Pokročilé metody zajišťování přesnosti výrobních strojů

Garant předmětu:

Otakar Horejš

Přednášející:

Otakar Horejš, Martin Mareš, Matěj Sulitka, Jiří Švéda

Cvičící:

Otakar Horejš, Martin Mareš, Matěj Sulitka, Jiří Švéda

Předmět zajišťuje:

ústav výrobních strojů a zařízení

Anotace:

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.

Požadavky:

Osnova přednášek:

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

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), 771791. 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.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: