realizacji celów projektu w ramach ZB-2

20 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem 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. Przemysław Oborski dr inż. Piotr Szulewski dr inż. Dominika Śniegulska-Grądzka mgr inż. Radosław Gościniak mgr inż. Tomasz Urbański – doktorant mgr inż. Rafał Wypysiński – doktorant Jakub Żaczek - student

21 Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem Dziękuję za uwagę Zadanie Badawcze 2 Modelowanie, konstruowanie i kontrolowanie procesu HSM z uwzględnieniem skonfigurowanego układu maszyna-przyrząd-detal


Pobierz ppt "Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym III KONFERENCJA Indywidualnego projektu kluczowego Politechnika Warszawska, Wydział"

Podobne prezentacje


Reklamy Google