Search
Zakład Mechatroniki
Publications
Filters
total: 79
Catalog Publications
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...
-
Marine and Cosmic Inspirations for AI Algorithms
PublicationArtificial Intelligence (AI) is a scientific area that currently sees an enormous growth. Various new algorithms and methods are developed and many of them meets practical, successful applications. Authors of new algorithms draw different inspirations. Probably the most common one is the nature. For example, Artificial Neural Networks were inspired by the structure of human brain and nervous system while the classic Genetic Algorithm...
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...
-
Roboty mobilne o kinematyce wzorowanej na kinematyce węży
PublicationRoboty mobilne znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach. W zależności od pełnionych funkcji, rodzaju i ukształtowania podłoża, po którym się poruszają oraz warunków pracy, w ich konstrukcjach wykorzystywane są różne sposoby lokomocji przy czym coraz częściej konstrukcje są wzorowane na anatomii zwierząt. Jednym z ich typów są roboty wzorowane na kinematyce ruchu węży. Jest ona odmienna od typowych rozwiązań stosowanych w rozwiązaniach...
-
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...
-
The study of Arduino Uno feasibility for DAQ purposes
PublicationUsing microcontroller systems becomes a routine in various measurement and control tasks. Their wide availability together with a huge potential of extending their functionality by additional modules allows developing advanced measuring and monitoring systems by non-specialists. However, using popular example codes often leads the user to pass over or not to be aware of the limitations of the system and drawing too far-reaching...
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...
-
Wstęp do badań wpływu ciśnienia na drgania mechaniczne na potrzeby modelowania ładunków rakiet kosmicznych
PublicationŚrodowisko dynamiczne rakiety kosmicznej jest wyjątkowo trudne dla ładunków wynoszonych w przestrzeń kosmiczną. W świetle zwiększonego zapotrzebowania na wynoszenie delikatnych eksperymentów, coraz dokładniej badane są drgania w trakcie lotu takiej rakiety. Aby przeanalizować wpływ drgań rakiety na ładunek, należy utworzyć model fizyczny, a następnie matematyczny odzwierciedlający zjawiska tam zachodzące. Jednym z ważniejszych...
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...
-
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...
-
SPECTRAL-BASED MODAL PARAMETERS IDENTIFICATION WITH MULTIPLE PARTICLE SWARMS OPTIMIZATION
PublicationThe paper presents usage of a Particle Swarm Optimization [1] based algorithm for spectral-based modal parameters identification. The main algorithm consists of two groups of swarms, namely, scouts and helpers. For the first group additional penalizing process is provided to force separation of scouting swarms in frequency space. The swarms have an ability to communicate with each other. At first stage, each swarm focuses on a...
-
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....
-
Zastosowanie środowiska LabView do wspomagania metod eksperymentalnej analizy modalnej
PublicationW artykule przedstawiono przykłady aplikacji napisanych w środowisku LabView i systemu pomiarowego, które wspomagają identyfikację własności dynamicznych obiektów metodami eksperymentalnej analizy modalnej. Opisano najważniejsze założenia, zastosowane techniki oraz rozwiązania kluczowych problemów napotkanych podczas tworzenia systemu pomiarowego. Trafność przyjętych rozwiązań została potwierdzona podczas użytkowania systemu w...
Year 2016
-
Spectrum-based modal parameters identification with Particle Swarm Optimization
PublicationThe paper presents the new method of the natural frequencies and damping identification based on the Artificial Intelligence (AI) Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. The identification is performed in the frequency domain. The algorithm performs two PSO-based steps and introduces some modifications in order to achieve quick convergence and low estimation error of the identified parameters’ values for multi-mode systems....
Year 2015
-
A modified method of vibration surveillance by using the optimal control at energy performance index
PublicationA method of vibration surveillance by using the optimal control at energy performance index has been creatively modified. The suggested original modification depends on consideration of direct relationship between the measured acceleration signal and the optimal control command. The paper presents the results of experiments and Hardware- in-the-loop simulations of a new active vibration reduction algorithm based on the energy...
-
Optimal spindle speed determination for vibration reduction during ball-end milling of flexible details
PublicationIn the paper a method of optimal spindle speed determination for vibration reduction during ball-end milling of flexible details is proposed. In order to reduce vibration level, an original procedure of the spindle speed optimisation, based on the Liao–Young criterion, is suggested. As the result, an optimal, constant spindle speed value is determined. For this purpose, on-stationary computational model of machining process is...
Year 2014
-
A Concept of Mechatronic design for a Surveillance of Dynamic Systems
PublicationW publikacji przedstawiono zastosowanie koncepcji projektowania mechatronicznego w nadzorowaniu systmów dynamicznych. W szczególności są to aktywne nadzorowanie drgań podczas frezowania oraz nadzorowanie ruchu platformy 3-kołowej. Przy tworzeniu opisywanych rozwiązań zastosowano techniki projektowania wirtualnego, symulacjje komputerowe jaki w technice Hardware-in-the-Loop. W pracy zamieszczono także przykładowe wyniki badań eksperymentalnych...
-
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...
-
Modal parameters identification with Particle Swarm Optimization
PublicationThe paper presents method of the modal parameters identification based on the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm [1]. The basic PSO algorithm is modified in order to achieve fast convergence and low estimation error of identified parameters values. The procedure of identification as well as algorithm modifications are presented and some simple examples for the SISO systems are provided. Results are compared with the results...
-
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 supported by Hardware-In-the-Loop Simulation in milling flexible workpieces
PublicationW artykule przedstawiono nowoczesne podejście do problemu minimalizacji poziomu drgań podczas frezowania szybkościowego elementów podatnych. Do analizy dynamicznej procesu skrawania zastosowano niestacjonarny model opisany we współrzędnych hybrydowych. Na tej podstawie, przy wykorzystaniu energetycznego wskaźnika jakości wyprowadzono opis sygnału sterującego. Sygnał ten jest następnie stosowany do aktywnej redukcji drgań przedmiotu...
-
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...
-
STEVAL-MKI063V1, Przykład oprogramowania akcelerometrui magnetometru LSM303DLH
PublicationW artykule opisano moduł STEVAL-MKI1063V1 oparty na układzie LSM303DLHzawierającym akcelerometr i magnetometr oraz przedstawiono sposób komunikacji z nim z poziomu komputera PC na przykładzie aplikacji napisanej w języku C++/CLI (.NET).
-
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.
-
VIBRATION SURVEILLANCE DURING MILLING OF FLEXIBLE DETAILS WITH A USE OF THE ACTIVE OPTIMAL CONTROL
PublicationThe main goal of modern machining operations is to achieve increasingly better performance. High Speed Machining and/or High Performance Cutting, despite a lot of advantages, have also some drawbacks, for example, a possibility of losing stability and development of self-excited chatter vibration. This paper presents an approach of vibration surveillance during high speed milling with a use of active optimal control. Non-stationary...
-
Zestaw STEVAL PCC009V1 i biblioteki Universal Dongle
PublicationW artykule przedstawiono zestaw STEVAL PCC009V1 i dołączone do niego biblioteki programistyczne Universal Dongle. Sposób ich wykorzystania pokazano na przykładzie komunikacji z akcelerometrem ST LIS35DE.
Year 2012
-
A Mechatronic Procedure of Vibration Surveillance During Milling of a Flexible Workpiece
PublicationArtykuł prezentuje mechatroniczne podejście do nadzorowania drgań podczas obróbki szybkościowej przedmiotów podatnych z wykorzystaniem aktywnego sterowania optymalnego. Układ sterowania składa się z aktywych wzbudników piezoelektrycznych przymocowanych do przedmiotu. Efektywnośc metody została potwierdzona symulacjami komputerowymi i badaniami eksperymentalnymi.
-
A method of vibration surveillance with a use of the optimal control at energy performance index and the acceleration feedback
PublicationDokonano twórczej modyfikacji metody nadzorowania drgań za pomocą sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości. Zaproponowano oryginalną modyfikację, która polega na bezpośrednim powiązaniu sygnału pomiarowego z akcelerometru i optymalnego sygnału sterującego. Przewidziano obiecujące perspektywy zastosowań praktycznych zmodyfikowanej metody do przypadków frezowania szybkościowego.
-
Active Damping of Impulse-Excited Flexible Plate Vibration
PublicationArtykuł prezentuje metodę aktywnego tłumienia drgań podatnej płytki wzbudzanych impulsowo. Układ sterowania składa się z aktywych wzbudników piezoelektrycznych przymocowanych do przedmiotu. Efektywnośc metody została potwierdzona badaniami eksperymentalnymi.
-
Active vibration reduction with a use of enegry performance index at acceleration feedback
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i symulacji w trybie Hardware-in-the-loop nowego algorytmu aktywnej redukcji drgań. Algorytm ten bazuje na energetycznym wskaźniku jakości zmodyfikowanym w ten sposób, że wykorzystuje bezpośrednio sygnał sprzężenia zwrotnego przyspieszeń.
-
Barometr MEMS Freescale MPL115A1 SPI
PublicationW artykule przedstawiono sposób komunikacji z czujnikiem Freescale MPL115A1 (wersja SPI) wykonanym w technologii MEMS oraz konwersji otrzymywanych z niego danych.
-
Mikrokontrolery STM8S - pierwsze kroki (1)
PublicationArtykuł zawiera pierwszą część krótkiego kursu programowania mikrokontrolerów STM8S
-
mikrokontrolery stm8s - pierwsze kroki (2)
PublicationArtykuł zawiera drugą część krótkiego kursu programowania mikrokontrolerów STM8S
-
STMPE811 - Kontroler rezystancyjnego panelu dotykowego
PublicationW artykule przedstwiono najważniejsze cechy i możliwości układu STMPE811 wraz z przykładami jego obsługi programowej.