Inteligentní systém řízení nástroje pro tažení výlisků z plechů (IA 05)

Datum plánovaného zahájení aktivity 01.10.2012

Datum plánovaného ukončení aktivity 30.06.2015

Datum ukončení Proof of Concept (PoC) 30.09.2013

Popis:

V rámci výzkumu byl vyvinut systém řízení nástroje pro tažení výlisku umožňující zpracovávat slitiny se specifickými užitnými vlastnostmi při zachování tuhosti a snížení hmotnosti. Aplikační potenciál byl zkoumán na modelovém výlisku nepravidelného tvaru. Pro dokončení fáze Proof of Concept je nutné provést testy variability technologických parametrů a stability systému pro různé kombinace typů výlisků a tvářených slitin kovů. Na základě experimentu vymezit oblast využitelnosti systému. Dokončení patentové přihlášky.

V rámci přípravy komercializace je nutné vymezení okruhu potenciálních zákazníků z hlediska používaných technologií výroby a zpracovávaných materiálů. Prezentace uplatnění a výhod využití systému řízení pro tažení plechu u potenciálních zákazníků. Analýza možností a vymezení způsobu komercializace výsledku výzkumu (prodej licencí, převod práv k duševnímu vlastnictví do spin-off firmy). Adaptace systému řízení pro tažení plechu na konkrétní požadavky výrobní technologie.

V období předcházejícím řešení projektu byla:

  • realizována a odzkoušena první verze systému řízení nástroje pro tažení s proměnnou přidržovací silou;
  • ověřena funkčnost systému řízení pro výlisek z hlubokotažné oceli;
  • provedeny funkční testy možností využití numerických simulací pro nalezení optimálního nastavení parametrů řídicího systému nástroje;
  • rozpracována upravená verze řídicího systému:
    • montáž snímače polohy přidržovače tažného nástroje,
    • stanovení regulačních konstant systému řízení nástroje.

Řešení:

Aktivita reaguje na vzrůstající poptávku a požadavky na zpracování materiálů se specifickými vlastnostmi. Jedná se především o slitiny na bázi Al, hořčíkové slitiny, slitiny titanu a vysoko pevnostní ocelové plechy. Zpracování těchto speciálních materiálů je v České republice doposud velmi málo rozšířené. S ohledem na rozvoj progresivních technologií a snižování ekologické zátěže při výrobě a provozu různých typů strojírenských zařízení sebou přináší tlak na aplikace takovýchto materiálů. Výsledky výzkumu v oblasti využití systému řízení nástroje pro tažení plechu lze shrnout do následujících bodů:

  • snížení nehomogenity mechanických vlastností výrobku vlivem optimálního rozložení deformace v ploše výlisku;
  • v oblasti kritických míst výlisku snížení mezních deformací;
  • docílení úspory v oblasti přímých a nepřímých nákladů důsledkem snížení počtu technologických operací;
  • snížení počtu neshodných výlisků a tím snížení materiálové náročnosti.

V první fázi PoC byly realizovány následující činnosti

  • příprava podkladů pro podání patentové přihlášky;
  • provedena analýza nákladů na zhotovení výlisků z plechu v hromadné a velkosériové výrobě;
  • rozšíření systému řízení nástroje o zpětnou vazbu měření tažné síly pomocí tenzometrického snímače;
  • rozpracována úprava řídícího softwaru s možností korekce přidržovacího tlaku v průběhu lisování na základě znalosti okamžité velikosti tažné síly při lisování;
  • rozpracovány varianty zapojení hydraulického obvodu s ohledem na stabilitu systému řízení;
  • byly vypořádány připomínky hodnotitelů.

Plán činností pro nejbližší období:

  • dokončit úpravy softwaru pro systém řízení nástroje;
  • provést testy stability a funkčnosti systému pro neželezné slitiny kovů na bázi Al;
  • návrh a výběr optimální varianty zapojení hydraulického obvodu pro ovládání přidržovače tažného nástroje;
  • na základě experimentálních testů provést parametrizaci technologických vstupů do systému řízení nástroje;
  • ověřit funkčnost systému z hlediska rozložení deformace na výlisku v oblastech kritických míst výlisku;
  • připravit prezentační materiály pro marketingové aktivity;
  • podat patentovou přihlášku systému řízení nástroje.

Výstup:

Prezentace funkční technologie tažení se systémem řízení na významných veletrzích. Vytvoření výzkumné zprávy deklarující výsledky prováděného výzkumu na modelovém prototypovém výlisku. Parametrizace technologických vstupů do systému řízení nástroje. Přímé oslovení potenciálních klientů s možností testování nové technologie na konkrétních výliscích a dokončení výsledků vědy a výzkumu aktivity formou kolaborativního výzkumu. Ochrana duševního vlastnictví aktivity formou patentu.

Tvarová a materiálová definice skupiny výlisků vhodných pro tažení s adaptivním systémem řízení. Ověření plné funkčnosti systému řízení nástroje na prototypových výliscích z různých typů slitin kovů. Protokoly o výsledcích testů mechanických a užitných vlastností výlisků. Komercializace aktivity založené na platformě prodeje licenčních práv potenciálním partnerům využívajícím uvedený systém řízení.

Letáček v PDF: česky, english