ZESPÓŁ AUTORSKI

Politechnika Świętokrzyska w Kielcach

dr inż. Łukasz Nowakowski

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Modułowa oprawka narzędziowa z inteligentnym systemem tłumienia drgań, ma przeciwdziałać lub minimalizować zjawisko powstawania drgań podczas obróbki narzędziami na dużym wysięgu. Wzrost stabilności procesu obróbki dzięki redukcji drgań narzędzia doprowadzi do zwiększenia wydajności procesu skrawania, poprawy jakości struktury geometrycznej powierzchni oraz zmniejszy koszty produkcji. Wdrożenie do procesu obróbki np. części maszyn modułowych oprawek narzędziowych z wbudowanym systemem tłumienia drgań, który sterowany jest manualnie lub za pomocą komputera doprowadzi do zwiększenia produktywności procesu, co znacząco poprawi jego konkurencyjność w odniesieniu do konwencjonalnych metod obróbki.

ISTOTA WYNALAZKU

Modułowa oprawka narzędziowa z inteligentnym systemem tłumienia drgań jest zbudowana w postaci systemu składającego się z kilku modułów, które można łączyć ze sobą tak aby tworzyć różne warianty tego samego produktu, charakteryzujące sie różnymi właściwościami użytkowymi. Bazowym modułem opracowanego rozwiązania jest korpus o konstrukcji jednolitej lub hybrydowej. Korpus pełni rolę elementu nośnego, na którym zamocowany jest wymienny moduł w postaci głowicy z płytką skrawającą. Wymienna głowica umożliwi stosowanie płytek skrawających o różnym kształcie i kącie przystawienia. Wewnątrz korpusu zamontowany zostanie przesuwany osiowo moduł tłumienia drgań składający się z masy tłumiącej, która będzie otoczona cieczą magnetoreologiczną. Masa tłumiąca będzie pełniła funkcję źródła pola elektromagnetycznego oddziałującego na ciecz magnetoreologiczną. Moduł tłumienia drgań będzie miał możliwość osiowej zmiany położenia (zmiana środka ciężkości narzędzia), która będzie mogła być realizowania manualnie lub za pomocą silnika krokowego. W korpusie narzędzia zostanie zamontowany czujnik drgań przekazujący informację o drganiach narzędzia do systemu sterowania, który będzie sterował parametrami modułu tłumienia drgań, tak aby zredukować drgania narzędzia do minimalnego poziomu. Konkretne zalety rozwiązania: • modułowa budowa, która w porównaniu do istniejących rozwiązań pozwala na dostosowanie produktu do indywidualnych potrzeb klienta, uzależnionych od profilu jego produkcji oraz zdolności finansowej, • system tłumienia drgań, który wykorzystuje zmianę położenia środka ciężkości oraz oddziaływanie cieczy ferromagnetycznych z polem magnetycznym, • system sterowania, wykorzystujący informacje z piezoelektrycznego czujnika drgań do sterowania parametrami systemu tłumienia drgań, • algorytm sterujący w czasie rzeczywistym charakterystyką systemu tłumienia drgań, oraz w wersji rozszerzonej sterowanie wybranymi parametrami skrawania, • możliwość zintegrowania systemu sterowania tłumieniem drgań zaimplementowanego w oprawce z systemem sterującym pracą obrabiarki, • możliwość manualnego sterowania systemem tłumienia drgań dostosowując go do aktualnie prowadzonego procesu obróbki lub w pełni automatycznego inteligentnego systemu, który dostosowuje parametry sytemu tłumienia drgań w czasie rzeczywistym, czyli podczas trwania procesu skrawania.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Modułowa oprawka narzędziowa z inteligentnym systemem tłumienia drgań jest rozwiazaniem zaprojektowanym dla przemysłu 4.0 i nie tylko. Opracowana konstrukcja dzieki modułowej budowie posiada wieksze mozliwości niż rowiazania konstrukcyjne oferowane przez firmę SANDVIK oraz SECO. Oprawka narzędziowa może być wdrożona w branżach, gdzie wymagana jest obróbka skrawaniem narzędziami na długich wysięgach, co wiąże się z powstawaniem drgań podczas procesu skrawania. Drgania w procesie skrawania są zjawiskiem szkodliwym i niepożądanym, powodującym spadek wydajności, opłacalności procesu wytwarzania, wpływają na żywotność narzędzi oraz podzespołów obrabiarki. W związku z w/w problemami opracowane rożwiazanie jest skierowane dla przemysłu maszynowego oraz wydziałów obróbki mechanicznej zakładów produkcyjnych.