Výzkumné centrum pro strojírenskou techniku a technologii

2b Výzkum vlastností nosných soustav obráběcích strojů s vysokou dynamikou a jejich optimalizace

vedoucí Ing. Jan Smolík, Ph.D.

Cíle projektu


Výzkum různých variant na matematických modelech MKP s cílem nalézt optimální koncepce uspořádání strojů a jejich uzlů, připadajících v úvahu jako budoucí výrobní program českých výrobců. 

Řešení projektu


2004

 

Cíle roku

Výzkum různých variant na matematických modelech MKP s cílem nalézt optimální koncepce uspořádání strojů a jejich uzlů, připadajících v úvahu jako budoucí výrobní program českých výrobců.

Průběh řešení

Byl proveden výpočet horizontálního frézovacího centra FFQ100VR z produkce společnosti TOS Kuřim. Jde o první inovovaný stroj z produkce TOS Kuřim - OS, u kterého jsou uplatněny (z důvodů zvýšení dynamiky stroje) valivá vedení. Součástí výpočtové analýzy bylo také rozsáhlé ověřovací měření, jak na samotných dílech a skupinách, tak i na celé struktuře stroje. Výpočtově byla vyhledána poddajná místa ovlivňující dominantně tuhost stroje a byly extrahovány také modální vlastnosti celé nosné struktury stroje.
Byly provedeny srovnávací výpočty pro různé provedení lože brusky stavební řady 3000 Erwin Junker a verifikovány dle výsledků měření. Byla ověřována možnost modelování vyplňovaných odlitků a věrohodnost získaných výsledků. Výsledky jsou shrnuty ve výzkumné zprávě a uplatněny také v doktorské práci Ing. Ondřeje Novotného.
Byla provedena výpočtová analýza pomocí metody topologické optimalizace na nosné struktuře vyvíjeného stroje Multicut 500 společnosti Kovosvit MAS. Jde o nově vyvíjené obráběcí centrum umožňující standardní soustružnické práce, ale také frézování. Návrh konstrukčních úprav byl proveden na reálné konstrukci. Ověření bylo provedeno výpočtově na MKP modelu modifikované nosné struktury.
Byla provedena komplexní vývojová analýza zahrnující konstrukční, výpočtové a simulační práce otočného a naklápěcího stolu nově vyvíjeného pětiosého frézovacího centra MCU 630V-5X společnosti Kovosvit MAS a.s. Výsledky práce VCSVTT byly jen částečně využity při vývoji stroje MCU 630V-5X.
Byl proveden návrh, vývoj a realizace zkušebního standu STD-5 (2004) pro ověření vlastního principu VCSVTT pro řešení kompenzace geometrických chyb vzniklých svěšováním vodorovně výsuvných pinol či vřeten. Princip je založen na využití nezávislého měřícího systému a pomocného měřícího rámu a umožňuje kompenzovat jak úhel, tak polohu při svěšení. Výsledky umožní přistoupit v budoucnu k návrhu obdobného systému kompenzace na reálném stroji.
Byla provedena výpočtová analýza pomocí metody topologické optimalizace a standardním výpočtem statické a dynamické tuhosti na rámu bezhroté brusky BR 6000L , vyvíjené v Erwin Junker - BSH Holice Ltd. Ověření bylo provedeno výpočtově na MKP modelu navržené nosné struktury. Prototyp tohoto nového provedení brusky byl postaven ve 4.Q. 2004 a jde o nejdynamičtější stroj společnosti EJ ve své kategorii.
Byl proveden výpočet statické a dynamické tuhosti horizontálního frézovacího centra FF100A z produkce společnosti TOS Kuřim - OS. Jde o další inovovaný stroj společnosti se zvýšenou dynamikou a s uplatněním valivých vedení na všech osách.

VaV výsledky

 

2003

 

Cíle roku

Výzkum různých variant na matematických modelech MKP s cílem nalézt optimální koncepce uspořádání strojů a jejich uzlů, připadajících v úvahu jako budoucí výrobní program českých výrobců.

Průběh řešení

Modelování nosných struktur obráběcích strojů pomocí MKP bylo realizováno na stroji LM – 2 a dále při výpočtech nosné struktury suportu pětiosého soustružnického centra ve spolupráci s firmou Kovosvit MAS.
Metody zpřesnění MKP modelů dle experimentálních výsledků se realizují na stroji LM – 2. Jednotlivé díly nosné soustavy byly namodelovány MKP a také proměřeny jejich statické a dynamické vlastnosti.

VaV výsledky

 

2002

 

Cíle roku

Výzkum různých variant na matematických modelech MKP s cílem nalézt optimální koncepce uspořádání strojů a jejich uzlů, připadajících v úvahu jako budoucí výrobní program českých výrobců.

Průběh řešení

Byla provedena rešerše, rozbor problematiky a návrh nových řešení problému vyrovnávání vodorovné polohy vodorovného smýkadla (pinoly) v závislosti na vysunutí a zatížení.
Byl proveden statický a dynamický výpočet MKP nosné soustavy frézovacího centra.
Byl sestaven matematický model (MKP) tepelného chování smýkadla vodorovné vyvrtávačky.

VaV výsledky

 

2001

 

Cíle roku

Výzkum různých variant na matematických modelech MKP s cílem nalézt optimální koncepce uspořádání strojů a jejich uzlů, připadajících v úvahu jako budoucí výrobní program českých výrobců.

Průběh řešení

Byly provedeny dynamické výpočty vlastních kmitů experimentálního stroje LM2 za použití metody MKP (metoda konečných prvků). Dosažení rychlení do 4 g se projevilo jako zcela reálné na všech NC osách (X, Y, Z) u obou navržených modelů.
Bylo zkonstruováno experimentální testovací zařízení pro ověření nových mechanických principů pro dynamické vyvažování rámů HSC strojů.

VaV výsledky

 

2000

 

Cíle roku

Literární rešerše řešené problematiky (ze světové literatury).
Zjištění stavu řešené problematiky v českém průmyslu (zejména v průmyslu obráb. a tvář. strojů) a potřeby tohoto průmyslu v nejbližších letech.
Formulace cílů projektu (2001 podrobněji a celkový cíl v r. 2004).
Zapracování současných námětů z průmyslu do projektů (podle možnosti).

Průběh řešení

Byla provedena studie obráběcího stroje s paralelní redundantní strukturou.

VaV výsledky

 

© VCSVTT 2017
Kruhy
Technologie třískového obrábění Laserové technologie Řídicí a pohonová technika Vývoj strojů a elementů Zkoušení a diagnostika strojů Automatizace výrobních zařízení Programování CNC strojů