Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Testing a prototype friction drive transmission

Mucha Ł., Lis K., Lehrich K., Nawrat Z.

Tribologia

|

2018

|

nr 5

47--52

EN

The article presents research on the mechanical properties of a drive system using an innovative mechanism converting rotary motion to progressive motion. The operating principle of the mechanism uses the friction-based transmission of drive from the motor to the drive shaft by means of two oppositely arranged unidirectional clutches. A side effect of such a solution utilized in the mechanism is the possibility of shifting the couplings while transmitting torque. The clutches were combined with a mechanism converting rotational motion to linear motion by utilizing friction between radial ball bearings and the shaft. This has resulted in an innovative mechanism for converting rotary motion to progressive motion, with the drive source being bound with a “friction screw” (a “slide” screw). A characteristic feature of this solution is the fact that there is no need for the nut to rotate in order to achieve progressive movement. Known solutions are based on a rotating nut and a fixed shaft system. The mechanism uses a fixed pitch nut, but it is possible to use a regulated pitch nut as a possible modification of the mechanism at a later stage of the system development. The main advantage of the mechanism tested is the possibility of uncoupling, which occurs when the maximum force transmitted by the nut is exceeded. This force is related to the friction force resulting from the pressure exerted by angularly shifted ball bearings on the drive shaft. The bearings are a substitute for the screw line in the classical ball screw mechanism. The research results presented in the article give an overview of the mechanical properties of the solution developed. The article also presents the influence of rotational speed and load on the mechanical parameters of the drive. The application of the described invention as the basis of the linear motion mechanism driving the tool of a surgical robot is a safe solution with unique and desirable characteristics.

PL

Analizowano cechy mechaniczne układu napędowego wykorzystującego innowacyjny mechanizm zamiany ruchu obrotowego na postępowy. Zasada działania mechanizmu wykorzystuje cierny sposób przekazania napędu z silnika na wał napędowy za pomocą dwóch przeciwstawnie ustawionych sprzęgieł jednokierunkowych. Efektem ubocznym takiego rozwiązania, wykorzystywanym w mechanizmie, jest możliwość przesuwu sprzęgieł przy jednoczesnym przekazywaniu momentu obrotowego. Sprzęgła połączono z mechanizmem zamieniającym ruch obrotowy na liniowy, wykorzystując tarcie pomiędzy rolkami w postaci łożysk tocznych a wałem. Uzyskano dzięki temu innowacyjny mechanizm zamiany ruchu obrotowego na postępowy, w którym źródło napędu jest związane z śrubą „cierną” (slide screw). Charakterystyczny dla mechanizmu jest brak konieczności obrotu nakrętki w celu realizacji ruchu liniowego. Dzięki zastosowanemu mechanizmowi uzyskuje się efekt zbliżony do znanych rozwiązań, które bazują na obrotowej nakrętce i nieruchomym wale. W przedstawionym w artykule mechanizmie zastosowano nakrętkę o stałym skoku, ale istnieje również możliwość zastosowania nakrętki o skoku regulowanym, co może stanowić dalszą modyfikację mechanizmu. Główną zaletą badanego mechanizmu jest możliwość rozsprzęglenia napędu, co następuje w przypadku przekroczenia maksymalnej siły przenoszonej przez nakrętkę. Siła ta związana jest z siłą tarcia będącą wynikiem docisku przesuniętych kątowo rolek w stosunku do wału napędowego. Rolki te stanowią w mechanizmie substytut linii śrubowej występującej w klasycznym mechanizmie śrubowo-tocznym. Zastosowanie opisanego wynalazku do mechanizmu ruchu liniowego narzędzia robota chirurgicznego stanowi bezpieczne rozwiązanie o unikatowych i pożądanych cechach użytkowych.

2

Badania symulacyjne ciężkich frezarek bramowych

Lehrich K.

Inżynieria Maszyn

|

2018

|

R. 23, z. 1

25--35

PL

Artykuł powstał w oparciu o wyniki badań prowadzonych w Katedrze Budowy Maszyn Politechniki Śląskiej w ramach prac badawczo-rozwojowych, projektów celowych i badań własnych autora realizowanych we współpracy z krajowymi producentami obrabiarek ciężkich. Przedstawiono w nim wyniki analiz MES prowadzonych pod kątem oceny sztywności statycznej oraz częstotliwości drgań własnych, jako cech eksploatacyjnych decydujących o dokładności obrabiarki, a jednocześnie możliwych do określenia jeszcze na etapie projektowania. Wyniki analiz przedstawiono w odniesieniu do charakterystycznych wymiarów i mas konstrukcji nośnych, co nadaje artykułowi utylitarną wartość. Mogą one stanowić punkt odniesienia dla nowych konstrukcji tego rodzaju obrabiarek.

EN

This article is based on the results of research carried out in the Department of Machine Technology of Silesian University of Technology within the framework of research and development, targeted projects and own authors' research carried out in cooperation with domestic producers of heavy machine tools. It presents the results of FEM analysis conducted for the assessment of static stiffness and natural frequencies, as the operating characteristics that determine the accuracy of the machine tool, which can be determined at the design stage. The results of the analysis are presented in relation to the characteristic dimensions and masses of the supporting structures, which gives the article a utilitarian value. They can serve as a point of reference for designers developing new constructions of this kind of machine tools.

3

Identifying the causes of deterioration in the surface finish of a workpiece machined on a rail wheel lathe

Lehrich K., Wąsik M., Kosmol J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 3

352--358

EN

Operational problems often remain undetected until a machine is commissioned and first machining is attempted. Heavy-duty machines are a specific group of machine tools due to the character of their manufacturing process. As they are often manufactured as single units, which involves high production costs, there are no prototype versions built and no tests are performed on them. Therefore, before the machine is complete, computer simulation methods are often the only validation tools of a machine project at the stage of designing. The variety of applications and the individuality of production are the reasons for the lack of standards defining the rigidity and precision of the cutting process performed by heavy machine tools. In this case analysis, the authors are considering a heavy duty rail wheel lathe, in which some issues were found during its exploitation which make it impossible to achieve the required shape, dimensions and surface finish, while working at set parameters. This article presents a comprehensive approach to the identification of the form and frequency of a machine tool supporting structure’s self-vibrations and their potential sources in the case study of a horizontal lathe for railway wheelsets. The authors, drawing on the results of their long-standing research and their experience in the field of heavy machine tool design and testing, indicate self-excited vibrations as a key factor machine’s operational behaviour, which is rarely considered in this type of machines.

PL

Problemy eksploatacyjne są często wykrywane dopiero po uruchomieniu maszyny i po pierwszych próbach obróbki. Obrabiarki ciężkie są specyficzną grupą maszyn do obróbki ze względu na charakter ich procesu produkcyjnego. W procesach produkcyjnych tego typu maszyn, ze względu na jednostkowy charakter produkcji i koszty, nie buduje się wersji prototypowych i nie wykonuje się na nich testów. Tym samym, przed wersją ostateczną, metody symulacji komputerowych są często jedynymi narzędziami walidacji projektu na etapie projektowania. Różnorodność zastosowań i indywidualność produkcji są przyczyną braku opracowanych norm określających sztywność i precyzję obróbki wykonywanej przez ciężkie obrabiarki. Autorzy rozpatrują przypadek tokarki ciężkiej do zestawów kół kolejowych, w której podczas eksploatacji stwierdzono pewne problemy, które uniemożliwiają wytwarzanie przy zadanych parametrach w celu osiągnięcia pożądanego kształtu, wymiarów i jakości powierzchni. W artykule przedstawiono kompleksowe podejście do identyfikacji kształtu i częstotliwości drgań własnych konstrukcji nośnej obrabiarki oraz ich potencjalnych źródeł, na przykładzie poziomej tokarki do zestawów kolejowych. Autorzy w swoich badaniach zgodnie z uzyskanymi wynikami i ich doświadczeniem z zakresu projektowania ciężkich obrabiarek i badań podkreślają drgania samowzbudne, które są rzadko brane pod uwagę w tego typu maszynach, ale mają znaczący wpływ na zachowanie modalne maszyny.

4

Sposoby poprawy właściwości eksploatacyjnych obrabiarek ciężkich

Kosmol J., Lehrich K.

Modelowanie Inżynierskie

|

2017

|

T. 34, nr 65

64--69

PL

W artykule przedstawiono wyniki modelowania metodą elementów skończonych korpusu ciężkiej frezarki. Celem modelowania było znalezienie takiej struktury obrabiarki lub zastosowanie korpusu hybrydowego, który pozwoliłby na znaczące obniżenie poziomu drgań w istniejącej obrabiarce. W istniejącej ciężkiej frezarce zaobserwowano występowanie drgań, których poziom nie gwarantuje osiągnięcie zadowalającej jakości powierzchni obrabianej i które ograniczają możliwość pełnego wykorzystania zainstalowanych mocy. Przeanalizowano możliwe do wprowadzenia zmiany konstrukcyjne oraz ewentualne wypełnienie korpusu polimerobetonem. Kryterium oceny jakości obrabiarki była odległość częstotliwości rezonansowej od częstotliwości wymuszeń dynamicznych od sił skrawania oraz obniżenie amplitudy drgań wymuszonych w obszarze częstotliwości rezonansowych.

EN

The paper presents some results of modeling of heavy machine tool frames using Finite Element Method. The main goal of the modeling was finding such a structure of the machine tool or application of hybrid frame, which make possibly on significantly decreases of vibration level in existed machine tool. In the existed heavy milling machine tool a high level of vibration was observed which makes inaccessible to achieve satisficed quality of cutting surface and which doesn’t allowed to use full installed power. Possible variations of design changes were analyzed and application of hybrid frame was verified. The main criterions of machine tool quality were the distance between the resonance frequency and the excited frequency of dynamic cutting forces and decreasing of excited magnitude of displacement in the field of resonance frequency.

5

Robin Heart INCITE surgical telemanipulator controlled by system equipped with 3D force sensor

Nawrat Z., Mucha Ł., Krawczyk D., Lis K., Lehrich K., Rohr K., Földesy P., Radó J., Dücső C., Sántha H., Szebényi G., Fürjes P.

Medical Robotics Reports

|

2017

|

vol. 6

37--46

EN

The aim of this work is to present the final report, financed by the EU INCITE grant, development of the robot control system Robin Heart with the use of special 3D MEMS micro-sensors, to verify their following functions: 1) an easy control of robotic movement during operation using a micro joystick integrated with the laparoscopic tool 2) measuring the value and direction of force between the jaw of the laparoscopic tool and operated organ 3) tissue diagnostics during work using a 3D touch sensor placed in the front of the tool. Piezo-resistive silicon sensors have been designed and manufactured by the Hungarian company EK MFA. A prototype of a miniature motion sensor placed on the gripping part of the endoscopic tool to control the vision path robot was made. Sensory endoscopic tools were integrated with the ROBIN HEART robot and the Robin Hand motion unit as well as innovative mechatronic surgical tools with a panel informing about the measurement values of the force of tools and tissue. Researched prototype sensors have demonstrated their usefulness in the robot's force feedback system. The practicality of the application to assess the condition of the tissue and the strength of the endoscopic grasper clamp was confirmed. The work was carried out as a part of the EU INCITE project financed partly by NCBiR and NKFIA.

PL

Celem pracy jest przedstawienie finalnego raportu finansowanego z projektu EU INCITE rozwoju projektu systemu sterowania robota Robin Heart z zastosowaniem specjalnych mikro-czujników 3D MEMS, dla weryfikacji ich następujących funkcji: 1) sterowanie robotem toru endoskopowego za pomocą mikro-dżojstika zintegrowanego z rękojeścią narzędzia laparoskopowego dla ergonomicznej manipulacji. 2) pomiar wartości i kierunku działania siły pomiędzy szczęką narzędzia laparoskopowego, a organem. 3) diagnostyki tkanek podczas pracy za pomocą czujnika dotykowego 3D umieszczonego w czołowej części narzędzia. Piezorezystancyjne sensory krzemowe zostały zaprojektowane i wykonane przez węgierską firmę EK MFA. Wykonany został prototyp miniaturowego zadajnika ruchu umieszczonego na części chwytowej narzędzia endoskopowego do sterowania robotem toru wizyjnego. Wykonano sensoryczne narzędzia endoskopowe zintegrowane z robotem ROBIN HEART i zadajnikiem ruchu Robin Hand oraz nowatorskie mechatroniczne narzędzia chirurgiczne z panelem informującym o wartości pomiarów siły oddziaływania narzędzi z tkanką. Zrealizowane badania prototypowych czujników wykazały ich użyteczność w układzie siłowego sprzężenia zwrotnego robota. Potwierdzono celowość aplikacji do oceny stanu tkanki i siły zacisku graspera endoskopowego. Praca została wykonana w ramach projektu EU INCITE finansowana częściowo przez NCBiR i NKFIA.

6

Robot chirurgiczny Robin Heart Tele - następca Robin Heart mc2

Nawrat Z., Mucha Ł., Lis K., Lehrich K., Rohr K., Kostka P.

Medical Robotics Reports

|

2016

|

vol. 5

27--33

PL

W artykule opisano innowacyjną koncepcję platformy narzędziowej umożliwiającą operowanie za pomocą jednego ramienia robota pozycjonującego. W 2009 r. podczas testu in vivo modelu zwierzęcego operacji pomostowania wieńcowego udowodniono przydatność zupełnie nowej koncepcji robota modułowego nazwanego Robin Heart mc2. To największy do tej pory robot z rodziny Robin Heart – sterowany przez jednego operatora – zastępuje trzy osoby przy stole operacyjnym: chirurga asystującego (dwa narzędzia), operator toru wizyjnego (endoskop) oraz głównego chirurga (dwa narzędzia chirurgiczne). Po raz pierwszy wprowadzono w nim platformę narzędziową – de facto pełnego mini robota chirurgicznego – zamontowanego na jednym ramieniu robota. Zaprezentowany robot nowej generacji rozwija tę koncepcję wprowadzając oryginalne rozwiązania konstrukcyjne zwiększające możliwości funkcjonalne.

EN

This article describes an innovative concept of a tool platform that allows to operate with one arm of a positioning robot. In 2009, during the in vivo animal model of coronary artery bypass surgery, a completely new concept of a modular robot named Robin Heart mc2 was demonstrated and its usefulness proven. This is the largest Robin Heart robot, operated by one operator, replacing three people at the operating table: assistant surgeon (two tools), endoscope operator and primary surgeon (two surgical instruments). For the first time a tool platform has been introduced – de facto a full mini surgical robot – mounted on one robot arm. The next-generation robot presented here develops this concept by introducing original design solutions that enhance functionality

7

Robin Heart INCITE - wprowadzenie sprzężenia siłowego dla telemanipulatora chirurgicznego

Nawrat Z., Mucha Ł., Rohr K., Lis K., Lehrich K., Krawczyk D., Földesy P., Radó J., Dücső C., Sántha H., Szebényi G., Fürjes P.

Medical Robotics Reports

|

2016

|

vol. 5

34--42

PL

Celem pracy jest przedstawienie rozwoju projektu systemu sterowania robota Robin Heart z zastosowaniem specjalnych mikro--czujników 3D MEMS, dla weryfikacji ich następujących funkcji: 1) sterowanie robotem toru endoskopowego za pomocą mikro--dżojstika zintegrowanego z rękojeścią narzędzia laparoskopowego dla ergonomicznej manipulacji. 2) pomiar wartości i kierunku działania siły pomiędzy szczęką narzędzia laparoskopowego, a organem. 3) diagnostyki tkanek podczas pracy za pomocą czujnika dotykowego 3D umieszczonego w czołowej części narzędzia. Piezorezystancyjne sensory krzemowe zostały zaprojektowane i wykonane przez węgierską firmę EK MFA. Przeprowadzone zostały symulacje MES w celu określenia podstawowych parametrów mechanicznych czujnika. Czujniki zostały pokryte polimerem półprzewodnikowym PDMS (polidimetylosiloksan), następnie przeprowadzono badania wpływu powłoki elastycznej pod kątem czułości i czasu odpowiedzi. Zgodnie z wymaganiami medycznymi i funkcjonalnymi czujniki dodatkowo zostały pokryte biokompatybilnym elastycznym polimerem. Wykonany został prototyp miniaturowego zadajnika ruchu umieszczonego na części chwytowej narzędzia laparoskopowego. Przeprowadzone zostały testy polegające na orientacji robota w polu operacyjnym za pomocą trójosiowego czujnika siły. Przeprowadzono wstępne testy sensorycznego narzędzia laparoskopowego zintegrowanego z robotem ROBIN HEART i zadajnikiem ruchu Robin Hand. Zrealizowane badania prototypowych czujników wykazały ich użyteczność w układzie siłowego sprzężenia zwrotnego robota. Potwierdzono celowość aplikacji do oceny stanu tkanki i siły zacisku graspera laparoskopowego. Praca została wykonana w ramach projektu EU INCITE finansowana częściowo przez NCBiR.

EN

The aim of this work is to demonstrate the applicability and functionality of the Robin Heart robot's control systems integrated with special MEMS based 3D force micro-sensors. Three different robot functions and corresponding detector devices are proposed: 1) Micro-joystick type actuator to be integrated in the hilt of the laparoscope to control easily robotic movement during operation. 2) 1D force sensor located inside the laparoscopic jaw to provide feedback to the surgeon by measuring the grasping strength and 3) 3D (vectorial) force/tactile sensor placed at the tip of the laparoscope which facilitates palpation for tissue diagnostics during operation. The silicon based piezoresistive sensors have been designed and prepared by micromachining technologies in the MEMS Laboratory of EK MFA (Budapest, Hungary). According to the medical and functional requirements the sensors were electro-mechanically integrated and covered by biocompatible elastic polymer (polydimethylsiloxane – PDMS) by BME (Budapest, Hungary). The device geometry was modelled by coupled finite element simulation to determine its expected performance. The effect of the elastic coverage was studied in terms of sensitivity and response time also. Preliminary test of the laparoscopic head equipped with MEMS sensors and integrated in the ROBIN HEART surgery robot system was performed by FRK (Zabrze, Poland). A model of the robot controller using a prototype of 3D force sensor has been also successfully tested during the tests of the functional robot. Studies of the prototypes of “smart” sensory laparoscopes have demonstrated their remarkable usefulness in force feedback robotic systems to recognize the state of tissue and to determine the clamping force of the grasper of surgical system. The international cooperation to develop “smart” laparoscope for robotic surgery was done in the frame of the ENIAC “INCITE” project No.621278 and partially financed by the ENIAC JU and the National Centre for Research and Development (NCBR - Poland) and National Research, Development and Innovation Fund (NKFIA – Hungary).

8

Zastosowanie technologii druku 3D w konstrukcji prototypów manipulatorów medycznych

Lehrich K., Lis K., Nawrat Z., Mucha Ł., Rohr K.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 3

224--225

PL

Przedstawiono przykład zastosowania druku 3D do budowania prototypów manipulatorów medycznych. Opisano konstrukcje manipulatorów i ich części wykonane metodą FDM – jako przykład posłużyły dwa prototypy manipulatorów, które powstały w 2014 i 2015 r. w Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi w Zabrzu.

EN

Presented is an example of using 3D print technique to produce prototypes of medical manipulators. Design of the manipulators and components made by the FDM method was presented by example of two prototypes of manipulators that were built in 2014 and 2015 in the Zbigniew Religa Foundation for Cardiac Surgery Development, Zabrze.

9

Sterowanie robotem Robin Heart Pelikan z zastosowaniem siłowego sprzężenia zwrotnego

Mucha Ł., Nawrat Z., Lis K., Lehrich K., Rohr K., Furjesb P., Ducso C.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2016

|

Vol. 22, nr 3

146--153

PL

Przedmiotem niniejszej pracy jest badanie systemów sterowania robota Robin Heart PVA (ang. Port Vision Able) z zastosowaniem specjalnych mikroczujników siły 3D MEMS. Postawiono trzy różne sposoby wykorzystania opracowywanych czujników: (1) jako czujnik siły wykorzystany jako mikrodżojstik zintegrowany w rękojeścią narzędzia endoskopowego, aby łatwo kontrolować ruch robota wizyjnego podczas pracy chirurga; (2) jako czujnik siły wewnątrz szczęki narzędzia endoskopowego dla dostarczenia informacji zwrotnej do operatora-chirurga, mierząc siłę chwytu; (3) jako czujnik wielowymiarowy dotyku na końcu narzędzia chirurgicznego, co ułatwia badanie palpacyjne do diagnostyki tkanek podczas pracy. Artykuł ten jest studium wykonalności w zakresie proponowanych zastosowań. Model sterowania robota przy użyciu prototypowego czujnika siły 3D został pomyślnie przetestowany w badaniach funkcjonalnych robota. Wstępne badania sensorów wykazały ich przydatność dla sterowania robotem ze sprzężeniem siłowym, aby ocenić stan tkanek oraz do oceny siły docisku chirurgicznego chwytaka.

EN

The aim of this work is to investigate the control systems of Robin Heart PVA (Port Vision Able) using special 3D MEMS force microsensors. Three different functions are targeted: (1) micro-joystick actuator to be integrated in the hilt of the laparoscope to easily control robotic movement during operation; (2) force sensor inside the laparoscopic jaw to provide feedback to the surgeon by measuring the grasping strength; (3) 3D force/tactile sensor which facilitates palpation for tissue diagnostics during operation. This paper is a feasibility study regarding these proposed applications. A model of the robot controller using a prototype 3D sensor force has been successfully tested during the study of functional robot. Pre-studies of prototype sensors have demonstrated their usefulness in robot force feedback system to assess the state of tissue and to assess the clamping force the grasper surgical system.

10

Lekki manipulator toru wizyjnego Pelikan

Lis K., Lehrich K., Mucha Ł., Nawrat Z.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2016

|

Vol. 22, nr 3

154--159

PL

Artykuł prezentuje budowę, zasadę działania oraz wstępne badania symulacyjne najmniejszego z manipulatorów toru wizyjnego z rodziny Robin Heart. W artykule przedstawiono również wyniki analiz numerycznych prowadzonych na etapie projektowania. Dotyczyły one identyfikacji metodą elementów skończonych naprężeń zredukowanych, sztywności statycznej oraz częstotliwości i postaci drgań własnych. W celu określenia parametrów jednostek napędowych dla poszczególnych stopni swobody manipulatora posłużono się analizami kinematycznymi, których przykładowe wyniki zaprezentowano również w niniejszym artykule.

EN

The article presents the design, principle of operation, and preliminary simulation study of the smallest manipulators for endoscope positioning (videosurgery) of the Robin Heart family. The paper also presents the results of numerical analyzes conducted at the design stage. They concerned the finite element identification of equivalent stress; the static stiffness; natural mode shapes and frequencies. Sample results of analyzes determining the parameters of the drive units for the respective degrees of freedom of the manipulator.

11

Postępy budowy specjalnych interfejsów operatora robota chirurgicznego Robin Heart

Mucha Ł., Rohr K., Lis K., Lehrich K., Kostka P., Sadowski W., Krawczyk D., Kroczek P., Małota Z., Nawrat Z.

Medical Robotics Reports

|

2015

|

vol. 4

49--55

PL

Praca stanowi przegląd oryginalnych systemów zadawania ruchu opracowanych dla polskiego robota chirurgicznego Robin Heart. Najnowsze, oryginalne rozwiązanie kontroli robota chirurgicznego Robi Heart – haptyczny zadajnik ruchu – pozwala na sprawne i z wyczuciem siły 3D sterowanie narzędziami robota.

12

Badania wpływu połączeń śrubowych na sztywność statyczną stojaka tokarki karuzelowej

Lehrich K., Jędrasik A.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2014

|

nr 1

73--84

PL

Artykuł prezentuje wyniki symulacyjnych badań stojaka tokarki karuzelowej ciężkiej pod kątem oceny wpływu połączeń śrubowych na sztywność statyczną stojaka. Przedmiotem analizy jest konstrukcja stojaka opracowana w Fabryce Obrabiarek Rafamet S.A. W artykule zaprezentowano porównanie wyników analiz MES stojaka o konstrukcji monolitycznej oraz wykonanego jako konstrukcja skręcana. Analizy MES przeprowadzono wykorzystując do obliczeń system Autodesk Algor Simulation 2011.

EN

The paper presents the results of simulation research of heavy vertical lathe column for assessing the impact of screw connections on column static stiffness. Subject of FEM analysis is the structure of column designed by Machine Tool Factory RAFAMET S.A. The paper presents a comparison of FEA results of monolithic construction of column with construction designed with bolt connection. FEM analysis was performed using the Autodesk Algor Simulation 2011 system.

13

Robin Heart PortVisionAble - projekt, konstrukcja i wstępne badania

Lis K., Lehrich K., Mucha Ł., Rohr K., Nawrat Z.

Medical Robotics Reports

|

2014

|

vol. 3

6--12

PL

Artykuł przedstawia postępy i perspektywy polskiego robota chirurgicznego Robin Heart. Rozpoczęty w 2000 r. projekt wszedł w fazę przygotowań pierwszych produktów, które wejdą na salę operacyjną. Po pierwszych eksperymentach na zwierzętach robotów Robin Heart modeli 1,2,Vision oraz mc2 wiadomo, że robot toru wizyjnego spełnił wszystkie oczekiwania odbiorców. Trwa przygotowanie pierwszego modelu klinicznego robota: nowego modelu Robin Heart PortVisionAble, lekkiego, walizkowego robota toru wizyjnego. Przedstawiono model, konstrukcję i badania wstępne prototypu. Opracowywana jest technologia produkcji seryjnej i przygotowywany model do badań certyfikacyjnych.

EN

The paper presents the achievements & perspectives, current state of works conducted by the FCSD team under the Robin Heart surgical robot project. The project, after series of animal and teleoperation experimentsentered the phase of preparation the first clinical robot model. Robin Heart Vision met the customers’ predictive expectations. The Robin Heart PortVisionAble will be prepared for robotic control of endoscope position/orientation with new functional robot’s properties (lightweight, mobile robot). Mass production technology is being developed. A robot for certification tests is being prepared.

14

Analiza modalna korpusu stojaka obrabiarki CNC

Lehrich K., Lis K.

Inżynieria Maszyn

|

2014

|

R. 19, z. 1

20--33

PL

Artykuł prezentuje kompleksowe podejście do identyfikacji postaci i częstości drgań własnych obrabiarkowej konstrukcji nośnej na przykładzie korpusu stojaka centrum frezarskiego pionowego. Przedstawiony sposób postępowania obejmuje wstępne badania symulacyjne z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych oraz weryfikacyjne badania eksperymentalne. W artykule zaprezentowano model korpusu w konwencji MES oraz stanowisko pomiarowe do badań eksperymentalnych. Efektem przeprowadzonych badań jest zestawienie uzyskanych wyników i ocena rozbieżności wyników analiz MES w odniesieniu do badań eksperymentalnych.

EN

The paper presents comprehensive approach to identification of mode shapes and natural frequencies of machine tool supporting structure an example of column body of vertical milling center. The presented method includes preliminary simulation research with using Finite Element Method and experimental research. The paper presents the FEM model |of body and measuring stand to experimental research. The results of performed research are summary of results and evaluation of discrepancy between the FEM results with respect to the results of experimental research.

15

Badania cieplne elektrowrzeciona tokarskiego

Lehrich K., Lis K., Mucha Ł.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2013

|

nr 2

99--114

PL

Artykuł prezentuje wyniki symulacyjnych badań cieplnych elektrowrzeciennika tokarskiego w zestawieniu z wynikami badań eksperymentalnych. Konstrukcję elektrowrzeciennika opracowano w Centrum Badawczo Konstrukcyjnym w Pruszkowie. W artykule uwagę skupiono na założeniach przyjętych do analiz MES i metodyce ich prowadzenia. Analizy termiczne przeprowadzono w stanie nieustalonym, wykorzystując oprogramowanie Ansys.

EN

The paper presents results of Simulation studies of thermal turning electro-spindle in comparison with experimental results. The subject of the study was a turning electro-spindle, whose construction has been developed in CBKO in Pruszków. This paper concentrates on the assumptions and methodology FEA research. For the analysis of thermal transient ANSYS software was used.

16

Interfejs operatora robota chirurgicznego - oryginalne rozwiązania sprzężenia informacyjnego i decyzyjnego

Nawrat Z., Kostka P., Lis K., Rohr K., Mucha Ł., Lehrich K., Sadowski W., Krzysztofik K., Małota Z.

Medical Robotics Reports

|

2013

|

vol. 2

12--21

PL

Artykuł przedstawia postępy i perspektywy systemu sterowania (interfejsu użytkownika) polskiego robota chirurgicznego Robin Heart, w ramach projektu prowadzonego przez zespół FRK. Trwa przygotowanie pierwszego modelu klinicznego robota: nowego modelu Robin Heart PortVisionAble, lekkiego, walizkowego robota toru wizyjnego. Kolejnym wyzwaniem jest budowa konsoli sterowania ramieniem robota o kontrolowanej sztywności i geometrii.

EN

The paper presents the achievements & perspectives, current state of works conducted by the FCSD team under the Robin Heart surgical robot console, surgeon-robot interface. The Robin Heart PortVisionAble will be prepared to track video endoscopy with new functional properties (lightweight, mobile robot) offered with telemedic system allowing the long distance image transfer. The construction of console for operator of surgical tools with controlled stiffness and geometry is another challenge for the near future.

17

Symulacyjne badania cieplne łożysk wrzecionowych

Lehrich K.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2012

|

nr 1

43--56

PL

Artykuł prezentuje badania symulacyjne łożysk skośnych pod kątem oceny wpływu napięcia wstępnego i prędkości obrotowej na wzrost i rozkład temperatury podczas pracy na biegu jałowym. Badania przeprowadzono oparciu o model stanowiska eksperymentalnego zaproponowanego i skonstruowanego w Katedrze Budowy Maszyn. W artykule przedstawiono przyjęte do analiz założenia, w postaci modelu matematycznego oraz sposób przeprowadzenia analiz MES i ich wyniki. Zaprezentowane wyniki uzyskano wykorzystując system Ansys.

EN

The paper presents simulation studies of angular contact ball bearings, The study was performed to evaluate the effect of preload and rotational speed on the growth and distribution of temperature during idling. The study was conducted based on the model of experimental measuring set and proposed in the Department of Machine Technology. The paper presents the assumptions for the analysis, in the form of a mathematical model and their results. The presented results obtained using Ansys system.

18

Optymalizacja korpusu wrzeciennika centrum frezarskiego

Lehrich K., Kosmol J.

Inżynieria Maszyn

|

2012

|

R. 17, z. 3

7-20

PL

Artykuł stanowi kontynuację prac autorów nad optymalizacją korpusów obrabiarkowych. W artykule zaprezentowano wyniki optymalizacji korpusu wrzeciennika centrum frezarskiego pionowego z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych. Porównano wyniki analiz sztywności statycznej oraz częstości drgań dla trzech korpusów tj. korpusu o postaci i wymiarach zaproponowanych przez konstruktora, korpusu po optymalizacji parametrycznej oraz korpusu po optymalizacji postaciowej i parametrycznej uwzględniającej zastosowanie różnych materiałów. Do symulacji wykorzystano narzędzia optymalizacyjne dostępne w systemie ANSYS.

EN

This article is a continuation of the work of Authors on the optimization of machine tool bodies. The article presents the results of the optimization of the headstock body of vertical milling center using the Finite Element Method. In the paper the results of the analysis of static stiffness and natural frequency for three different designs were compared. They concerned the body of the shape and dimensions proposed by the constructor, the body after parametric optimization and the body after topological and parametric optimization, taking into account the use of different materials. For the optimization the tools available in the ANSYS system were applied.

19

Badania weryfikacyjne wybranych podzespołów tokarek karuzelowych

Lehrich K., Kosmol J.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2011

|

nr 2

113-122

PL

Artykuł prezentuje badania weryfikacyjne wybranych podzespołów wielkogabarytowych tokarek karuzelowych. Badania symulacyjne, metodą elementów skończonych, dotyczyły wytrzymałości belki suportowej tokarki karuzelowej KCI oraz stołu obrotowego tokarki karuzelowej KDC. W artykule przedstawiono modele podzespołów, założenia oraz wyniki analiz. Badania przeprowadzono wykorzystując system Ansys.

EN

The paper presents the verification tests of selected components of large vertical lathes. The FEM analysis concerned the strength of crossrail of vertical lathe KCI type and turntable of vertical lathe KDC type. This article presents models of components, assumptions and analysis results. Analyses were carried out using Ansys system.

20

Optymalizacja konstrukcji obrabiarek HSC

Kosmol J., Lehrich K., Wilk P.

Mechanik

|

2011

|

R. 84, nr 12

XII-XIII

PL

Nowe podejście do projektowania korpusów obrabiarek HSC bazujące na optymalizacji ich konstrukcji poprzez osiągnięcie możliwie małej masy korpusu i jednocześnie wysokiej sztywności statycznej a więc, z wykorzystaniem optymalizacji wielokryterialnej. Dwa możliwe rozwiązania problemu optymalizacji: za pomocą tzw. optymalizacji parametrycznej przy znanej postaci konstrukcyjnej korpusu i na drodze optymalizacji postaciowej, gdy punktem wyjścia jest prymityw klasy prostopadłościan czy walec.