Systemy kontrolno-pomiarowe w przemysłowych procesach kucia matrycowego

• Autorzy: Gronostajski Z. , Hawryluk M. , Kaszuba M. , Sadowski P. , Walczak S. , Jabłoński D.

Warianty tytułu

EN

Measuring & control systems in industrial die forging processes

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents portable measuring & control systems, designed and built by the authors, and their application to the analysis of two industrial processes: the precision hot forging of CV universal joint casings in closed dies in the crank press (GKN Driveline Oleśnica) and the forging of concrete slab carrying handles in a TR device in the eccentric press (INOP Poznań). The systems enable the measurement, archiving and analysis of forging force-time/displacement traces correlated with tool temperature, as well as the measurement of production speed and the quantity of produced forgings. Recently an acoustic emission (AE) signal registration capacity has been incorporated into the system to investigate the changes occurring during the forging process, especially progressive tool wear. The information obtained in this way is to be used to improve the operating conditions of the forging presses and to optimize the whole forging process by means of CAD/CAM/CAE software based on FEM. The measuring & control systems consist of an industrial computer (comprising a real-time controller, a multi-speed measurement card, RAM memory, large capacity hard disks and a set of amplifiers and transducers) and sensors ( force, displacement, pyrometers, thermocouples, linear and angular encoders, accelerometers and AE). Two applications (based on LabView) have been developed for each of the systems. One of the applications is installed on the industrial computer and is used to control the system as well as to record and process the voltage signals received from the individual sensors. The other application enables the analysis of the processed signals.

PL

W pracy przedstawiono zastosowania autorskich, przenośnych systemów pomiarowo-kontrolnych do analizy dwóch przemysłowych procesów: kucia na ciepło obudowy przegubów homokinetycznych na prasie korbowej w matrycach zamkniętych (GKN Driveline Oleśnica) oraz kucia zaczepów do przenoszenia płyt betonowych na prasie mimośrodowej w przyrządzie TR (INOP Poznań). Zbudowane przez autorów systemy pozwalają na pomiar, archiwizację i analizę przebiegów sił kucia w funkcji czasu/przemieszczenia skorelowane z pomiarem temperatury narzędzi, pomiary prędkości procesu oraz ilości wykutych odkuwek. Ostatnio wzbogacono je o rejestrację sygnału akustycznego AE w celu określenia zachodzących zamian podczas procesu a szczególnie postępującego zużycia narzędzi. Uzyskane informacje mają posłużyć również do poprawy warunków eksploatacji pras oraz do optymalizacji całego procesu kucia wykorzystując narzędzia CAD/CAM/CAE oparte o MES. Prezentowane systemy zbudowane są z komputera przemysłowego (kontrolera czasu rzeczywistego, wielokanałowej szybkiej karty pomiarowej, kości pamięci operacyjnej, dysków twardych o dużej pojemności, zestawu wzmacniaczy i przetworników) oraz odpowiednich czujników pomiarowych (siły, przemieszczenia, pirometrów, termopar, enkoderów liniowych i kątowych, akcelerometrów, czujników AE). Do każdego z systemów opracowano po 2 aplikacje (na bazie programu LabView). Pierwsza aplikacja jest zainstalowana w komputerze przemysłowym i służy do sterowania systemem oraz zapisem i przetwarzaniem sygnałów napięciowych uzyskiwanych z poszczególnych czujników. Druga przeznaczona jest do analizy zarejestrowanych sygnałów.

Słowa kluczowe

EN

portable measuring and control systems; industrial forging processes

PL

przenośmy system pomiarowo kontrolny; przemysłowy proces kucia

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 3
• Strony: 62--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Gronostajski Z.

autor

Hawryluk M.

autor

Kaszuba M.

autor

Sadowski P.

autor

Walczak S.

autor

Jabłoński D.

• Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska, ul. Ignacego Łukasiewicza 5 50-371 Wrocław, Poland,

Bibliografia

• 1. ASM Metals Handbook volume 14, Forming and forging, 337-338.
• 2. Bertrand J. Emisja akustyczna źródła metody zastosowania. Wydawnictwo Pascal Warszawa, 1994.
• 3. Christian U. Grosse, Masayasu O. Acoustic emission testing basics for research. Applications and Civil Engineering, Springer; 1 edition, 2008.
• 4. Doege E. Bohnsack R. Closed die technologies for hot forging. Journal of Materials Processing Technology 2000; Vol. 98: 165-170.
• 5. Głowacz A. Głowacz Z. Diagnostics of Induction Motor Based on Analysis of Acoustic Signals with Application of FFT and Classifier Based on Words. Archives of Metallurgy and Materials 2010; Vol. 55; No. 3: 707-712.
• 6. Gontarz A. Myszak R. Forming of External Steps of Shafts in Three Slide Forging Press. Archives of Metallurgy and Materials 2010; Vol. 55; No. 3: 659-664.
• 7. Gronostajski Z. Hawryluk M. The main aspects of precision forging. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2008; Vol. 8, No. 2: 39-56.
• 8. Hojny M. Application of an integrated CAD/CAM/CAE/IBC system in the stamping process of a bathtub 1200 S. Archives of Metallurgy and Materials 2010; Vol. 55; No. 3: 713–723.
• 9. Hyrcza-Michalska M, Rojek J, Fruitos O. Numerical simulation of car body elements pressing applying tailor welded blanks - practical verification of results. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2010; Vol. 10; No. 4: 31-44.
• 10. Islam El-galy, Bernd-Arno B. Online monitoring of hot die forging processes using acoustic emission (part i). J. Acoustic Emission 2008; Vol. 26: 208-218.
• 11. Kocańda A, Czyżewski P, Khedheyer H. Mehdi. Numerical analysis of lateral forces in a die for turbine blade forging. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2009; Vol. 9; No. 2: 49-54.
• 12. Neugebauer R, Bräunlich H, Scheffler S. Process monitoring and closed loop controlled process. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2009; Vol. 9; No. 2: 105-126.
• 13. Pietrzyk M, Madej Ł, Rauch Ł, Gołąb R. Multiscale modeling of microstructure evolution during laminar cooling of hot rolled DP steels. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2010; Vol. 10; No. 4: 57-67.
• 14. Presz W. Cacko R. Analysis of the influence of a rivet stress distribution on the micro-SPR joint – initial approach. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2010; Vol. 10; No. 4: 69-75.
• 15. Trzepieciński T. 3D Elasto-plastic fem analysis of the sheet drawing of anisotropic steel sheet metals. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2010; Vol. 10; No. 4: 95-106.
• 16. Vazquez V, Altan T. Die design for flashless forging of complex parts. Journal of Materials Processing Technology 2000; Vol. 98; No. 2: 81-89.
• 17. Vazquez V, Altan T. New concepts in die design — physical and computer modeling applications. Journal of Materials Processing Technology 2000; Vol. 98; No. 2: 212-223.
• 18. Yoshimura H, Tanaka K. Precision forging of aluminum and steel. Journal of Materials Processing Technology 2000; Vol. 98; No. 2: 196-204.