Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn I-13
Kierownik:
dr hab. inż. Witold Pawłowski, prof. uczelni
Potencjalni promotorzy:
dr hab. inż. Witold Pawłowski, prof. uczelni
dr hab. inż. Andrzej Kosucki
Osoba do kontaktu:
dr inż. Norbert Kępczak tel: 42-631-39-36, norbert.kepczak@p.lodz.pl
Zakres działalności:
Głównymi obszarami działalności Zakładu Obrabiarek są badania naukowe prowadzone z wykorzystaniem analizy modalnej. Analiza modalna jest analizą właściwości dynamicznych obiektów mechanicznych, w wyniku której otrzymywany jest model modalny w postaci częstotliwości drgań swobodnych, amplitud oraz współczynników tłumienia. Analiza modalna dzieli się na 3 podstawowe rodzaje: teoretyczną analizę modalną, eksperymentalną analizę modalną oraz operacyjną analizę modalną. Analiza teoretyczna przeprowadzana jest na trójwymiarowym modelu strukturalnym najczęściej na etapie projektowania. Analiza eksperymentalna wykonywana jest za pomocą eksperymentu identyfikacyjnego, który polega na wymuszeniu drgań obiektu przy jednoczesnym pomiarze siły wymuszającej i odpowiedzi układu. Natomiast analiza operacyjna wykonywana jest podczas rzeczywistego biegu maszyny lub urządzenia przy jednoczesnym pomiarze odpowiedzi układu na rzeczywiste wymuszenia.
Działalność obecna:
Aktualnie działalność naukowa Zakładu Obrabiarek skupia na się badaniach wpływu domieszkowania polimerobetonu granulatem gumowym na właściwości dynamiczne i mechaniczne kompozycji oraz możliwości zastosowania tego nowoczesnego materiału inżynierskiego w budowie obrabiarek. Proponowane jest rozwiązanie hybrydowe (połączenie żeliwa oraz polimerobetonu), które będzie pozwalało na wykorzystanie zalet obu materiałów konstrukcyjnych. Prowadzone są badania zarówno symulacyjne, jak i eksperymentalne.
Rozważane jest także zastosowanie wypełnienia polimerobetonowego w narzędziach do wytaczania głębokich otworów. W tym kierunku również prowadzone są badania teoretyczne, jak i eksperymentalne. Kolejnym realizowanym tematem badawczym jest określenie właściwości dynamicznych szlifierki do otworów SOH-10 będącej na wyposażeniu Instytutu Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn. Tutaj również zaplanowano przeprowadzenie badań symulacyjnych, jak i eksploatacyjnych.
Przyszłe działania:
Badania nad szerokim zastosowaniem polimerobetonów w dziedzinie konstrukcji obrabiarek i narzędzi do obróbki skrawaniem.
Opracowanie metody obróbki wspomaganej oscylacjami dla podstawowych rodzajów szlifowania.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- Kępczak N., Pawłowski W. Dynamic Properties of Hybrid Machine Tool Body – Theoretical and Experimental Investigation Journal of Mechanics and Mechanical Engineering 2021; artykuł przyjęty do publikacji
- Deredas K., Kępczak N., Urbaniak M. Influence of doping with styrene-butadiene rubber on dynamic and mechanical properties of polymer concrete, Composite Structures 2021; 268: 113998
- Kępczak N., Bechciński G., Rosik R. Experimental verification of the deep hole boring bar model, Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2021; 23 (1): 55–62
- Pawłowski W., Kaczmarek Ł., Louda P. Theoretical and experimental modal analysis of the cylinder unit filled with pur foam, Eksploatacja i niezawodność – Maintenance and Reliability2016; 18 (3): 428-435
- Kępczak N., Pawłowski W., Kaczmarek Ł. Cast Iron and Mineral Cast Applied for Machine Tool Bed – Dynamic Behavior Analysis, Archives of Metallurgy and Materials, 2015, Volume 60, Issue 2A, pp. 1023-1029
Słowa kluczowe:
analiza modalna, właściwości dynamiczne obiektów mechanicznych, częstotliwości drgań swobodnych, amplitudy drgań swobodnych, współczynniki tłumienia drgań swobodnych
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
- Realizacja badań właściwości dynamicznych szlifierki do otworów (analiza teoretyczna oraz eksperymentalna).
- Realizacja badań właściwości dynamicznych hybrydowego łoża obrabiarki (analiza teoretyczna oraz eksperymentalna).
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.
Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn I-13
Kierownik:
dr hab. inż. Wojciech Stachurski, prof. uczelni
Potencjalni promotorzy:
dr hab. inż. Wojciech Stachurski, prof. uczelni
Osoba do kontaktu:
dr hab. inż. Wojciech Stachurski, prof. uczelni, tel.: 42-631-2413, wojciech.stachurski@p.lodz.pl
Zakres działalności:
Głównymi obszarami zainteresowania i kierunkami badań są następujące zagadnienia mieszczące się w ogólnym pojęciu Inżynierii Mechanicznej:
- badania procesów obróbki ubytkowej – wiórowej i ściernej, w zakresie:
− analizy sił i temperatur skrawania, drgań, emisji akustycznej,
− stosowania płynów chłodząco-smarujących,
− zużycia narzędzi skrawających,
− modelowania procesów obróbkowych.
- badania technologicznej warstwy wierzchniej (chropowatość powierzchni, naprężenia własne, mikrotwardość),
- diagnostyka procesów obróbki skrawaniem (przetwarzanie sygnałów),
- inteligentny system szlifowania,
- projektowanie, obróbka oraz pomiary kół zębatych.
Działalność obecna:
Prowadzimy prace badawcze nad poprawą efektywności dostarczania płynów chłodząco-smarujących do strefy szlifowania poprzez modyfikacje kształtu czynnej powierzchni ściernicy (CPS). Opracowujemy technologie kształtowania makronieciągłości na CPS oraz określamy wpływ geometrii tych makronieciągłości na przebieg i parametry wynikowe procesu szlifowania.
Prowadzimy prace badawcze nad zastosowaniem metod minimalizujących ilość płynu chłodząco-smarującego dostarczanego do strefy skrawania, zwłaszcza metody MQL (Minimum Quantity Lubrication), w procesach obróbki ubytkowej. Realizujemy prace badawcze w zakresie pomiaru i analizy temperatur w strefie skrawania powstających podczas obróbki materiałów trudnoobrabialnych. Do tego celu wykorzystujemy laboratoryjną kamerę termowizyjną.
Prowadzimy badania naukowe w zakresie przetwarzania i modelowania sygnałów w celu określenia stanu narzędzia oraz identyfikacji niepożądanych stanów procesu skrawania. Modelujemy procesy obróbki skrawaniem pod kątem analizy drgań samowzbudnych oraz selekcji najbardziej istotnych zmiennych pomiarowych.
Przyszłe działania:
Rozwój aktualnie prowadzonych badań naukowych.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- Stachurski, W., Sawicki, J., Krupanek, K., Nadolny, K. (2020). Application of numerical simulation to determine ability of air used in MQL method to clean grinding wheel active surface during sharpening of hob cutters. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing – Green Technology, https://doi.org/10.1007/s40684-020-00239-x.
- Rusinek, R., Lajmert, P. (2020). Chatter detection in milling of carbon fiber-reinforced composites by improved hilberthuang transform and recurrence quantification analysis. Materials, 13(18), 4105.
- Kępczak, N., Zgórniak, P., Lajmert, P., Rosik, R., Sikora, M. (2020). Influence of machining parameters on the polymer concrete milling process. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 106(7-8), 3017-3032.
- Stachurski, W., Sawicki, J., Wójcik, R., Nadolny, K. (2018). Influence of application of hybrid MQL-CCA method of applying coolant during hob cutter sharpening on cutting blade surface condition, Journal of Cleaner Production, 171, 892–910.
- Patent 237406: Method for supplying the cooling and lubricating agent into the toothed gears hobbing zone, Stachurski, W., Sawicki, J., Przybysz, M., Ostrowski, D., Krupanek, K. (2021).
- Patent 226148: System of supervision over the process of grinding on the centre-type cylindrical grinder, preferably objects made from hardly machinable materials, Lajmert, P., Kruszyński, B., Sikora, M., Wrąbel, D., Ostrowski, D. (2017).
Słowa kluczowe:
procesy obróbki ubytkowej, płyny chłodząco-smarujące, metoda MQL, technologiczna warstwa wierzchnia, narzędzia skrawające, diagnostyka narzędzi i procesów obróbki skrawaniem
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Estymacja stabilnych warunków obróbki i detekcja drgań typu „chatter” podczas frezowania materiałów trudnoobrabialnych.
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.
Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn I-13
Kierownik:
prof. dr hab. inż. Leszek Podsędkowski
Potencjalni promotorzy:
prof. dr hab. inż. Leszek Podsędkowski
Osoba do kontaktu:
dr inż. Paweł Żak, tel: 42-631-24-34, pawel.zak@p.lodz.pl
Zakres działalności:
Głównymi obszarami zainteresowania i kierunkami badań są zagadnienia związane z wprowadzaniem robotyzacji i automatyzacji do różnych dziedzin życia:
- opracowanie, budowa i badania robota do przeprowadzania operacji kardiochirurgicznych – jednej z wersji polskiej odpowiedzi na podobne konstrukcje z zachodu,
- opracowanie, budowa i badania robota weżopodobnego do przeprowadzania zabiegu kolonoskopii – na świecie nie istnieje podobne rozwiązanie,
- opracowanie systemu i algorytmów dla robotów mobilnych umożliwiających budowanie mapy i nawigowanie po niej w czasie rzeczywistym, SLAM,
- opracowanie algorytmów działania i konstrukcji wentylatora spalin o nastawnej geometrii łopatek do zastosowania e elektrowni.
Działalność obecna:
Opracowujemy zaawansowany system automatycznego wyważania wałów wentylatorów. Skupiamy się na obiektach pracujących w warunkach dużego zanieczyszczenia, jak cementowanie czy elektrownie. Opracowywane urządzenie montowane jest na wale promieniowo, dzięki czemu ten nie musi by demontowany. Automatyczne wyważanie powoduje brak konieczności zatrzymywania wału.
Opracowujemy innowacyjne urządzenie – ramię pomiarowe do zastosowań śródoperacyjnych podczas zabiegu wymiany stawu biodrowego. W przypadku tego zabiegu częstym zjawiskiem jest zmiana długości nogi pacjenta, co powoduje u niego znaczny dyskomfort. Urządzenie pozwala dokonać łatwego i szybkiego pomiaru podczas trwania operacji, dzięki czemu możliwe jest odpowiednie ustawienie implantu.
Opracowujemy urządzenie służące do rehabilitacji szczęki człowieka. W przypadku wystąpienia u pacjenta szczękościsku w ok 70% przypadków konieczne jest przeprowadzenie rehabilitacji, co obecnie wymaga obecności terapeuty i realizowane jest za pomocą prostych narzędzi, jak: drewniane szpatułki, czy szczękorozwieracz. Proponowane urządzenie pozwoli pacjentowi przeprowadzać zabieg samodzielnie.
Przyszłe działania:
Kontynuowanie prac nad obecnie trwającymi projektami: opracowanie konstrukcji, systemu sterowania, badania funkcjonalne. Planowane jest również rozpoczęcie dalszych działań związanych opracowywanie robota wężopodobnego.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- L. Podsedkowski, P. Wroblewski, L. Fracczak, A. Kobierska, E. Marciniak, G. Wrobel, A. Marciniak, K. Jozwik, A. Papierski, K. Sobczak, D. Obidowski, W. Kryllowicz, A differential planetary gear for regulation drive design and selected tests, Journal of Mechanical Engineering Science doi: 10.1177/0954406217745338,
- L. Fracczak, L. Podsedkowski, A. Kobierska, Data fusion using Fuzzy Logic techniques supported by Modified Weighting factors (FLMW), International Journal of Fuzzy Systems, 18(1), 72-80, FEB 2016; DOI: 10.1007/s40815-015- 0095-3,
- L. Podsedkowski, M. Panasiuk, A. Kobierska, A. Niewola, M. Szaniewski, Device for measuring femur displacement and method of making orthopedic measurements during a surgical procedure to correct damaged hip, US2018036093, 2018 We are realising the R&D
Projekt:
- Opracowanie systemu automatycznego dwupłaszczyznowego wyważania zespołów wirujących wentylatorów, w szczególności energetycznych, w czasie ich pracy, w celu zwiększenia ich dyspozycyjności, zmniejszenia strat związanych z przymusowymi postojami bloków i zwiększenia żywotności, POIR.01.01.01-00-0219/18, 2018-2021
Słowa kluczowe:
robot medyczny, automatyzacja procesu rehabilitacji, automatyzacja procesu wyważania, SLAM, rehabilitacja dłoni, rehabilitacja szczęki, automatyzacja kolonoskopii, pomiary śródoperacyjne
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Współudział w pracach badawczych dotyczących określenie parametrów wykonawczych elementów pneumatycznych
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.
Instytut Obrabiarek i Technologii Budowy Maszyn I-13
Kierownik:
dr hab. inż. Marcin Gołąbczak, prof. uczelni
Potencjalni promotorzy:
dr hab. inż. Marcin Gołąbczak, prof. uczelni
Osoba do kontaktu:
dr inż. Robert Święcik, tel: 42-631-22-88, robert.swiecik@p.lodz.pl
Zakres działalności:
Głównymi obszarami zainteresowania i kierunkami badań są następujące zagadnienia mieszczące się w ogólnym pojęciu Inżynierii Mechanicznej:
- badania dotyczące doskonalenia metod i narzędzi do obróbki ściernej, erozyjnej i elektrochemicznej oraz monitorowanie i optymalizacja tych procesów,
- metody elektrochemicznego i elektroerozyjnego obciągania ściernic supertwardych,
- pomiary i ocena topografii powierzchni oraz właściwości warstwy wierzchniej,
- badania dotyczące diagnostyki materiałów i narzędzi ściernych, w tym podstawy teoretyczne i eksperymentalne projektowania i testowania wytrzymałości ściernic,
- badania użytkowych właściwości powłok przeciwzużyciowych i niskotarciowych (PVD i CVD) na narzędziach skrawających i stopach lotniczych,
- ekologia w obróbce ściernej, zarządzanie odpadami poszlifierskimi i ich przeróbka,
- komputerowe wspomaganie technologii oraz projektowanie procesów technologicznych (CAM, CIM),
- symulacje numeryczne: struktury geometrycznej obrabianych powierzchni, temperatury w warstwie wierzchniej podczas szlifowania elektroerozyjnego, termosprężystości cienkich powłok walcowych,
- ochrona środowiska i BHP w przedsiębiorstwach przemysłowych.
Działalność obecna:
Opracowujemy nową metodę pomiaru temperatury w warstwie wierzchniej w procesie elektroerozyjnego szlifowania trudnoobrabialnych stopów lotniczych. Prowadzimy badania nad udoskonaleniem procesów elektroerozyjnego obciągania ściernic supertwardych elektrodą stacjonarną, wirującą i segmentową. Bezpieczeństwo ściernic: badamy wpływ warunków użytkowania na wytrzymałość dynamiczną ściernic do przecinania. W badaniach numerycznych określamy stateczność cienkich mikro-periodycznych powłok walcowych oraz efekt skali w stateczności cienkich biperiodycznych powłokach walcowych.
Przyszłe działania:
Rozwijanie obecnych oraz budowanie nowych, bardziej kompleksowych modeli numerycznych, które lepiej opiszą właściwości warstwy wierzchniej powierzchni obrabianych.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- Gołąbczak M., Gołąbczak A., Tomczyk B. (2021). Electrochemical and X-ray examinations of erosion products during dressing of superhard grinding wheels using alternating current and ecological electrolytes of low concentration of chemical compounds, Materials, 14(1375), 1-23.
- Dębkowski R., Gołąbczak M., Skowron M., Urbaniak M. (2019). Lifetime increase method of cutting ability of grinding wheels in the process of magnesium alloy grinding, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik, 50(11), 1343-1352.
- Sutowski P., Święcik R. (2018). The estimation of machining results and efficiency of the abrasive electro-discharge grinding process of Ti6Al4V titanium alloy using the high-frequency acoustic emission and force signals, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 94(1–4), 1263–1282.
- Złoty medal na Międzynarodowej Wystawie Wynalazków w USA INPEX XIII, za opracowanie metody monitorowania stanu ściernicy.
- Złoty medal Międzynarodowych Targów INTERTECHNOLOGY, za opracowanie technologii wytwarzania obciągaczy wirujących.
Słowa kluczowe:
obróbka ścierna, szlifowanie elektroerozyjne, obróbka elektrochemiczna, ściernice, polerowanie, trudnoobrabialne stopy lotnicze, warstwy CVD i PVD, systemy komputerowego wspomagania, CAD, CAM, modelowanie matematyczne, BHP
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
Współrealizacja testów szlifowanie elektroerozyjnego i polerowania stopów magnezu, niklu i tytanu oraz metrologia warstwy wierzchniej po procesach obróbkowych.
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.