Výsledky sedmiletého výzkumu strojírenské výrobní techniky na ČVUT v Praze

Výzkumné centrum pro strojírenskou výrobní techniku a technologii na Fakultě strojní ČVUT v Praze řešilo v letech 2005 – 2011 projekt výzkumu a vývoje „Výzkum strojírenské výrobní techniky a technologie“ podporovaný MŠMT z programu „1M Výzkumná centra“. Řešení projektu 31. prosince 2011 skončilo a pracoviště nyní předkládá dosažené výsledky. PŘÍKLADY VÝZNAMNÝCH VÝSTUPů Hydrostatické vedení lineárního motoru. Technické řešení kombinuje výhody lineárního motoru a hydrostatického vedení a využívá přitažlivých sil mezi primární a sekundární částí lineárních motorů k předpětí otevřeného hydrostatického vedení. Zásadně se tak zvyšuje kompaktnost kombinovaného řešení, což může mít u lineárních i rotačních pohybových os velmi významnou roli. Řešení bylo realizováno a testováno na funkčním vzorku STD-30, je plně průmyslově využitelné a předpokládá se jeho nasazení v praxi. V roce 2011 byla podána přihláška na užitný vzor a patent: J. Smolík [PPAT_2011-642]. Zařízení pro optické odměřování přesnosti a/nebo deformace obráběcího stroje. Zařízení tvoří samostatný celek, složený z vysílače a přijímače, upevněného na desce vřeteníku a odrážeče umístěného na konci smykadla (viz obr. 14). Vysílač představuje zdroj laserového paprsku a přijímač je tvořen soustavou optických snímačů (optický hranol a PSD člen) vyhodnocujících relativní posunutí odrážeče na konci smykadla ve směru X, Y, ?X a ?Y. Odrážeč je tvořen pouze soustavou optických prvků bez jakékoli elektroniky. Rozlišitelnost měření lineárních posunutí dosahuje hodnot pod 1 ?m. Zařízení je chráněno užitným vzorem [FUZV 21841], je plně průmyslově využitelné a bylo již nasazeno na stroj v TOS Varnsdorf. Nástroj pro třískové obrábění s nově navrženým způsobem chlazení. Technické řešení se týká zlepšeného chlazení a/nebo mazání vyměnitelné břitové destičky, zejména při frézování, ale i soustružení. Jde konkrétně o účinný přívod kapaliny středem nástroje do míst, kde se při obrábění vyskytuje největší intenzita opotřebení břitu (příklad řešení viz obr. 15). Tímto řešením bylo docíleno výrazného zvýšení trvanlivosti břitu nástroje při obrábění (viz obr.16). Udělen užitný vzor [FUZV 21931, 2011], a současně byla podána patentová přihláška. Proběhl vývoj systémů automatické výměny nástrojů (AVN). Na pracovišti Centra VUT Brno byl vyvinut stand STD-25 sloužící k experimentálním zkouškám, na jejichž základě byl navržen nový systém AVN pro velmi rychlou manipulaci. Souběžně bylo vyvinuto nové unikátní zařízení AVN, jehož princip je chráněn užitným vzorem a patent je ve fázi zveřejnění. Na této řešené problematice byly vytvořeny a obhájeny dvě disertační práce. Kompenzace pasivních odporů u vysoce přesných polohových servomechanismů. Cílem výzkumu, který probíhal na pracovišti Centra TU Liberec, bylo minimalizovat polohovou odchylku, která vzniká vlivem tření v posuvech obráběcích strojů. Kromě klasických metod kompenzace na vstupu proudového či rychlostního regulátoru byl navržen a odzkoušen tzv. stavový pozorovatel, který na základě stavových veličin samočinně reguluje velikost kompenzačního signálu. Na tento způsob kompenzace je udělen užitný vzor a byla obhájena jedna disertační práce. Pracoviště VCSVTT na ZČU v Plzni se zabývalo zejména problematikou využití nekonvenčních materiálů ve stavbě obráběcích a tvářecích strojů a optimalizačními výpočty dílů a struktur strojů pomocí metody konečných prvků. Významným výstupem řešení celého projektu jsou také tzv. technologické profily. Jde o materiály, informující potenciální zájemce o spolupráci s Centrem a o schopnostech a dovednostech pracovníků VCSVTT. Znalosti a know-how nabízené pro praktické aplikační uplatnění uvedené v technologických profilech vznikly díky dlouhodobé práci VCSVTT na výzkumném projektu. V oblastech, daných technologickými profily, probíhá potom spolupráce s průmyslem a také spolupráce na mezinárodních projektech. Jako příklad obsahu jednoho technologického profilu jsou dále stručně ilustrovány dovednosti v oblasti obrábění geometricky složitých ploch (viz obr. 18 a 19). Pro účely mikroobrábění bylo v Centru vyvinuto, vyrobeno a odzkoušeno přídavné vysokootáčkové pneumatické vřeteno (obr. 20) se základními parametry: n = (16 000÷120 000) ot/min, p = 400 W (při 90 000 ot/min), házení < 0,001. Vřeteno je vybaveno samostatnou regulací otáček dle naprogramované hodnoty a automatickým vyhledáním optimálních otáček pro minimální vibrace ve zvoleném poli otáček. Prof. Ing. Jaromír Houša, DrSc., řešitel projektu 1M0507