Search
dr inż. Michał Mazur
Employment
- Assistant Professor at Institute of Mechanics and Machine Design
Publications
Filters
total: 48
Catalog Publications
Year 2024
-
The clamping selection method to reduce the vibration of large-size workpieces during the face milling process
PublicationThe article introduces a method for selecting the best clamping conditions to obtain vibration reduction during milling of large-size workpiece. It is based on experimental modal analysis performed for a set of assumed, fixing conditions of a considered workpiece to identify Frequency Response Functions (FRFs) for each tightening torque of the mounting screws. Simulated plots of periodically changing nominal cutting forces are...
Year 2022
-
Adjusting the Stiffness of Supports during Milling of a Large-Size Workpiece Using the Salp Swarm Algorithm
PublicationThis paper concerns the problem of vibration reduction during milling. For this purpose, it is proposed that the standard supports of the workpiece be replaced with adjustable stiffness supports. This affects the modal parameters of the whole system, i.e., object and its supports, which is essential from the point of view of the relative tool–workpiece vibrations. To reduce the vibration level during milling, it is necessary to...
Year 2021
-
A method of predicting the best conditions for large-size workpiece clamping to reduce vibration in the face milling process
PublicationThe paper presents an innovative method of solving the problem of vibration suppression during milling of large-size details. It consists in searching for the best conditions for clamping the workpiece based on a rapid modal identification of the dominant natural frequencies only and requires repetitive changes in the tightening torque of the clamping screws. Then, by estimating the minimum work of the cutting forces acting in...
-
A technique of experiment aided virtual prototyping to obtain the best spindle speed during face milling of large-size structures
PublicationThe paper presents an original method concerning vibration suppression problem during milling of large-size and geometrically complicated workpieces with the use of novel way of selecting the spindle speed. This consists in repetitive simulations of the cutting process for subsequent values of the spindle speed, until the best vibration state of the workpiece is reached. An appropriate method of obtaining a computational model,...
-
An Experimentally Aided Operational Virtual Prototyping to Obtain the Best Spindle Speed during Face Milling of Large-Size Structures
PublicationAbstract: The paper presents an original method concerning the problem of vibration reduction in the general case while milling large-size and geometrically complex details with the use of an innovative approach to the selection of spindle speed. A computational model is obtained by applying the so-called operational approach to identify the parameters of the workpiece modal model. Thanks to the experimental modal analysis results,...
-
An Improved Method of Minimizing Tool Vibration during Boring Holes in Large-Size Structures
PublicationThe paper presents a thoroughly modified method of solving the problem of vibration suppression when boring large-diameter holes in large-size workpieces. A new approach of adjusting the rotational speed of a boring tool is proposed which concerns the selection of the spindle speed in accordance with the results of the simulation of the cutting process. This streamlined method focuses on phenomenological aspects and involves the...
-
Estimation of structural stiffness with the use of Particle Swarm Optimization
PublicationThe paper presents the theoretical background and four applications examples of the new method for the estimation of support stiffness coefficients of complex structures modelled discretely (e.g. with the use of the Finite Element Model (FEM) method based on the modified Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. In real-life cases, exact values of the supports’ stiffness coefficients may change for various reasons...
-
Metoda doboru współczynników sztywności podpór mocujących podczas frezowania wielkogabarytowych przedmiotów podatnych z wykorzystaniem sterowania optymalnego w układzie semiaktywnym
PublicationW pracy zaproponowano nową metodę doboru w trybie on-line współczynników sztywności zamocowania wielkogabarytowego przedmiotu obrabianego do stołu frezarki, bazującą na koncepcji sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości w układzie we współrzędnych hybrydowych. Jednak znane z poprzednich opracowań autorskich równanie dynamiki wielowymiarowego układu sterowanego sprowadza się w tym przypadku do postaci, gdzie składowymi...
Year 2020
-
FPGA Based Real Time Simulations of the Face Milling Process
PublicationThe article presents a successful implementation of the milling process simulation at the Field-Programmable Gate Array (FPGA). By using FPGA, very rigorous Real-Time (RT) simulation requirements can be met. The response time of the FPGA simulations is significantly reduced, and the time synchronization is better than in a typical RT system implemented in software. The FPGA-based approach is characterized by enormous flexibility...
-
Optymalizacja prędkości obrotowej narzędzia podczas frezowania przedmiotów wielkogabarytowych
PublicationPrzedstawiono nową metodę wyznaczania optymalnej prędkości obrotowej narzędzia podczas frezowania przedmiotów wielkogabarytowych. Parametry modelu obliczeniowego (modalnego) przedmiotu obrabianego są wyznaczane z wykorzystaniem jedynie eksperymentalnej analizy modalnej. To ostatnie umożliwia eliminację pracochłonnego etapu modelowania przedmiotu, jakim jest stosowane dotychczas tworzenie i walidacja modelu MES. Otrzymany w ten...
Year 2019
-
Algorytmy roju w modelowaniu MES, czyli jak stado szpaków może pomóc inżynierowi
PublicationW poprzednich numerach „Pisma PG” prof. Jacek Rumiński przedstawił możliwości i perspektywy rozwoju sztucznej inteligencji (SI), zwłaszcza w kontekście notujących obecnie liczne sukcesy sztucznych sieci neuronowych. Jednak nie tylko budowa układu nerwowego jest inspiracją dla nowych metod SI. Ciekawą grupą metod są algorytmy wzorujące się na zachowaniu zwierząt, zwłaszcza na ich zdolnościach socjalnych i współpracy przy stawianiu...
-
ESTYMACJA WSPÓŁCZYNNIKÓW SZTYWNOŚCI ZAMOCOWANIA PODATNEGO PRZEDMIOTU OBRABIANEGO NA STOLE FREZARKI
PublicationW pracy przedstawiono metodę estymacji współczynników sztywności Elementów Sprężystych (ES) modelujących zamocowanie podatnego wielkogabarytowego przedmiotu obrabianego na stole frezarki. Proponowana metoda bazuje na algorytmie optymizacji za pomocą roju cząstek (ang. Particle Swarm Optimization), który pozwala na uzyskanie dobrej zgodności (aktualizacji) modelu Metody Elementów Skończonych (MES) z modelem pochodzącym z identyfikacji...
-
Experiment-aided virtual prototyping to minimize tool-workpiece vibration during boring of large-sized structures
PublicationThe paper presents the author's method of solving the problems of vi-bration suppression during boring of large-sized workpieces by means of an in-novative method of adjusting the rotational speed of the boring bar. It consists in selecting the spindle speed in accordance with the results of the cutting process simulation. The method includes identification of the model of the finite element method of the boring bar. The Root Mean...
-
Minimization of vibrations during milling of flexible structures using mechatronic design techniques
PublicationThe paper presents an innovative effective method of minimizing vibrations during milling of flexible structures, using a new vibration suppression method based on a workpiece holder with adjustable support stiffness. The proposed method is rooted in mechatronic design techniques, which can become a standard procedure for optimizing the milling process.
-
Optimization of the spindle speed during milling of large-sized structures with the use of technique of Experiment-Aided Virtual Prototyping
PublicationIn the paper are presented considerations concerning vibration suppression problems during milling of large-sized workpieces with the use of innovative method of matching the spindle speed of cutting tool. It depends on repeatable change of the spindle speed value as soon as the optimal vibration state of the workpiece approaches. The values of dominant “peaks” in the frequency spectra and the Root Mean Square (RMS) values of time...
-
Optymalizacja prędkości obrotowej narzędzia podczas wytaczania przedmiotów wielkogabarytowych
PublicationPrzedstawiono nową metodę wyznaczania optymalnej prędkości obrotowej narzędzia podczas wytaczania przedmiotów wielkogabarytowych, na podstawie symulacji procesu obróbki. Przeprowadzane są one dla modelu obliczeniowego wirującego narzędzia, dostrojonego do wyników testów modalnych, wraz z przyjętym modelem procesu skrawania. Ocenie podlegają wartości skuteczne (RMS) poziomu drgań w dziedzinie czasu oraz wartości dominujących amplitud...
-
Simplified Map-based Selection of Optimal Spindle Speeds When Milling Complex Structures
PublicationIn the paper a method for selecting optimal spindle speeds for complex structures during milling operations is presented. It is based on the selection of the spindle speed in accordance with a simple equation resulting from the minimisation of vibration energy, which leads to the minimisation of the work of cut-ting forces presented in previous elaborations by the authors [1]. Optimal spindle speeds are obtained for many points...
Year 2018
-
Badanie algorytmu identyfikacji parametrów modalnych wykorzystującego wiele rojów PSO pod kątem odporności na zakłócenia pomiarowe
PublicationW pracy przedstawiono wpływ zakłóceń pomiarowych na skuteczność algorytmu wykorzystującego wiele rojów PSO do identyfikacji parametrów modalnych w dziedzinie częstotliwości. W pracy przedstawiono wpływ poziomu szumu występującego w sygnale symulującym warunki pomiarowe przy rożnych poziomach zakłóceń. Ponadto otrzymane wyniki porównano z wynikami dla metod ERA i pLSCF-d. Uzyskane rezultaty wskazują, że proponowany algorytm w większości...
-
Optymalizacja docisku mocowania podatnego przedmiotu obrabianego podczas frezowania
PublicationPrzedstawiono nową metodę nadzorowania drgań podatnego przedmiotu obrabianego podczas frezowania czołowego, polegającą na optymalizacji docisku zamocowania na podstawie szybkiej analizy modalnej. Wymaga ona powtarzalnej zmiany momentu dokręcenia śrub mocujących. Oszacowanie minimalnej pracy sił skrawania na kierunku szerokości warstwy umożliwia prognozowanie optymalnej konfiguracji zamocowania przedmiotu obrabianego. Skuteczność...
-
Optymalizacja prędkości obrotowej narzędzia podczas frezowania - procedura eksploatacyjna
PublicationW pracy zaproponowano metodę wyznaczenia optymalnej prędkości obrotowej narzędzia podczas frezowania na podstawie symulacji procesu obróbki przeprowadzonej dla uproszczonego modelu przedmiotu wraz z modelem procesu skrawania. Parametry modelu określane są bezpośrednio na podstawie wyników identyfikacji (eksperymentalna analiza modalna) co znacznie skraca czas doboru prędkości względem pełnej procedury modalnej. Tworzony jest model...
-
Optymalizacja prędkości obrotowej narzędzia podczas frezowania - procedura modalna
PublicationW pracy zaproponowano metodę wyznaczania optymalnej prędkości obrotowej narzędzia podczas frezowania. Pierwszym etapem procedury jest walidacja parametrów modelu dyskretnego MES przedmiotu obrabianego z wynikami identyfikacji modalnej rzeczywistego obiektu. Po dopasowaniu parametrów modelu dyskretnego przedmiotu tworzony jest model hybrydowy procesu obróbki. Następnie dopasowywane są parametry symulacji i dla wybranych prędkości...
Year 2017
-
Modelling and Simulation of a New Variable Stiffness Holder for Milling of Flexible Details
PublicationModern industry expectations in terms of milling operations often demand the milling of the flexible details by using slender ball-end tools. This is a difficult task because of possible vibration occurrence. Due to existence of certain conditions (small depths of cutting, regeneration phenomena), cutting process may become unstable and self-excited chatter vibration may appear. Frequency of the chatter vibration is close to dominant...
-
Opracowanie koncepcji oraz programów pilotowych modyfikacji mapy optymalnych prędkości obrotowych wrzeciona
PublicationPodczas obróbki przedmiotów o małych gabarytach, dobór najbardziej korzystnej prędkości obrotowej wrzeciona w trakcie obróbki, jest realizowany na podstawie uogólnionego warunku Liao-Younga. Częstotliwość drgań samowzbudnych typu chatter może być różna dla różnych punktów powierzchni obrabianej. Dlatego tworzona jest mapa optymalnych prędkości obrotowych. W przypadku obrabiania przedmiotów ponadgabarytowych, wspomniana wcześniej...
-
Optimization of clamping stiffness during milling of high-dimensional structures with the use of techniques of experiment – aided virtual prototyping
PublicationThe subject of this paper is a method of searching for conditions of minimizing the vibration level of a tool-high dimensional flexible workpiece, at unchangeable technological parameters of the machining process. It depends on repeatable change of the values of the stiffness coefficients as soon as an optimal vibration state of the workpiece approaches. There are assessed the values of dominant ”peaks” in the frequency spectra...
-
Optymalizacja sztywności zamocowania podczas frezowania przedmiotów wielkogabarytowych z wykorzystaniem wirtualnego prototypowania wspomaganego eksperymentem
PublicationPrzedstawiono rozważania dotyczące problemów nadzorowania drgań podczas frezowania wielkogabarytowych przedmiotów podatnych, z wykorzystaniem nowego sposobu doboru współczynników sztywności zamocowania przedmiotu obrabianego. Dotychczas powszechnie stosowany w pracach naukowych i badaniach przemysłowych sposób polegał na uwzględnieniu jedynie własności dynamicznych przedmiotu. Takie podejście jest niewystarczające, jeżeli o stanie...
-
Technika wirtualnego prototypownia wspomaganego eksperymentem w zastosowaniu do poszukiwania optymalnej prędkości obrotowej podczas frezowania przedmiotów wielkogabarytowych
PublicationPrzedstawiono rozważania dotyczące problemów nadzorowania drgań podczas frezowania wielkogabarytowych przedmiotów podatnych, z wykorzystaniem nowego sposobu dopasowania prędkości obrotowej wirującego narzędzia. Dotychczas powszechnie stosowana w pracach naukowych i badaniach przemysłowych modalna procedura nadzorowania drgań narzędzie-przedmiot obrabiany polegała na uwzględnieniu jedynie własności dynamicznych przedmiotu obrabianego....
Year 2016
-
Identification of Kinematic Excitation Function by the Modal Coordinates Estimation of the System's Dynamics
PublicationThe paper presents a method of the kinematic excitation courses’ identification in excitation points, based on the car road test acceleration at different measurement points. For the purpose of the laboratory fatigue life investigation of contemporary complex structures (e.g. cars bodies) and components of these structures (i.e. cars roofs), only a few first vibration modes are usually taken into account. During real life tests...
-
Optimal control at energy performance index of the mobile robots following dynamically created trajectories
PublicationIn practice, the problem of motion control of the wheeled mobile robots is often neglected. Wheeled mobile robots are strongly nonlinear systems and restricted by non-holonomic constraints. Motion control of such systems is not trivial task and usage of non-optimal control signals can lead to deterioration of the overall robot system’s performance. In case of autonomous application of the mobile robots all parts of its control...
-
Optimal control of 2-wheeled mobile robot at energy performance index
PublicationThe paper presents the application of the optimal control method at the energy perfor- mance index towards motion control of the 2-wheeled mobile robot. With the use of the proposed method of control the 2-wheeled mobile robot can realise effectively the desired trajectory. The problem of motion control of mobile robots is usually neglected and thus performance of the realisation of the high level control tasks is limited.
Year 2014
-
High Speed Milling vibration surveillance with optimal spindle speed based on optimal speeds map
PublicationThe paper presents the method of the surveillance of the self-excited chatter vibration. At first, the workpiece modal parameters are estimated based on experimental data which leads to verification of computational model. Then, for selected surface points optimal spindle speeds are calculated. By considering sufficient amount of points it is possible to build a map of optimal spindle speeds. Experimental results show that this...
-
Vibration surveillance for efficient milling of flexible details fixed in adjustable stiffness holder
PublicationThe paper presents the results of research related to the possibility of using an intelligent workpiece holder with adjustable stiffness, during end milling process. Machining a one side supported flexible workpiece will be performed with constant spindle speed and feed speed. In order to avoid hazardous vibration, stiffness of the especially designed spring (mounted in a workpiece holder) will be modified off-line. In order to...
-
Vibration Surveillance System with Variable Stiffness Holder for Milling Flexible Details
PublicationEfficient milling of the flexible details (i.e. rotor blades, thin-walled elements) using slender ball-end tools is a difficult task due to possibility of vibration occurrence. Because of the existence of certain conditions (small depths of cutting, regeneration phenomena), cutting process may lose stability and self-excited chatter vibration may appear. Frequency of the chatter vibration is close to dominant natural frequency...
Year 2013
-
A Surveillance Of Dynamic Processes in Selected Mechatronic Systems
PublicationThe paper concerns development of original method of optimal control at energy performance index and its application to dynamic processes surveillance of some mechatronic systems. The latter concerns chatter vibration surveillance during highspeed slender milling of rigid details, as well as motion control of two-wheeled mobile platform. Results of on-line computer simulations and real performance on the target objects reflect...
-
The Optimal Spindle Speed Map for Reduction of Chatter Vibration During Milling of Bow Thruster Blade
PublicationW artykule przedstwiono przykład wykorzystania procedury tworzenia mapy optymalnych prędkosci obrotowych w celu ograniczenia drgań samowzbudnych podczas frezowania płata śruby okrętowego steru strumieniowego.
Year 2011
-
A Mechatronic System for Building the Map of Optimal Spindle Speeds During High Speed Milling of Flexible Details
PublicationW pracy przedstawiono mechatroniczny system tworzenia mapy optymalnych prędkości obrotowych wrzeciona w celu nadzorowania drgań typu chatter podczas frezowania szybkościowego przedmiotów podatnych. System ten składa się z części pomiarowej oraz części obliczeniowej, w której wykorzystuje się oprogramowanie autorskie i komercyjne. Na bazie uogólnionego warunku Liao-Younga utworzono mapy optymalnych prędkości obrotowych wrzeciona,...
-
Chatter surveillance with the creation of a map of optimal spindle speeds
PublicationW pracy przedstawiono metodę nadzorowania drgań samowzbudnych typu chatter. Wyznaczono wartości optymalnych prędkości obrotowych wrzeciona dla poszczególnych punktów na powierzchni przedmiotu obrabianego, wykorzystując rożne techniki analizy modalnej. Badania eksperymentalne wykazały, że otrzymana w ten sposób mapa optymalnych prędkości obrotowych wrzeciona jest skutecznym narzędziem do eliminacji drgań chatter w procesie obróbki...
-
Mechatronic design for the high speed milling surveillance of the complex and flexible details
PublicationW pracy przedstawiono mechatroniczny system tworzenia mapy optymalnych prędkości obrotowych wrzeciona. W trakcie frezowania szybkościowego przedmiotów podatnych mogą wystąpić drgania samowzbudne typu chatter. Używana zazwyczaj procedura ustawiania wymaganej prędkości obrotowej wrzeciona metodą prób i błędów, w wielu przypadkach nie jest zalecana. Przedstawiona procedura nadzorowania może doprowadzić do uniknięcia ryzyka wystąpienia...
-
Some mechatronic solutions towards a surveillance of mechanical systems
PublicationCelem artykułu jest przedstawienie nowych rozwiązań związanych z nadzorowaniem systemów mechanicznych. Przedstawia on zmodyfikowaną metodę nadzorowania drgań opartą na sterowaniu modalnym i energetycznym wskaźniku jakości, nadzorowanie drgań z wykorzystaniem zmiennej prędkości obrotowej, nadzorowanie drgań systemu hybrydowego z wykorzystaniem sterowania optymalnego i energetycznego wskaźnika jakosci oraz nadzorowanie ruchu mobilnego...
Year 2010
-
Creation of a map of optimal spindle speeds for a purpose of surveillance of high speed milling of flexible details
PublicationDrgania samowzbudne typu chatter często towarzyszą procesom frezowania szybkościowego. Ich skutkiem są nieodwracalne uszkodzenia powierzchni obrabianej. Mogą one również doprowadzić do intensywnego zużycia narzędzi skrawających, a nawet samej obrabiarki. W pracy przedstawiono metodę umożliwiającą tworzenie mapy optymalnych prędkości obrotowych wrzeciona. Stosowanie podczas procesu frezowania optymalnej prędkości obrotowej wrzeciona...
-
Nadzorowanie ruchu 2-kołowej platformy mobilnej z zastosowaniem sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości
PublicationW pracy przedstawiono oryginalną metodę nadzorowania ruchu 2-kołowej platformy mobilnej. Przez nadzorowanie rozumie się zespół działań zmierzających do minimalizacji błędów położenia i prędkości, jakie powstają podczas realizacji zadanej trajektorii ruchu. Podczas ruchu 2-kołowa platforma mobilna jest skrępowana niecałkowalnymi więzami kinematycznymi. Ograniczenia te zmniejszają ruchliwość analizowanego układu. W celu rozwiązania...
Year 2008
-
Examples of a use of the optimal control at energy performance index in mechatronic approach
PublicationW pracy zaprezentowano przykłady zastosowania sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości w rozwiązaniach mechatronicznych. Rozważano układy mechaniczne modelowane dyskretnie. Metody sterowania optymalnego znalazły zastosowanie w robotyce (kołowe roboty mobilne jako układy silnie nieliniowe) oraz obróbce szybkościowej przedmiotów podatnych frezem kulistym.
-
Sterowanie ruchem 2-kołowej platformy mobilnej przy energetycznym wskaźniku jakości
PublicationW pracy przedstawiono metodę sterowania optymalnego ruchem 2-kołowej platformy mobilnej bazującą na minimalizacji zmiennego w czasie energetycznego wskaźnika jakości. Prezentowana metoda minimalizuje błędy położenia i błędy w nadzorowanych prędkościach ruchu. Ponieważ prezentowany algorytm jest efektywny numerycznie, możliwe jest generowanie sygnałów sterujących z dużą częstotliwością. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych dla...
Year 2007
-
Mechatronic approach to the design of 2-wheel mobile platform
PublicationW pracy przedstawiono podejście mechatroniczne do projektowania 2-kołowego robota mobilnego przeznaczonego do testowania algorytmu nadzorowania za pomocą sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości. Badany robot jest skrępowany więzami nieholonomicznymi. Model matematyczny 2-kołowej platformy mobilnej jest opisany za pomocą skończonej liczby nieliniowych równań różniczkowych.
-
Motion stability during optimal control of the mobile platform
PublicationPraca przedstawia metodę badania stabilności robotów mobilnych podczas sterowania optymalnego na przykładzie 3-kołowej platformy mobilnej. Robot posiada więzy nieholonomiczne. Model matematyczny 3-kołowej platformy mobilnej opisuje skończona liczba nieliniowych równań różniczkowych. Stąd, prognozowanie stabilności ruchu takiego obiektu wymaga zastosowania efektywnych algorytmów.
Year 2006
-
Prediction of the stability during optimal control of the 3-wheel mobile platform
PublicationW pracy przedstawiono metodę badania stabilności sterowania optymalnego 3-kołową platformą mobilną podczas realizacji zadanej trajektorii ruchu. Badany robot posiada więzy nieholonomiczne. Model matematyczny robota 3-kołowego opisano za pomocą skończonej liczby nieliniowych równań różniczkowych. Stąd, prognozowanie ruchu takiego obiektu wymaga zastosowania efektywnych algorytmów.
-
Sterowanie optymalne ruchem 3-kołowej platformy mobilnej przy energetycznym wskaźniku jakości
PublicationW pracy przedstawiono metodę sterowania optymalnego 3-kołową platformą mobilną przy uzmiennionym w czasie energetycznym wskaźniku jakości. Parametry ruchu wyznaczano na podstawie rozwiązania zadania odwrotnego kinematyki. Uruchomiono autorskie programy symulacji komputerowej. Proponowany układ sterowania minimalizuje błędy zadanego położenia oraz błędy w przebiegach prędkości uogólnionych.
-
Sterowanie optymalne ruchem platformy mobilnej przy energetycznym wskaźniku jakości
PublicationW pracy przedstawiono metodę sterowania optymalnego platformą mobilną przy uzmiennionym w czasie energetycznym wskaźniku jakości. Parametry ruchu wyznaczane są z zadania odwrotnego kinematyki. Uruchomiono autorskie programy symulacyjne. Proponowany układ sterowania minimalizuje błędy zadanego położenia oraz błędy w przebiegach prędkości uogólnionych.
Year 2005
-
Prediction of the motion stability of three-wheel mobile robot
PublicationW pracy rozważa się projektowanie i realizację trajektorii ruchu 3-kołowego robota mobilnego, z uwzględnieniem jego kinematyki i dynamiki. Kołowe roboty mobilne zaliczane są do układów nieholonomicznych, w przypadku których przyjęte ograniczenia (więzy) dotyczą chwilowych prędkości punktów charakterystycznych układu. Model matematyczny obiektu przedstawiono w postaci skończonej liczby nieliniowych równań różniczkowych kinematyki...
seen 2482 times