Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Spatial compliance measurement of a clamping table with integrated force sensors

Friedrich Christian, Ihlenfeldt Steffen

Journal of Machine Engineering

|

2022

|

Vol. 22, No. 1

70--83

EN

Force sensor integration into machine components is a promising approach to measure spatial process forces, especially, when regarding hexapod structures and kinematics. Rigid still-standing hexapod frameworks, such as clamping tables, are particular suitable for this approach, as no dynamic influences need to be taken into account within the measurement model and they allow a measurement in 6 degrees of freedom. On the other hand, the stiffness of rigid frameworks is reduced by force sensor integration significantly. In addition, many approaches apply joints or flexure hinges to reduced lateral forces and improve the measuring quality, which reduce the stiffness even more. In this contribution, the compliance of a clamping table with integrated force sensors and flexure hinges is determined by experimental measurements using a multiline laser interferometer, by analytic calculation, and by finite element simulation. In conclusion, the amount of stiffness reduction by force sensors and flexure hinges is quantified and different methods for compliance determination are compared.

2

Pomiar sił w wantach mostu podwieszonego

Żółtowski Krzysztof, Binczyk Mikołaj, Kalitowski Przemysław, Marusiak Michał

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 9

66--70

PL

W artykule przedstawiono metodę oraz wyniki badań sił w wantach Mostu III Tysiąclecia im. Jana Pawła II w Gdańsku. Do identyfikacji sił wykorzystano trzy metody: wibracyjną; z wykorzystaniem siłownika jednosplotowego (lift-off) oraz pomiaru strzałki ugięcia. Przedstawione wyniki badań dowodzą, że wszystkie metody mogą być z powodzeniem wykorzystywane do identyfikacji rzeczywistej siły w wancie. Każda z metod ma jednak ograniczenia i w związku z tym jest obarczona pewnymi błędami, których wpływ zależy m.in. od układu geometrycznego wanty. W artykule podjęto próbę analizy wiarygodności przedstawionych metod pomiarowych.

EN

The article presents the methodology and the results of testing the forces in the cable stays of the Third Millennium, John Paul II Bridge in Gdańsk. Three methods were used to identify the forces: vibration, with the use of a single-strand central hole jack (lift-off), and measurement of the deflection curve. The presented analyzed results prove that all methods can be successfully used to identify the real force in the stay cable. However, each of the methods has its limitations and, therefore, is burdened with certain errors, the impact of which depends, mainly on the geometric parameters of stay cable. The article attempts to analyze the reliability of the presented measurement methods.

3

Stiffness evaluation of a hexapod machine tool with integrated force sensors

Friedrich Christian, Kauschinger Bernd, Ihlenfeldt Steffen

Journal of Machine Engineering

|

2020

|

Vol. 20, No. 1

58--69

EN

Today, in-process force measurement is required by many manufacturing applications, such as process monitoring, quality assurance, or adaptive process control. A very promising force measurement approach bases on sensor-integration into the machine structure and is particularly suitable for hexapod structures and kinematics, where it allows a measurement in 6 degrees of freedom. On the other hand, a sensor integration also affects the machine. Especially for strain-gauge-based force sensors, a stiffness reduction is predicted, as their measuring principle requires a deformation. The practical consequences of these influences are investigated in this contribution. In particular, this work presents extensive experimental studies of the stiffness change caused by sensor integration for a single hexapod strut as well as for the complete hexapod machine tool. The results are evaluated in comparison to compliances of other components, such as the kinematic joints, and to stiffness changes resulting from sensor-integration into the end-effector or the application of a commercial force/torque sensor at the end-effector. In conclusion, the studies support the approach of structure-integrated force measurement for parallel kinematics, as the stiffness loss is rather small in many cases.

4

Experimental Analysis of FSW Process Forces

Balawender Tadeusz, Myśliwiec Piotr

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2020

|

Vol. 44, nr 2

51--56

EN

This paper presents the results of research work on linear friction stir welding (FSW) of magnesium AZ31 and aluminum 2024 alloys. During the FSW process, forces exerted by a tool on joined materials were measured. The measurements of forces were taken in three directions, vertical (Z axis) and horizontal (X and Y axes) directions, using high-sensitive piezoelectric dynamometer. The force analysis was done for three stages of welding process: plunging, dwelling, and welding. Conclusions regarding the force reaction of materials to be welded were formulated. It was found that the first two stages of the process, plunging and dwelling, are very important for the correct welding. In the plunging stage, a tool exerts the greatest forces and unit pressures (at the Z direction) on joined materials; during the dwelling stage, thermal conditions of the process are established. The welding stage was divided into two substages: the initial unstable and the subsequent long-term stabilized one.

5

Analiza momentów i sił chwytających przyssawek w modułowych chwytakach podciśnienia

Wiśniewski Marcin, Ciszak Olaf, Peta Katarzyna, Suszyński Marcin, Cieślak Robert

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2019

|

nr 1

6--12

PL

W artykule zaprezentowano budowę modułowych chwytaków podciśnienia, zastosowanie oraz możliwości konfiguracji. Przedstawiono metodę pomiaru momentów i sił chwytających przyssawki z zastosowaniem robota przemysłowego IRB140T oraz czujnika sześcioosiowego firmy OptoForce. Zilustrowano ścieżkę narzędzia zastosowaną w pomiarach przy pomocy programu RobotStudio firmy ABB.

EN

The article presents the construction of modular vacuum grippers, application and configuration possibilities. The method of measurement of moments and suction cup gripping forces using the IRB140T industrial robot and the OptoForce six-axis sensor are presented. Illustrated the tool path used in the measurements using the ABB RobotStudio program.

6

Monitorowanie sił skrawania podczas toczenia

Nosol A., Bartoszuk M.

Obróbka Metalu

|

2018

|

nr 3

30--35

EN

It is well known that machining is the basic technique for manufacturing machine parts. Over the years, the machining processes have intensified, and what is more, the machining of difficult-to-cut materials, such as nickel and titanium alloys, has become more and more popular. For this reason, the process of cutting is not fully understood. Therefore, knowledge of the distribution of cutting forces and phenomena occurring in the cutting zone allows, for example, for optimization of cutting parameters and monitoring of tool wear. In the literature, the measuring devices for the total cutting force components were rarely described. For this reason, the authors have decided to explore the subject in greater depth. This article presents examples of constructions of turning actuators and comparison of results obtained for strain gauges of own design and professional piezoelectric actuator for the same machining parameters.

PL

Powszechnie wiadomo, że obróbka skrawaniem jest podstawową techniką wytwarzania części maszyn. Z biegiem lat zauważalna jest intensyfikacja procesów obróbki, co więcej – coraz częściej obrabiane są materiały trudnoskrawalne, np. stopy niklu i tytanu. Z tego powodu proces ich skrawania nie do końca jest poznany. Znajomość rozkładu sił skrawania i zjawisk występujących w strefie skrawania pozwala np. na optymalizację parametrów skrawania oraz na monitorowanie zużycia narzędzia. W literaturze fachowej urządzenia do pomiaru składowych całkowitej siły skrawania były rzadko opisywane. Z tego powodu autorzy postanowili zgłębić ten temat. Artykuł niniejszy przedstawia przykładowe konstrukcje siłomierzy tokarskich oraz porównanie wyników uzyskanych dla siłomierzy tensometrycznych własnej konstrukcji i profesjonalnego siłomierza piezoelektrycznego dla tych samych parametrów obróbki.

7

Metoda określania czasu przydatności do aplikacji poliaddycyjnego elastomeru silikonowego PA21

Polasik R., Kałaczyński T., Musiał J., Troszyński A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2018

|

Nr 1

14--16

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczących wykorzystania oryginalnego stanowiska i metody opracowanej do określania czasu przydatności poi i addycyjnego elastomeru silikonowego PA21 do aplikacji, zwłaszcza w procesach napełniania znacznej liczby gniazd o niewielkiej objętości. Opisano i scharakteryzowano oryginalny sposób pomiaru. Sformułowano wnioski, w których przedstawiono obszary zastosowań metody oraz jej ograniczenia.

EN

Analyzes results concerning the use of original measuring method and original experimental stand for the determination of PA21 silicone elastomer applicability time especially in filling a large number of small volume sockets are presented in the paper. The original measurement method is described and characterized. Application areas and limitations of the method are shown.

8

Wpływ typu ściernicy i kąta pochylenia spirali na kształt rowka wiórowego i siłę szlifowania

Burek J., Sałata M., Żółkoś M., Żurawski K., Żurek P.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 8-9

772--774

PL

Przedstawiono wpływ kąta pochylenia spirali λ oraz typu wybranej ściernicy 1A1/12V9 na kształt rowka wiórowego oraz składowe siły skrawania w procesie pięcioosiowego szlifowania rowków wiórowych.

EN

In the paper the influence of the helix angle λ and grinding wheel type on flute profile and values on the cutting force during 5-axis flute grinding has been presented.

9

Nowa wersja przyrządu do pomiaru sił na zaczepie kulowym z przeznaczeniem dla średniej wielkości zestawów samochodowych

Stobnicki P., Siczyński Ł., Vicente N., Zembrowski K., Rakowicz A., Pawłowski T., Dubowski A. P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2016

|

z. 112

359--367

PL

Zespół ds. Energetyki i Dynamiki Maszyn Rolniczych od 1998 roku prowadzi prace związane z opracowaniem nowej generacji pojazdów transportowych dla rolnictwa i leśnictwa. Prace badawcze obejmowały zarówno badania laboratoryjne i stanowiskowe, testy drogowe i poligonowe kolejno montowanych układów hamulcowych w badawczych zestawach pojazdów samochodowych. W celu rozszerzenia możliwości badawczych średniej wielkości pojazdów drogowych, stwierdzono potrzebę opracowania i zbudowania nowego przyrządu MP-3 do pomiaru sił na zaczepie kulowym. Opracowano modele wirtualne MP-3 w celu określenia poziomu naprężeń zredukowanych w korpusie przyrządu pomiarowego, a następnie zbudowano model rzeczywisty MP-3. Przyrząd będzie służył do rejestracji sił na zaczepie kulowym podczas transportu zestawu pojazdów gąsienicowych oraz kołowych ciągników rolniczych, maszyn i modułów narzędziowych, po różnej jakości drogach i po terenie nieutwardzonym. MP-3 będzie także służył do pomiarów sił na zaczepie i sprzęgu kulowymn średniej wielkości zestawu pojazdów samochodowych zbudowanych w niedalekiej przyszłości przez innych producentów.

EN

Since 1998, the Power and Dynamics of Agricultural Machines Group (PIMR-BE) has carried out the development of a new generation of transport vehicles for agriculture and forestry. Research works covered laboratory and stationary tests, road tests of subsequently mounted the braking systems in test vehicle units. In order to expand the research capabilities of the medium-sized road vehicles there is the need to develop and build a new instrument to measure the forces on the hitch ball. MP-3 virtual models have been developed to determine the reduced levels of stress in the body of the gauge, then the real model of the MP-3 was build. The new measuring instrument will be used to register the hitch ball forces during the transport of tracked vehicles units, tracked and wheeled tractors, machinery and tools at different quality of roads and off-roads. In the near future, MP-3 will be used to measure the forces on the hitch ball and the coupling of the medium-sized vehicles units made by other manufacturers.

10

Trójosiowy pomiar siły kontaktu w paliczkach chwytaka robota manipulacyjnego

Banachowicz K., Seredyński D., Winiarski T.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2016

|

z. 195, t. 2

335--344

PL

Czujniki umieszczone w palcach chwytaków są istotną częścią systemów sterowania robotami usługowymi. Pozwalają one na pomiar sił działających pomiędzy robotem a środowiskiem, w pobliżu miejsca ich zamontowania. Jednak ze względu na charakter swojej pracy, takie systemy czujnikowe narażone są na przeciążenia i uszkodzenie. Niniejszy artykuł koncentruje się na metodzie zabezpieczenia podatnych czujników siły w paliczkach chwytaka. Przedstawiono projekt konstrukcji mechanicznej specjalnego jarzma ograniczającego deformację czujnika pod wpływem wywieranej nań siły.

EN

Force sensors in phalanges of robotic grippers are an important part of control systems of service robots as they measure contact forces between a robot and the environment near the contact points. However, force sensors are exposed to overload and damage. The article presents a method of protecting elastic force sensors in phalanges of robotic gripper. Mechanical design or the sensors case that constraints its deformation is presented.

11

Metody pomiaru siły kontaktu w trójpalczastym chwytaku BarretHand

Seredyński D., Banachowicz K., Winiarski T.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2016

|

z. 195, t. 2

345--354

PL

Pomiar sił kontaktu pomiędzy robotem a otoczeniem ma kluczowe znaczenie w robotyce usługowej podczas wykonywania zadań zręcznej manipulacji. W ostatnich latach rozwój technologii pozwala na stosowanie coraz mniejszych czujników, które są montowane na członach chwytaków. Różnorodność metod pomiaru oraz rodzaju pozyskanych danych sprawia, iż wybór właściwych czujników dla konkretnego robota jest trudny. Niniejszy artykuł prezentuje przegląd literatury w zakresie czujników siły stosowanych w chwytakach oraz przedstawia szczegółowy opis dwóch zestawów czujników dla chwytaka BarrettHand. Opis wzbogacony jest o wyniki eksperymentów dla obu zestawów w zadaniu chwytania.

EN

The measurement of the contact forces between a robot and the environment is of paramount importance in service robotics. Miniaturized force sensors have been used in the recent years to measure forces in links of grippers. The selection of a proper sensor for a particular robot is a challenging task, due to the diversity of the force sensing methods. The article presents a review of force sensors used in robotic grippers. It also presents a detailed description of two sensing devices and tries to determine their application. The results of experiments are presented to show the capabilities of the sensors.

12

Wpływ rodzaju spoiwa ściernic na proces szlifowania rowków wiórowych narzędzi pełnowęglikowych

Burek J., Sałata M., Bazan A.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 8-9

1130--1131

PL

Przedstawiono wpływ spoiwa żywicznego i metalowego ściernic diamentowych o takiej samej charakterystyce na siłę szlifowania oraz chropowatość powierzchni rowków wiórowych frezów pełnowęglikowych.

EN

In the paper the influence of the resinous and metal bond of diamond grinding wheels of the same characteristic during flute grinding of carbide mills has been presented. The assessment of the wheels was carried out by measuring values of the cutting force and roughness parameters.

13

Pomiar siły w procesie szlifowania narzędzi pełnowęglikowych

Burek J., Babiarz R., Sałata M., Krok M.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 11

1738--1739

PL

Przedstawiono metodę pomiaru składowych siły szlifowania w procesie szlifowania narzędzi pełnowęglikowych. W badaniach doświadczalnych zweryfikowano przydatność sygnału siły szlifowania do monitorowania stanu procesu oraz stopnia zużycia ściernicy.

EN

This paper presents an innovative method of force measurements during carbide end mills and tool bits grinding. Experimental research was performed in order to monitor grinding process.

14

Pomiary sił podczas cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną

Lis K., Wala T.

Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska

|

2014

|

nr 1

63--72

PL

Artykuł przedstawia metodę wyznaczania sił podczas cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną w kierunkach zdefiniowanego układu ortogonalnego. Do pomiaru sił wykorzystano stanowisko do montażu czteroskładowego czujnika piezoelektrycznego wraz z torem pomiarowym. Dla zdefiniowanych parametrów procesu wyznaczono siły w trzech kierunkach tj. siła posuwowa, siła wgłębiania i siła boczna. W ramach badań przedstawiono wykresy zmian wartości sił w zależności od prędkości posuwowej głowicy tnącej dla wybranych materiałów przedmiotu ciętego.

EN

This article presents a method for determining the cutting forces during the high pressure abrasive waterjet cutting in the direction defined by an orthogonal system. For measuring the forces were used the piezoelectric 4-axis force sensor with the defined measuring track. For a defined conditions of process were obtained forces in three directions, i.e. the feed force, drill force and lateral force. The study show the relations of changes the forces value, depending on the speed of the cutting head cutter for the selected materials of workpiece.

15

System pomiaru sił dla procesu wciągania bandaży na konstrukcję kotłów energetycznych

Rogala A., Zmarzły M., Bialic G., Stanisławski R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 2

111-113

PL

Technologia montażu kotła wymaga instalacji konstrukcji stalowej zwanej bandażami, której zadaniem docelowym jest usztywnienie ekranów komory paleniskowej (wykonanych z rur kotłowych). W czasie montażu kotła bandaże wykorzystywane są także jako element technologiczny (podesty robocze). Wciąganie bandaży odbywa się za pomocą siłowników hydraulicznych za pośrednictwem cięgien stalowych, do których stopniowo podwieszane są poszczególne elementy konstrukcji. Liczba, zakresy przenoszonych sił oraz rozmieszczenie cięgien zostały ustalone na drodze obliczeń projektowych. Zawsze istnieje jednak zagrożenie przeciążenia cięgna, wynikające z możliwej asymetrii obciążeń lub błędów obliczeniowych, co może doprowadzić do katastrofy budowlanej. Z tego powodu, jako część technologii montażu bandaży na ścianach kotła, zaproponowano monitorowanie sił przy pomocy pomiarów elektronicznych w systemie FSS (Force Sensor System) i symetryzację obciążeń poprzez dociskanie (dokręcanie) odpowiednich nakrętek montażowych. Opisane rozwiązanie jest przedmiotem zgłoszenia patentowego [3, 4].

EN

The technology of power boiler erection requires temporary suspend of buckstays. The aim of buckstay installation is to brace screens of a combustion chamber. During the power boiler assembling process buckstays are used as the engineering equipment (working platform). The suspending of buckstays is performed by means of hydraulic cylinders and steel strings. The amount, location and force ranges of strings are selected using designing computation. However, there is always a danger of string overload which results from the force asymmetry or computational faults. This can lead to a building accident. To minimise this risk and to ensure the highest process safety level, the computer system (Force Sensor System) for monitoring the force in each string allowing force symmetrization by tightening up special screw caps was designed and built. The force sensor system [3, 4] consists of 24 measurement units (MU) which make the sensor network connected via RS 485 interface. Each measurement unit (Fig. 3) contains: 1) a measurement foot to transfer the total force from a single string to the sensor (there is assumed the 1:3 force transmission), 2) a strain gauge based force sensor, 3) a microprocessor based signal amplifier equipped with a communication interface. The data coming from MU are acquisited by a central data concentrator. Next after pre-processing, the data are transmitted to the operation unit via a radiomodem. They are further presented in the online mode on the LCD panel and recorded on the system hard drives. The operation unit (Fig. 6) is equipped with a system which generates sonic and visual alarms when the critical values are exceeded. The use of the FSS during suspending of buckstays caused that the safety of the whole erection procedure was improved. The electronic online measurements and recorded data let engineers symmetrize the force and verify the values modelled before, that is when the construction had been designed.

16

Proces kalibracji głowic pomiarowych dla systemu pomiaru sił wykorzystywanego podczas montażu kotła energetycznego 1100MW

Bialic G., Zmarzły M., Szmechta M., Stanisławski R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 2

114-116

PL

Zaproponowane zastosowanie pomiarów elektronicznych oraz systemu komputerowego podczas montażu konstrukcji kotła energetycznego ma na celu zwiększenie poziomu bezpieczeństwa procesu montażowego. System FSS (Force Sensor System) monitorujący siły działające na stalowe cięgna podczas procedury tymczasowego wciągania "bandaży" daje możliwość weryfikacji obliczeń projektowych dla technologii montażu kotła. Dane zgromadzone przez system pozwolą w przyszłości na uniknięcie ewentualnych błędów, które mogą pojawić się w fazie projektowej. Dla zapewnienia wysokiej precyzji pomiaru wartości sił kalibrowane zostały kompletne głowice pomiarowe. Specjalnie w tym celu zaprojektowano, wykonano i przetestowano komputerowy system kalibrujący. System ten współpracuje z prasą hydrauliczną, posiadającą aktualną legalizację. Przeprowadzone badania systemu wykazały poprawność proponowanych rozwiązań technicznych a dokładność kalibracji spełnia postawione wymagania technologiczne.

EN

The main goal of using electronic measurements and a computer system during the power boiler erection is to ensure the highest process safety level. The FSS (Force Sensor System) applied to force monitoring allows designers to verify the computations carried out for the technology of the power boiler erection. The data acquisited by FSS will let designers avoid eventual faults in the future. In order to ensure the high precision of measurements, the authors decided that complete measurement units should be calibrated. For that purpose a special automatic calibration system for FSS measurement units was designed and realised. This system cooperates with a legalised hydraulic press. Numerous tests proved that the proposed solution is correct and the accuracy of calibration meets the technological requirements. The computer system (Fig. 1) of automatic calibration consists of: 1) a legalised hydraulic press of the range 1000 kN,a measurement interface of instant force values with a high precision linear displacement sensor (Fig. 3) and a communication unit; these components determine the system master value, 2) a computer system supervising the calibration process. This computer unit displays instantaneous master and slave values of the force, calculate and update the calibration parameters of an amplifier. The calibration system for FSS modules is characterized by the linear relation between the voltage across the strain gauge bridge of the range 0-15mV and the master value obtained from the press. For that reason the estimation of the measured value using a linear function was suggested (1). The automation of the calibration process is obtained as a result of the following procedure: a) sampling the master and measured values in discrete time instants with the frequency of 1Hz, b) the calibration time should be within the range of 1-2 min, c) determining the value of b parameter - corresponding to zero force, d) data selection for the estimation algorithm resulting from technological limits, e) determining the slope of the straight line factor a by means of the least square algorithm.

17

Zastosowanie pomiaru siły do wyznaczania różnic ciśnienia - studium metody

Topolnicki J.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2006

|

R. 52, nr 5

35-37

PL

Opisano zasadę działania, budowę i wyniki wstępnych testów przed prototypu cieczowego manometru różnicowego w którym pomiar poziomu cieczy został sprowadzony do pomiaru siły wyporu. Przeprowadzono testy manometru pracującego w trybie miernika poziomu wody. Stwierdzono liniową odpowiedź na zmiany poziomu wody. Prognozowana wartość działki elementarnej manometru różnicowego wynosi 0.1 Pa przy zakresie pomiarowym 350 Pa.

EN

The manometer designed to gas velocity measurements by using Prandtl's or Pitot's pipe was described. The prototype of this kind of manometer was tested. Tested instrument has linear voltage response to pressure. Its measurements range is 0 - 350 Pa, witch elementary rate 0.1 Pa.

18

Application of polarisation-maintaining side-hole fibres do direct force measurement

Wierzba P., Kosmowski B.

Opto-Electronics Review

|

2003

|

Vol. 11, No. 4

305-311

EN

The use of single mode polarisation-maintaining side-hole (SMPM-SH) fibres for direct measurement of transverse force has been studied theoretically and experimentally. Based on the results of a qualitative analysis of stress distribution in such a fibre, it was predicted that SMPM-SH fibres can exhibit higher sensitivity to transverse force than a standard SMPM fibre. The modelling of two types of SMPM-SH fibres with bow-tie and round holes was conducted using finite element method and modifield coupled-mode method. It showed that while there is a marked increase of the sensitivity for the SMPM-SH fibre with bow-tie holes, the sensitivity of the SMPM-SH fibre with round holes can be even lower than that of a standard SMPM fibre. Subsequently, in an experiment, which to the authors' knowledge is the first application of SMPM-SH fibres to direct transverse force measurement, the sensitivity of an SMPM-SH fibre with bow-tie holes was measured. Measurement results agreed well with theoretical predictions. However, more systematic research is needed to determine the realisationship between the sensitivity, dimensions and geometry of the holes.