|
|
 |
|
| Thesis topic proposal |
| |
Description of the research topic:
a.) Előzmények: Lezárt OTKA, jelenleg futó NKFI és Lendület, EU2020 projektek, ipari megbízás.
Gyártási folyamatok hatékony megvalósítására való törekvés során többször felmerült már ipari robotok alkalmazása magának a forgácsolási folyamatnak elvégzésére. Ez legtöbbször marási folyamatot jelent melynek során értékes munkadarabokat kell nagy pontossággal gyorsan megmunkálni. Eddig ennek gátat szabott a motorvezérlő nem megfelelő sebessége és az alkalmazható elektromechanikus rendszerek nagy mérete. Jelenleg mind a sebesség, mind a beágyazott rendszerek esetében jelentős fejlődés figyelhető meg, mely előrevetíti egy olyan dinamikailag optimalizált robot orientált megmunkáló központ megvalósítását, mely képes kikerülni a robotfelépítmény jellegéből eredő hiányosságokat. Forgácsológépek és egyéb megmunkálógépek működtetése során különböző rezgések lépnek fel, melyek jelentősen befolyásolhatják a megmunkált munkadarab minőségét. Tranziens és stacionárius jellegű rezgéseken kívül – nehezen előre jelezhető – öngerjesztett jellegű rezgések is előfordulhatnak. Kiemelkedően fontos a hatékony rendszertervezés esetén az alkalmazott szenzorok, aktuátorok és a beavatkozó szabályozó elvek megfelelő modellezése melyek a forgácsolási folyamattal együtt képesek működni, figyelembe véve azok különleges viselkedését. Így megvalósítható a hatékony beavatkozás, mely során növelhető a gyártáshatékonyság és valós – dinamikai szempontból is – automatizált folyamatvezérlés valósulhat meg.
b.) A kutatás célja:
Olyan elméleti alapokon nyugvó gyakorlati technikák kifejlesztése a cél, mely alkalmas a ipari robottal elvégzett forgácsolási folyamatok közben létrejövő öngerjesztett rezgések detektálására és megszüntetésére vagy annak hatásának enyhítésére. Az Az elméleti megfogalmazása a problémának kritikus jelentőségű, hiszen olyan modellek megalkotása a cél, mely megfelelően helytállnak a gyakorlati életben is egy valós megmunkálóközpont esetén is. Szerszámgépek dinamikájának a belső szabályozási körrel való kiterjesztése szükséges a megfelelő gyakorlati életben is használható tudományos alapokon fekvő rezgésdiagnosztikai és beavatkozó rendszer alapjainak megalkotásában.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye:
• Irodalomkutatás: robotmechanikai modellezés, késleltetett rendszerek dinamikája, bifurkációelmélet, forgácsolási folyamatok. (0,5-1 év)
• Algoritmusok kidolgozása: Szerszámgépek szabályozási körének dinamikai modellezése, és annak összekapcsolása szerszámgépek regeneratív, több szabadsági fokú modális modelljével. (1-1,5 év)
• A modelleredmények tesztelése labor és valós körülmények között egy tesztelésre átalakított szerszámgép segítségével. Az elméleti eredmények összevetése mérési adatokkal. Egyszerűsített mérési környezet kiépítése. (1-1,5 év)
• Publikációs munka: 1. év: magyar és nemzetközi konferenciák, 2. év: idegen nyelvű konferencia és IF cikk, 3. év: idegen nyelvű konferencia és IF cikkek, 4. év: értekezés megírása.
d.) A szükséges berendezések: A kutatás elvégzéséhez szükséges berendezések a BME Műszaki Mechanikai Tanszéken rendelkezésre állnak. Meglévő: számítógépes háttér, rezgésmérők, analóg-digitális átalakítók.
Kísérleti berendezések: 3 tengelyes marógép, rezgés- és erőmérő rendszerek.
e.) Várható tudományos eredmények:
Az elért tudományos eredmények alapján kidolgozható egy olyan diagnosztikai és beavatkozó rendszer, mellyel szerszámgépek produktivitása növelhető tekintettel arra, hogy legtöbb esetben a teljesítmény növelésének az öngerjesztett rezgések megjelenése szab határt. A tudományos eredmények a jelenlegi kutatási és ipari trendeknek megfelelő irányba mutatnak, melynek segítségével a szerszámgépek automatikus beavatkozási képessége fejleszthető. Sikeres alapkutatás során született eredmények publikálásának céljából számos impakt faktoros folyóiratcikk és nemzetközi konferencia előadás várható.
f.) Irodalom:
[1] Munoa, J., Sanz-Calle, M., Dombovari, Z., Iglesias, A., Pena-Barrio, J., Stepan, G., Tuneable clamping table for chatter avoidance in thin-walled part milling, CIRP Annals (2020), 69(1), pp 313-316.
[2] Dombovari, Z., Iglesias, A., Molnar, T.G., Habib, G., Munoa, J., Kuske, R., Stepan, G., Experimental observations on unsafe zones in milling processes, Philosophical Transactions of the Royal Society A (2019), 377 (2153), 20180125.
[3] Stepan, G., Hajdu, D., Iglesias, A., Takacs, D., Dombovari, Z., Ultimate capability of variable pitch milling cutters, CIRP Annals (2018), 67(1), pp 373-346.
[4] Dombovari, Z., Dominant modal decomposition method, JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION (2017), 392, pp 56-69.
[5] Munoa, J., Beudaert, X., Dombovari, Z., Altintas, Y., Budak, E., Brecher, C. , Stepan, G., Chatter suppression techniques in metal cutting, CIRP Annals (2016) 65 (2), pp. 785-808
[6] Dombovari Z, Stepan G: On the bistable zone of milling processes, PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY A (2015) 373: (2051) pp.1-17
[7] Zatarain M, Alvarez J, Bediaga I, Munoa J, Dombovari Z: Implicit subspace iteration as an efficient method to compute milling stability lobe diagrams, INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY (2015) 77:(1-4) pp. 597-607.
[8] Mancisidor I, Urkiola A, Barcena R, Munoa J, Dombovari Z, Zatarain M: Receptance coupling for tool point dynamic prediction by fixed boundaries approach, INTERNATIONAL JOURNAL OF MACHINE TOOLS & MANUFACTURE (2014) 78: pp. 18-29.
Number of students who can be accepted: 1
Deadline for application: 2021-03-23 |
|
|
|
|
|
|
|
Login
