The paper presents the system cooperating with each other via the Internet 3D printers. It is described a mathematical model of the printer robot and kinematic chain. The mathematical model of dynamics manipulator 3D printer and its control system was implemented in Matlab/Simulink environment, for both the master printer (the system of setpoint), as well as a slave printer, working as a copier. In the system of setpoint is contained a printed shape of the element, which during operation is converted at a given trajectory of movement of the manipulator master printer. Subsequent points of trajectories are transmitted via the Internet to the slave printer, where reproduced is the shape of the printed element.
PL
W artykule przedstawiono układ współpracujących ze sobą poprzez sieć Internet drukarek druku przestrzennego. Opisano model matematyczny robota drukarki oraz łańcuch kinematyczny. Opracowany model matematyczny dynamiki manipulatora drukarki 3D oraz jej układ sterowania został zaimplementowany w środowisku Matlab/Simulink, zarówno dla drukarki nadrzędnej (układ zadający), jak też dla drukarki podrzędnej pracującej, jako kopiarka. W układzie zadającym zawarty jest kształt drukowanego elementu, który podczas pracy przekształcany jest na zadaną trajektorię ruchu manipulatora drukarki nadrzędnej. Kolejne punkty trajektorii są przesyłane poprzez sieć Internet do drukarki podrzędnej, gdzie jest realizowane odtwarzanie kształtu drukowanego elementu. W artykule przedstawiono wyniki odtwarzania zadanego kształtu dla różnych zadanych wartości opóźnień transmisji danych przez sieć Internet.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this article is shown the research process of electromagnetically driven blood micropump winding shape as well the configuration of magnetic circuit influence on its generated electromagnetic torque. Analysis of the winding shape is intended to increase the electromagnetic torque values generated by the micropump and to assure more smooth torque characteristic versus angular displacement of blood chamber. This analysis is based on a spatial field model of an electromagnetically driven pulse micropump and have been made using the finite element method.
PL
W niniejszym artykule przedstawiono proces analizy wpływu kształtu uzwojeń oraz konfiguracji obwodu magnetycznego napędu mikropompy do przetaczania krwi na generowany moment elektromagnetyczny. Celem tej analizy jest zwiększenie wartości generowanego momentu elektromagnetycznego napędu mikropompy oraz uzyskanie charakterystyki o stałym momencie w zależności od kąta położenia części ruchomej komory krwi. Analizę momentu elektromagnetycznego napędu mikropompy przeprowadzono na bazie przestrzennego modelu polowego.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The main goal of this article is to show the method for automatic change of measuring range of designed displacement-to-voltage converter. The designed displacement-to-voltage converter is used in fully automated test bench for investigation of SMA material properties. The entire designed system makes possible measurements of electro-thermo-mechanical characteristics. The main control components were implemented in LabVIEW program.
PL
W artykule przedstawiono rozszerzenie możliwości pomiarowych przetwornika „odkształcenie-napięcie” działającego w złożonym systemie pomiarowym służącym do pomiaru właściwości cięgien wykonanych ze stopu SMA. Liniowa charakterystyka przetwarzania umożliwiła takie oprogramowanie komputera sterującego systemem pomiarowym, oprogramowanego w LabVIEW, aby w przypadku przekroczenia zakresu pomiarowego nastąpiło automatyczne przełączenie zakresu. Zmiana zakresu pomiarowego związana jest z przesunięciem charakterystyki przetwarzania poprzez zmianę wyrazu wolnego liniowej funkcji przetwarzania. W artykule zaprezentowano koncepcję automatycznego przełączania zakresu, sprawdzono realizowalność zadania dla danego przetwornika, przeanalizowano błędy pomiarowe wynikające ze zmiany skali, przedstawiono algorytm działania oraz realizację w programie LabVIEW.
W artykule przedstawiono przegląd rozwiązań przekładni magnetycznych. Zaprezentowano koncepcję indukcyjnego przemiennika momentu, który jest w założeniu przekładnią magnetyczną o zmiennym przełożeniu kinematycznym i dynamicznym, wykorzystującą do przeniesienia napędu zjawisko indukcji napięcia i momentu elektromagnetycznego w przewodniku w zmiennym polu magnetycznym. Łączy cechy przekładni magnetycznych z magnesami trwałymi, takie jak: tłumienie drgań, brak fizycznego styku pomiędzy elementami nadawczym i odbiorczym, cicha praca, z cechą hydrokinetycznego zmiennika momentu, czyli zmiennym przełożeniem kinematycznym i dynamicznym. Zaprezentowano model obwodowo-polowy i numeryczny przemiennika oraz wyznaczone charakterystyki pracy. Na podstawie charakterystyk pracy wariantów przemiennika przeprowadzono analizę możliwości jego zastosowania w napędach maszyn przeróbczych.
EN
The solutions of magnetic gears are reviewed. A concept of induction torque converter, which is a magnetic gear of variable kinematic and dynamic gear ratio, which uses the induction of voltage and electromagnetic torque in a conductor in a changeable magnetic field to transfer drive torque, is presented. It has the features of magnetic gear with permanent magnets such as suppression of vibrations, lack of physical contact between transmitting and receiving components, silent operation and the features of hydro-kinematic torque converter, i.e. variable kinematic and dynamic gear ratio. Circuit-and-field model and numerical model of converter as well as its operational characteristics are given. The possibilities of using the converter in drives of processing machines were analysed on the basis of operational characteristics of torque converter variants.
This paper describes how to calculate the number of algebraic operations necessary to implement block matrix inversion that occurs, among others, in mathematical models of modern positioning systems of mass storage devices. The inversion method of block matrices is presented as well. The presented form of general formulas describing the calculation complexity of inverted form of block matrix were prepared for three different cases of division into internal blocks. The obtained results are compared with a standard Gaussian method and the “inv” method used in Matlab. The proposed method for matrix inversion is much more effective in comparison in standard Matlab matrix inversion “inv” function (almost two times faster) and is much less numerically complex than standard Gauss method.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Many technical devices are built of metal sheets which are cut with the help of mechanical tools (guillotine or slicer). Usually the cutting process affects the properties of the mentioned metal sheets. In this paper this problem is considered on the basis of aluminium sheets used in printing industry for offset printing technique. The laboratory stand designed and constructed in the Department of Mechatronics at Silesian University of Technology is described, as well as the procedure of measurements.
PL
Wiele urządzeń technicznych jest wykonywanych z blach, które są wycinane za pomocą narzędzi mechanicznych (gilotyny). W każdym przypadku proces cięcia wpływa na właściwości tych blach. W artykule został przedstawiony problem pomiaru nierównomierności krawędzi i jej wizualizacji na podstawie badań blach aluminiowych stosowanych w poligrafii do druku techniką offsetową. Opisano również skaner laserowy zaprojektowany i wykonany w Katedrze Mechatroniki Politechniki Śląskiej, oraz procedurę pomiaru nierównomierności krawędzi.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia syntetyczny opis wybranych prac z zakresu projektowania i budowy zaawansowanych urządzeń i systemów mechatronicznych, realizowanych w Katedrze Mechatroniki Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Prace były realizowane w latach 2005-2015.
EN
The paper presents short descriptions of chosen mechatronic projects realized at the Department of Mechatronics at the Faculty of Electrical Engineering of Silesian University of Technology in Gliwice. The projects were carried out in the years 2005-2015.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia krótki opis wybranych prac z zakresu projektowania i budowy niekonwencjonalnych przetworników elektromechanicznych, realizowanych w ramach różnorakich projektów w Katedrze Mechatroniki Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Opisane prace były realizowane w latach 2005-2015.
EN
The article presents short descriptions of chosen scientific projects realized at the Department of Mechatronics at the Faculty of Electrical Engineering of Silesian University of Technology. The projects were realized in the years 1996-2015.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano analizę poborów mocy czynnej, mocy biernej oraz współczynnika mocy w wybranym przedsiębiorstwie, o szerokim procesie produkcji oraz szerokim profilu działalności. Przedstawiono wyniki badań pomiarowych, a na podstawie ich analizy wykazano potrzebę opracowania zmodyfikowanych konstrukcji kompensatorów mocy biernej, utrzymujących zadany poziom współczynnika mocy odbiorcy, niezależnie w każdej fazie sieci zasilającej.
EN
The paper presents results of electrical energy consumption measurements (with analysis of active power, reactive power and power factor) taken by Twens in the one selected company. The results of measurements allowed for analysis of reactive power compensation level and led to the idea of modern electronic device able to compensate reactive power independently in each phase. The idea and the mathematical model of such compensator is presented as well as its simulation results.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono koncepcję hybrydowego przetwornika elektromechanicznego służącego do wytwarzania drgań skrętnych. Przedstawiono podstawowe własności przetwornika takie jak, np.: zależności generowanych częstotliwości momentów skrętnych od prędkości obrotowej wału generatora. Na drodze obliczeń symulacyjnych sprawdzono efektywność wyznaczenia charakterystyki modalnej układu napędowego na przykładzie zespołu prądotwórczego, złożonego z turbiny gazowej oraz generatora energii elektrycznej.
EN
In this article the general concept of hybrid electromechanical converter for torsion torque generation is presented. Fundamental properties of proposed electromechanical device, including dependence of frequencies of generated torsion torque on generator's rotor angular speed has been shown. Based on computer calculations the usefulness of proposed method for determination of modal characteristics of drive system is shown. As an exemplary drive system the set of gas turbine and electric energy generator were chosen.
In this paper an application of the homotopy perturbation method for solving the general linear integral equations of the second kind is discussed. It is shown that under proper assumptions the considered equation possesses a unique solution and the series obtained in the homotopy perturbation method is convergent. The error of approximate solution, received by taking only the partial sum of the series, is also estimated. Moreover, there is presented an example of applying the method for approximate solution of an equation which has a practical application for charge calculation in supply circuit of the flash lamps used in cameras.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the article relationship between permanent increase of areal data density in magnetic recording and construction of drive system for reading and writing heads is shown. The growth of areal data density in period of last 16 years is considered and highlighted in the context of the internal structure development of media disks as well as construction of head positioning system. Finally, authors show advantages of new structure of drive system of head positioning system with increased number of degrees of freedom.
PL
W artykule przedstawiono związki pomiędzy budową systemu pozycjonowania głowic a wzrostem gęstości powierzchniowych danych pamięci masowych. Wzrost gęstości powierzchniowych danych został przedstawiony w kontekście struktury wewnętrznej nośników danych oraz budowy systemu pozycjonowania, na przestrzeni ostatnich 16 lat. Przedstawiono również strukturę systemu pozycjonowania o wielu stopniach swobody, jej zalety, które mogą się przyczynić do dalszego wzrostu gęstości powierzchniowych danych.
W artykule tym przedstawiono modele matematyczne aktuatorów piezoelektrycznych w zastosowaniu do zadań mikropozycjonowania. Pierwszy opisujący zachowanie się samego aktuatora, bez uwzględnienia jego mocowania [5, 7, 10], natomiast drugi uwzględniający parametry mechaniczne mocowania aktuatora. Obydwa modele zaimplementowano w środowisku MATLAB i przeprowadzono ich symulacje, których wyniki porównano z wynikami uzyskanymi drogą pomiarową. Modele sformułowano dla rzeczywistych aktuatorów piezoelektrycznych o wymiarach 2 x 3 x 0,5 mm, w których zastosowano materiał PZT26 firmy Ferroperm.
EN
In this paper are presented two mathematical models of piezoelectric actuators. The first describes the behavior of the actuator, without considering its attachment [5,7,10], and the second takes into account the mechanical parameters of the actuator mounting. Both models are implemented in MATLAB and carried out their simulations, the results were compared with those obtained by measurement. Under research mathematical models were formulated for real piezoelectric actuators with dimensions 2 x 3 x 0,5 mm, using the material's Ferroperm PZT26. In addition, the article presents a high-voltage amplifier, used to control the piezoelectric actuator of the test.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszym artykule przedstawiono problematykę formułowania modelu matematycznego silnika VCM stanowiącego napęd główny współczesnych systemów pozycjonowania głowic pamięci masowych. W artykule przedstawiono typowy model silnika z jednym twornikiem oraz przedstawiono model matematyczny, koncepcyjnego silnika wyposażonego w dwa uzwojenia twornika - główne oraz pomocnicze. Przedstawione zostały przykładowe wyniki badań symulacyjnych silnika z dwoma twornikami.
EN
In this article the issues of mathematical model of VCM motor, which states the fundamental source of driving torque in modern head positioning system of mass storage devices are presented. In this article typical VCM motor model (with single armature winding) is shown, as well as, mathematical model of motor equipped with two armature windings - main and auxiliary. The exemplary simulation results of double armature VCM motor are shown.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the article the branched kinematic chains of head positioning system of hard disk drive are presented. Basic information about data areal density growth over last ten years is given as well exemplary modem head positioning systems of modem hard disk drives. The mathematical expressions for inverted dynamie matrix of branched he ad positioning system are given.
PL
W niniejszym artykule zaprezentowano rozgałęzione łańcuchy kinematyczne systemu pozycjonowania głowic dysków Podano podstawowe informacje dotyczące wzrostu powierzchniowej gęstości danych na przełomie ostatnich kilku lat, jak również za nowoczesny system pozycjonowania głowic dysków twardych. Wyprowadzono również elementy odwrotnej macierzy bezwładnościowej omawianego systemu.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszym artykule przedstawiono konstrukcję prototypowego stanowiska badawczego przeznaczonego dla badań drgań silników wrzecionowych stosowanych we współczesnych pamięciach masowych (dyskach twardych). Przedstawiono wyniki badań drgań silnika wrzecionowego wyposażonego w łożyska hydrodynamiczne oraz łożyska kulkowe.
EN
In this article the prototype of laboratory test bench devoted to research of vibration of spindle motor used in modern mass storage devices (hard disk drives) is presented. Exemplary results of vibration investigation of spindle motor equipped with hydrodynamic and ball bearings are shown.
In the article block matrix theory is employed to model of the branched kinematics chains. It allows for convenient construction of total dynamic matrix of complex branched kinematic system of head positioning system used in hard disk drives, with respect to enlargement of numbers of branches in kinematics chain. It allows giving the general expressions for individual matrix elements (in terms of basic kinematic parameters) before and after it inversion. In chapter 3 the block matrix inversion is discussed and finally in cheapter 4 the exemplary simulation results of time optimal control is presented.
PL
W artykule przedstawiono zastosowanie teorii macierzy blokowych do formułowania modeli matematycznych rozgałęzionych systemów pozycjonowania głowic pamięci masowych, z uwzględnieniem zwiększania liczby gałęzi łańcucha kinematycznego. Metoda pozwala na zapisanie ogólnej postaci na każdy element macierzy bezwładnościowych przed i po jej odwróceniu. W rozdziale 3 przedstawiono proces odwracania macierzy blokowej, a w rozdziale 4 przedstawiono przykładowe wyniki symulacyjne, potwierdzające prawidłowe sformułowanie modeli.
W artykule wyprowadzono równania opisujące sterowanie czaso-optymalne silnikiem VCM, stosowanym w napędach systemu pozycjonowania dysków twardych. Przedstawiono implementacje sterowania czasooptymalnego w środowisku MATLAB/Simulink. Opracowany algorytm sterowania został implementowany na platformie czasu rzeczywistego dSpace 1104. Przedstawiono wyniki badań pomiarowych, które zostały skonfrontowane z wynikami uzyskanymi na drodze symulacji.
EN
The positioning process of modem head positioning system of mass storage devices (hard disk drives HDD) usually consist of few working stages as follows: seek mode, settling mode and following mode. Depending of working stage in which operates head positioning system at the moment different control algorithm is used. The time optimal control of head positioning system belongs to fundamental control algorithm. Time optimal control have same disadvantages, which reviles in case when head positioning system is close the desired position or is reaching desired position, then may arise so-called chattering phenomenon -fast switching of source voltage of main motor. It results in high frequency vibration (in range of few to tens kHz), which make following mode impossible. In the article the theoretical background of time optimal control algorithm dedicated to head positioning system of hard disk drives is presented chapter 2. The control algorithm has been implemented in MATLAB/Simulink program and two different cases of his implementation where presented in chapter 3. The verified theoretical mathematical model has been implemented in real time environment of dSpace 1104 signal processor computer card. In chapter 3 block schema of time optimal control algorithm (implemented in dSpace/Simulink environment) is presented in Fig.3. Obtained results of computer simulation, presented in Fig.4 and Fig.8, and real time simulations (presented in Fig.5 and Fig.7) with real object in control loop has been compared in frame of discrepancies in positioning process of head positioning system. The comparison of measured angular displacement of E-block and simulated displacement is presented in Fig.6.
Pamięci masowe - zwane potocznie dyskami twardymi komputerów(HDD) - są uważane za jedno z najpowszechniej występujących urządzeń mechatronicznych. Jednym z wyróżników takich urządzeń jest to, że można odnaleźć w ich budowie i zasadzie działania wiele zagadnień z obszarów różnych nowoczesnych inżynierii. Analiza konstrukcji dysków twardych pod kątem zagadnień mechaniki precyzyjnej, szeroko rozumianej elektrotechniki i elektroniki oraz dokonujący się ciągły postęp w zakresie wzrostu pojemności dysków twardych dowodzą, że nie wyczerpano jeszcze wszystkich możliwości technicznych związanych z tą konstrukcją. W artykule przedstawiono analizę polegającą na wyznaczeniu stanu odkształcenia, naprężenia oraz wartości współczynnika sztywności ramienia aktuatora głowic w dysku twardym. Przeprowadzono obliczenia analityczne oparte na równaniu osi ugiętej belki sztywno utwierdzonej oraz obliczenia wykorzystujące metodę MES. Model geometryczny dla analizy polowej został określony z wykorzystaniem mikroskopowej techniki pomiarowej.
EN
Presented results of modeling and measurements research have a close relationship with the subject matter of a research project "Modeling, design and construction of mass storage devices head positioning systems with multiple numbers of degrees of freedom" (research project No.: N N510 355137). These research were carried out in two directions: in the area of modeling research - concerning aspects of mechanics and electromagnetism, measurements research - appointing the stiffness of the shoulder based on measurements using laser technology, for determination of shoulder deformation under different loads. Differences in obtained values of E-block shoulder stiffness (in direction perpendicular to XY surface) between results taken from measurements and results of numerical analysis riches value of 8.85%. This discrepancy may result from: improper determination of structural material of E-blok, inaccuracy with reconstructing real geometry in the model of CAD/FEA and finally with computational inaccuracy of calculation method.
Pre-sensitized (PS) plates are specially treated and coated aluminium sheets, widely used for offset printing. PS plates used in the Computer to Plate technology require strict quality control of the plate’s edges, disturbed during various finishing processes like cutting on guillotines or slitting. For this purpose a special tests stand had been built by the Silesian University of Technology, in cooperation with one of the largest PS plates manufacturer in the world - FUJIFILM. The paper describes the software, written for the purpose of evaluation of various defects caused during finishing processes.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.