Dokładność montażu korpusowych zespołów obrabiarkowych
[ 1 ] Instytut Technologii Mechanicznej, Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Technologii Mechanicznej, Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Technologii Mechanicznej, Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
EN Assembly accuracy of machine tool frame components
polish
- montaż
- dokładność
- obrabiarki CNC
- algorytmy metahuerystyczne
- assembly
- accuracy
- CNC machine tools
- metaheuristic algorithms
PL Praca stanowi rozwinięcie zagadnień opracowywanych w projekcie LIDER/07/76/L-3/11/NCBR/2012 System selektywnego doboru komponentów w montażu obrabiarek, którego autor był głównym wykonawcą. Celem jest opracowanie sposobu po-prawy dokładności montowanych obrabiarek na podstawie pomiarów obrobionych po-wierzchni roboczych jej korpusów składowych i jego zastosowanie w montażu obrabiarek. Praca została podzielona na 9 rozdziałów. Rozdział 1 zawiera spis najważniejszych ozna-czeń występujących w rozprawie. W kolejnym rozdziale przedstawiono analizę najnowszej literatury w rozważanej tematyce, skupiając się na podziale i źródłach błędów w obrabiar-kach. Ponadto, opisano proces montażu obrabiarki oraz zakres pomiarów odbiorczych. W rozdziale 3 zawarto genezę, cel, hipotezy oraz zakres pracy. W następnym rozdziale przedstawiono model błędu objętościowego na przykładzie wybranej struktury geome-tryczno-ruchowej wykorzystując do tego celu jednorodne przekształcenie macierzowe. Omówiono sposób propagacji błędów kinematycznych przez strukturę kinematyczną do wynikowego błędu objętościowego oraz opracowano wskaźnik określający wpływ danego błędu kinematycznego na wynikowy maksymalny błąd objętościowy, jaki zachodzi w naj-bardziej niekorzystnej konfiguracji przestrzennej zespołów ruchowych obrabiarki. W roz-dziale 5 przedstawiono model transformacji błędów geometrycznych zespołów prowadni-cowych obrabiarek do błędów kinematycznych oraz jego weryfikację doświadczalną na podstawie badań wybranych zespołów korpusowych. Ponadto, określono wpływ masy korpusów na przebieg błędów kinematycznych. W kolejnym rozdziale sformułowano pro-blem doboru korpusów składowych w montażu obrabiarek z dostępnych populacji. W pracy zastosowano algorytmy systematycznego i losowego przeszukiwania oraz meta-heurystyczne: symulowanego wyżarzania i genetycznego do poszukiwania najlepszego wa-riantu doboru ze względu na wartość maksymalną błędu objętościowego zmontowanej obrabiarki. Dokonano oceny ich efektywności. W rozdziale 7 zawarto wnioski końcowe oraz kierunki dalszych badań. Kolejny rozdział to spis literatury, na którą powoływano się w pracy. Ostatnim rozdziałem są dodatki zawierające fragmenty skryptów w środowisku Wolphram Mathematica, w którym zrealizowano obliczenia dla opisanych w pracy modeli.
EN This work constitutes a continuation of studies conducted during project LIDER/07/76/L-3/11/NCBR/2012 System for selective assembly of machine tools, which re-search team author was a part of. The aim of this thesis is to develop a method for improv-ing the accuracy of assembled machine tools by the analysis of machined surfaces of me-chanical components. The work consists of 9 chapters. Chapter 1 contains the list of the most important symbols that occur in the text. Next chapter covers a literature review fo-cused on the categorization and sources of errors in machine tools. Moreover, the assembly process of machine tool is described, together with inspection procedures done at the man-ufacturer. Chapter 3 describes the background, motivation, hypothesis and scope of this work. In the next chapter the model of volumetric error, using homogenous transfor-mation, based on the selected kinematic structure of machine tools is presented. The idea of propagation of kinematic errors through the structure to the final volumetric error is described. A new metrics for the analysis of a single kinematic error impact on the maximal volumetric error has been introduced. In chapter 5, a model of transformation of geometric errors of guideway system to kinematic errors and its experimental verification, based on measurements of selected components, is presented. Furthermore, the influence of com-ponents mass on the kinematic errors was analyzed. Next chapters constitutes a formulation of assembly problem, in which there exists a population of available mechan-ical components. In the work, systematic and random search algorithms as well as me-taheuristics: simulated annealing and genetic evolution were used to find the most con-venient solution, where criterion was the maximal volumetric error for each assembled machine tool. The performance analysis was conducted and the results were commented in the thesis. Chapter 7 contains the findings and the prospects of further research in the field. Next chapter is the list of the references that were cited in the text. Final chapter consists of appendixes to this work, that contain script fragments in Wolphram Mathemat-ica, that were developed for the devised models.
131
mechanical engineering
construction and operation of machinery
DrOIN 1838
public
Wojciech Kacalak
Koszalin, Polska
10.05.2017
polish
public
Krzysztof Marchelek
Szczecin, Polska
10.05.2017
polish
public
dissertation
Poznań, Polska
20.06.2017
Rada Wydziału Budowy Maszyn i Zarządzania Politechniki Poznańskiej
doktor nauk technicznych w dyscyplinie: budowa i eksploatacja maszyn, w specjalności: obrabiarki CNC