Multisensoryczny system pomiarów oddziaływań termo-mechanicznych wraz z kompleksową analizą stanu

Projekt dofinansowany ze środków budżetu państwa, przyznanych przez Ministra Nauki w ramach programu Polska Metrologia II

Projekt realizowany w konsorcjum - Lider: Politechnika Rzeszowska

Tytuł projektu: Multisensoryczny system pomiarów oddziaływań termo-mechanicznych wraz z kompleksową analizą stanu warstwy wierzchniej stopów lotniczych wspomagany algorytmami uczenia maszynowego

Numer umowy: PM-II/SP/0040/2024/02

Okres realizacji: 01.03.2024 - 28.02.2026

Wartość przyznanych środków: 968.000,00 PLN

Wartość projektu: 968.000,00 PLN

Budżet PL: 484.000,00 PLN

Kierownik projektu: dr hab. inż. Witold Habrat, prof. PRz

Kierownik ze strony PL: dr inż. Magdalena Zawada - Michałowska

Streszczenie: 

Celem projektu jest opracowanie procedur pomiarowych zintegrowanego systemu multisensorycznych pomiarów wpływu oddziaływań termo-mechanicznych w procesach skrawania stopów lekkich stosowanych w technice lotniczej na stan technologicznej warstwy wierzchniej. W przypadku analizy oddziaływań mierzonych wielkości wejściowych (oraz ich interakcji) na wskaźniki efektywności kształtowania ubytkowego wykorzystane zostaną algorytmy uczenia maszynowego w celu identyfikacji zależności pomiędzy czynnikami.
Standardowym podejściem do analizy procesu skrawania jest określenie wpływu parametrów skrawania i innych zmiennych technologicznych (geometria narzędzia skrawającego, warunki skrawania, materiał obrabiany, materiał ostrza itp.) na wskaźniki skrawalności. W przypadku części lotniczych, a szczególnie elementów krytycznych odpowiedzialnych za bezpieczeństwo lotu, oprócz spełnienia wymagań konstrukcyjnych w zakresie dokładności wymiarowo-kształtowej i jakości powierzchni obrabianej wymagane jest również określenie oddziaływań procesu skrawania na strefy nieobrabiane. Takie kompleksowe spojrzenie na badania potrzebuje usystematyzowanego podejścia do pomiarów wraz z budową procedur ułatwiających porównywanie wyników. Uwzględniając ponadto konieczność ustalenia umownej miary w zakresie badań materiałowych (np. zmiany morfologii mikrostruktury warstwy wierzchniej), identyfikującej wielkość oddziaływań plastycznych i cieplnych, przewiduje się zastosowanie algorytmów uczenia maszynowego, co pozwoli na opracowanie narzędzia do porównywania stanu warstwy wierzchniej i zużycia ostrza.
W zakresie multisensorycznych pomiarów oddziaływań termo-mechanicznych przewiduje się zaawansowane pomiary składowych siły skrawania z wzięciem pod uwagę wielopunktowych i wieloosiowych pomiarów drgań w celu optymalizacji parametrów skrawania w odniesieniu do dynamicznego układu obrabiarka-uchwyt-przedmiotnarzędzie oraz pomiarów temperatury w strefie skrawania z zastosowaniem termopary naturalnej (para materiałowa narzędzie-przedmiot obrabiany) i pomiarów termowizyjnych – szczególnie istotne w przypadku obróbki materiałów podatnych do samozapłonu (stopy magnezu i tytanu).
W przypadku standardowego podejścia do pomiarów składowych siły skrawania z zastosowaniem dynamometrów piezoelektrycznych w procesach obróbki frezarskiej dużym problemem utrudniającym jednoznaczną ocenę jakości uzyskanych wartości pomiarowych jest zmiana układu dynamicznego maszyny wynikająca z podatności siłomierza, wymiarów próbki, gęstości materiału obrabianego i umiejscowienia układu pomiarowego na stole obrabiarki. W ramach projektu przewiduje się opracowanie innowacyjnej procedury pomiarowej, zapewniającej powtarzalność i porównywalność wyników pomiarów z różnych maszyn o zróżnicowanej kinematyce, w tym z wieloosiowych centrów obróbkowych, z wykorzystaniem analizy modalnej układu obrabiarka-siłomierz-przedmiot-narzędzie.