Pokročilé metody zajišťování přesnosti výrobních strojů (W35OZ005)
Departments: | ústav výrobních strojů a zařízení (12135) |
Abbreviation: | | Approved: | 18.09.2025 |
Valid until: | ?? | Range: | 52P + 26C |
Semestr: | | Credits: | |
Completion: | ZK | Language: | CS |
Annotation
• Úvod do přesnosti výrobních strojů. Hlavní komponenty výrobní přesnosti. Vliv přestavitelných skupin, pohonů a jejich řízení na přesnost. Teplotní vlivy.
• Experimentální metody v oblasti přesnosti výrobních strojů. Měřicí zařízení a senzorika ve vazbě na kinematiku stroje. Sběr dat z řídicích systémů. Zpracování a interpretace experimentálních dat. Související normy.
• Kompenzace geometrických chyb výrobních strojů. Základní pojmy, dělení, funkce v řídicích systémech.
• Přístupy k minimalizaci teplotních chyb strojů. Dělení přístupů, jejich aplikovatelnost v různých fázích vývoje stroje.
• Softwarová teplotní kompenzace obráběcích strojů. Aproximační kvalita modelů. Fenomenologické modely. Teplotní kompenzace se základem v lineární regresní analýze, teorii přenosových funkcí, umělé neuronové sítě. Průmyslová implementace.
• Adaptivní kompenzační metody. Dlouhodobá stabilita modelů (robustnost). Aktualizace kompenzačního modelu pomocí inprocesního měření na obráběcích strojích za provozu (OMM – On-Machine-Measurement).
• Volumetrická přesnost strojů. Experimentální a kompenzační metody. Vliv nehomogenity teplotního pole.
• Vliv řezného procesu na přesnost výrobních strojů. Rozbor faktorů. Experimentální identifikace.
• Simulační metody v oblasti přesnosti strojů. Využití metody konečných prvků (MKP) pro zlepšení geometrické přesnosti a predikci teplotně-deformačního chování. Experimentálně validované modely pro zvyšování spolehlivosti.
• Konstrukční zásahy pro zvyšování přesnosti výrobních strojů. Návrh a validace optimalizačních opatření pomocí MKP. Chlazení struktury a komponent. Návrh nosné struktury se sníženou senzitivitou k tepleným jevům.
• Validace a verifikace výpočtových modelů a metod pro zvyšování přesnosti strojů. Kontrolní obrobky.
Structure
Literarture
Knihy a skripta:
HOREJŠ, O. Minimalizace teplotních chyb obráběcích strojů pomocí softwarových kompenzačních algoritmů. Praha: Habilitační práce, ČVUT v Praze, Fakulta strojní, Ústav výrobních strojů a zařízení, 2020, 166 s.
MAREŠ, M. Komplexní kompenzační matematický model tepelných deformací výrobních strojů. Praha: Habilitační práce, ČVUT v Praze, Fakulta strojní, Ústav výrobních strojů a zařízení, 2023, 160 s.
MAYR, J. et al. Thermal issues in machine tools. CIRP Ann.Manuf.Technol. 2012, 61 (2), 771–791. ISSN 0007-8506.
INCROPERA, F. a D. DEWITT. Introduction to Heat Transfer. John Wiley & Sons. New York. NY, 1996, 997 s.
RAMESH, R. M. A. MANNAN a A. N. POO. Error compensation in machine tools - a review: Part II:
thermal errors. Int.J.Mach.Tools Manuf. 2000, 40 (9), 1257-84. ISSN 0890-6955.
IBARAKI, S. a W. KNAPP. Indirect Measurement of Volumetric Accuracy for Three-axis and Five-axis Machine Tools: A Review. Int. J. Automation Technol. 2012, 6 (2), 110-24.
Normativy:
ISO 230-3, Test Code for Machine Tools - Part 3: Determination of Thermal Effects. Genf (Switzerland), 2007.
ISO 230-7: Test code for machine tools – Part 7: Geometric accuracy of axes of rotation. Genf (Switzerland), 2006.
ISO 13041-8: Test Conditions for Numerically Controlled Turning Machines and Turning Centres – Part 8: Evaluation of Thermal Distortions. Genf (Switzerland), 2004
ISO 10791-7:2014, Test conditions for machining centres - Part 7: Accuracy of finished test pieces. Genf (Switzerland), 2014.
ISO 10791-10, Test Conditions for Machining Centres – Part 10: Evaluation of Thermal Distortion. Genf (Switzerland), 2007.