Konferencja druk 3D w przemysle_PIAP design_14.01.2015 (1)

Seminaria PIAP

Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP w ramach działalności naukowej prowadzi od 20 lat seminaria naukowe. Seminaria te podzielone są na dwie grupy, które realizowane są naprzemiennie – seminaria zewnętrzne i seminaria wewnętrzne. W każdym semestrze (kalendarz jak w jednostkach akademickich) odbywa się zwykle 8 seminariów każdego typu.

Seminaria zewnętrzne umożliwiają poruszanie aktualnych problemów technicznych. Wykłady wygłaszają zaproszeni przedstawiciele nauki. W każdym semestrze organizowane są sesje wspólnie z Komitetem Robotyki Polskiego Stowarzyszenia Pomiarów, Automatyki i Robotyki POLSPAR. Nie może też zabraknąć wykładów poświęconych kulturze języka polskiego.

Seminaria wewnętrzne są ukierunkowane na prezentację projektów realizowanych przez pracowników PIAP. Są otwarte dla firm prezentujących produkty, oprogramowanie – potencjalnych kooperantów; często mają charakter szkoleń.

PROGRAM W SEMESTRZE „JESIEŃ 2016”

Seminaria odbywają się we wtorki o godz. 11:00, w siedzibie Instytutu PIAP, Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa.

Pobierz program seminariów w semestrze „Jesień 2016” (plik PDF)

W części wstępnej referatu scharakteryzowane zostaną zmiany dokonujące się w okresie ostatnich lat w obszarze tematyki prac badawczych w IAIR PW. Tradycyjne kierunki badań zostawione zostaną z nowymi. W dalszej części prezentowane będą główne kierunki badań oraz ich wyniki uzyskane w okresie ostatnich kilku lat. Należą do nich:

  1. Diagnostyka on-line i bezpieczeństwo procesów i systemów mechatronicznych
  2. Robotyka mobilna i przemysłowa
  3. Automatyka
  4. Inżynieria biomedyczna

Dla każdego z powyższych tematów zostanie scharakteryzowany profil prowadzonych badań, podane będą najważniejsze granty i prace dla przemysłu oraz omówione ich wyniki.

Ad 1. Prezentowane będą tematy: rozwój metod detekcji i lokalizacji uszkodzeń, system zaawansowanej diagnostyki procesów DIASTER, predykcyjny detektor nieszczelności kotłów energetycznych, układy regulacji tolerujące uszkodzenia –dla turbiny bloku energetycznego i ustawnika pozycyjnego, inteligentny system zapobiegania awariom IAPS. Ponadto zarysowany zostanie nowy kierunek badań dotyczący zastosowania metod diagnostyki do rozpoznawania cyberzagrożeń.

Ad 2. Scharakteryzowane będą m.in. badania dotyczące: planowania ścieżki i nawigacji robotów mobilnych, wykorzystania potencjałów mózgowych do sterowania, przedstawione zostaną rozwiązania robotów mobilnych oraz system fuzji obrazów wizyjnych i termowizyjnych o nazwie UFO.

Ad 3. Omówione zostaną m.in. prace: serwer IDOS do rozwiązywania zadań sterowania optymalnego, adaptacyjny kaskadowy układ regulacji temperatury pary w przegrzewaczu pary, optymalizacja sterowania dwusilnikowego napędu formy szybkiej maszyny wtryskowej, symulatory procesów przemysłowych do szkolenia operatorów.

Ad 4. Prezentowane będą tematy prac badawczych: opracowanie modeli analitycznych i numerycznych przepływu krwi w tętnicach zasilających mózgowia, dynamiczna identyfikacja parametrów kompensacji wewnątrzczaszkowej w trakcie testu infuzyjnego, platforma informacyjna do zdalnego monitorowania, diagnozowania oraz zdalnego serwisowania urządzeń wspomagających pracę serca.

 

UWAGA: ZMIANA GODZINY! Seminarium rozpocznie się o  godz. 10:00.

Zaprezentowane zostaną wyniki badań i opracowana plazmowa technologia przetwarzania odpadów elektronicznych obwodów drukowanych umożliwiającym odzysk metali. Badania zostały przeprowadzone na oryginalnym stanowisku badawczym z plazmotronowym reaktorem plazmowym opracowanym w PIAP w ramach projektu badawczego.

Wsadem w opracowanej technologii mogą być wyłącznie odpady obwodów drukowanych których przetwarzanie dotychczas było możliwe tylko jako część wsadu.

Przedstawiony zostanie bilans masy i energii procesu, a także analiza głównych parametrów opracowanego procesu odzysku metali z odpadów wraz z wynikami badań i zebranymi danymi pomiarowymi dla wybranych eksperymentów.

Uzyskane wyniki badań wskazują na możliwość skutecznego odzysku metali nieżelaznych i szlachetnych z elektronicznych obwodów drukowanych ze skutecznością 76% względem wejściowej masy metali w odpadach. Zużycie energii elektrycznej w opracowanym procesie wynosi 2,6 kWh/kg wsadu. Ponadto przedstawione zostaną wyniki badań laboratoryjnych próbek odpadów jak i uzyskanych produktów procesu: metalicznego stopu (Cu, Sn, Pb, Ag, Au, Pd), żużli z procesu, jak i spalin.

W ramach prac opracowany został także matematyczny model procesu opisujący przepływy energii i masy w procesie, oraz umożliwiający ilościowe analizowanie zjawisk w reaktorze plazmowym.

Uzyskane wyniki badań umożliwiają zrozumienie opracowanej w ramach pracy technologii i efektywne sterowanie procesem odzysku metali z elektronicznych obwodów drukowanych co otwiera drogę do jego wdrożenia i dalszego rozwijania.

Zrobotyzowane stanowisko spawania hybrydowego Plazma-MIG/MAG, jest rezultatem projektu RobWeld Super-MIG®, realizowanego w ramach Inicjatywy EUREKA. Cechą innowacyjnej technologii hybrydowej jest połączenie i jednoczesne stosowanie dwóch różnych pod względem źródła ciepła metod spawania. W głowicy systemu Super-MIG® zintegrowano palnik plazmowy i palnik MIG/MAG. Ich pracą zarządza moduł kontroli spawania.

Palnik jest prowadzony przez robota przystosowanego do pracy w warunkach podwyższonej temperatury. Robot współpracuje z laserowym systemem sensorycznym, umożliwiającym określenie położenia złącza spawanego przed spawaniem (off-line) oraz śledzenie spoiny i korekcję on-line trajektorii ruchu robota podczas spawania.

W laboratorium PIAP zbudowano modelowe stanowisko, na którym przeprowadzono badania i próby funkcjonalne. Wykonano też próby w środowisku przemysłowym. Potwierdziły one walory użytkowe rozwiązania – wysoką jakość spoiny, przy znacznej wydajności.

Metoda zapewnia głęboki przetop (spoina doczołowa do 10 mm w jednym przejściu) i umożliwia szybsze prowadzenie palnika niż w przypadku standardowego spawania MIG/MAG lub SAW, przy obniżeniu energochłonności oraz mniejszych naprężeniach elementów spawanych.

Unikatową cechą technologii FDM na tle innych technologii wytwarzania przyrostowego jest możliwość tworzenia dowolnych kształtów geometrii wewnętrznych wypełnienia dla prototypów. Przykładami takich geometrii mogą być chociażby – geometria kratowa, plastra miodu, żeberkowa, itp.

Budowanie przyrostowe prototypów oznacza przede wszystkim, że geometria wewnętrzna części maszyny może być idealnie dobrana i zoptymalizowana (zaprogramowana) pod kątem występującego pola obciążeń zewnętrznych, warunków pracy lub z powodów innych czynników, np. minimalizowanie masy całkowitej części przy zachowaniu jej pierwotnego kształtu zewnętrznego.

Dzięki programowanej geometrii wewnętrznej można tak optymalizować prototypy, aby przy zadanej wytrzymałości spełniały swoje założone funkcje. Idąc dalej, masa „bierna” maszyn, którą stanowi: masa osłon, korpusów, obudów, może zostać zmniejszona do wymaganego minimum, przy zachowaniu założonej wytrzymałości.

Projektowanie  i wdrażanie takich podzespołów ma bezpośrednie przełożenie na poprawienie osiągów maszyn i na lepsze dopasowanie wytrzymałości części do czynników zewnętrznych, np. budowanie ultralekkich korpusów dronów lub innych funkcjonalnych części.

W wystąpieniu autor zaprezentuje praktyczne – inżynierskie podejście do projektowania części prototypów maszyn z przeznaczeniem do wytworzenia technikami addytywnymi. Zostanie również zaprezentowana propozycja metodyki estymacji wytrzymałości tych części w środowiskach MES.

Celem seminarium jest przedstawienie głównych założeń i rezultatów badań przeprowadzonych w ramach pracy doktorskiej na uniwersytecie University College Dublin. Przedmiot badań stanowił sposób rozumienia zdolności człowieka do tworzenia znaczeń w dziedzinie Human-Robot Interaction (HRI) w kontekście antropomorfizacji robotów.

Dziedzina HRI bada różnorodne aspekty interakcji człowiek-robot, w szczególności z pespektywy nauk technicznych i ilościowych paradygmatów badawczych. Zdolność do tworzenia znaczeń, tj. świadomego i refleksyjnego myślenia, która wyróżnia człowieka, jest kluczowym pojęciem dla socjologicznej teorii interakcjonizmu symbolicznego oraz jakościowego paradygmatu badawczego, którymi posłużono się w niniejszej pracy.

Zasadniczym pytaniem było to, na ile badacze HRI postrzegają użytkowników jako osoby reagujące „automatycznie” na określone bodźce dostarczane przez wygląd i zachowania robotów społecznych, na ile natomiast antropomorficzne cechy robotów są przedmiotem interpretacji i świadomych projekcji użytkowników.

W badaniu wykorzystano jakościowe metody badawcze, tj. wywiad i analizę dokumentów oraz metodę analizy tematycznej. W rezultacie zrealizowano wywiady z udziałem 18 badaczy HRI oraz przeanalizowano zawartość 3 stron internetowych dedykowanych wybranym modelom robotów społecznych.

Do głównych wniosków badania należało zidentyfikowanie tendencji do definiowania antropomorfizacji nie tyle przez pryzmat automatyzmów („człowiek-automat”,) ile uwarunkowań ewolucyjnych („człowiek-zwierzę”). W obu przypadkach zdolność do tworzenia znaczeń, a więc kluczowa cecha ludzka, staje pod znakiem zapytania.

Realizacja międzynarodowego projektu, poświęconego zapobieganiu skutkom zdarzeń o charakterze chemicznym i radiacyjnym umożliwiła budowę, integrację oraz sprawdzenie skuteczności działania wielu wyspecjalizowanych narzędzi.

Dwa roboty mobilne, detektory, czujniki oraz próbniki środowiskowe zostały wykorzystane podczas szeregu ćwiczeń, przeprowadzonych na terenie Polski, Włoch, Ukrainy oraz Francji.

W ramach prezentacji przedstawione zostaną następujące zagadnienia:

  • krótki opis założeń i spodziewanych wyników projektu EDEN,
  • narzędzia wytworzone w ramach projektu,
  • cztery kluczowe demonstracje projektu, poświęcone zagrożeniom radiacyjnym i chemicznym.

SEMINARIUM ODWOŁANE

W prezentacji opisano podstawowe prace badawcze wykonane w ramach projektu zrealizowanego wspólnie z firmą Kongsberg, na zlecenie NCBR.

Projekt miał na na celu opracowanie zintegrowanego systemu detekcji obecności i klasyfikacji obiektu zajmującego fotel samochodowy. Jednym z podstawowych zadań projektu było wykorzystanie do celów detekcji instalowanych w samochodach mat grzewczych.

W opracowanym systemie wykorzystano pojemnościową metodę pomiaru. Rolę elementu pojemnościowego pełni zespół składający z maty grzewczej jako elektrody nadawczej i zestawu elektrod odbiorczych. Obszar pomiędzy elektrodami wypełniony jest warstwą gąbki poliuretanowej, stosowanej standardowo w fotelach samochodowych. Na elementach konstrukcyjnych fotela zamontowane są dwa takie zespoły: jeden na siedzeniu, a drugi na oparciu fotela.

Opracowany na potrzeby projektu mikroprocesorowy układ pomiarowy zbiera sygnały wyjściowe z elektrod i przesyła je do komputera nadrzędnego.

Na podstawie obróbki statystycznej sygnałów z obszaru oparcia i siedzenia w programie klasyfikatora obecności i pozy wykrywana jest obecność i pozycja zajmowana przez osobę zajmującą fotel. Opracowany system pozwala na wykrycie obecności i klasyfikację 12-tu różnych pozycji zajmowanych przez człowieka

Wyniki analizy statystycznej wykorzystywane są jako dane wejściowe do programu demonstracyjnego, który w trybie online na modelu 3-D pokazuje położenie osoby siedzącej na wykonanym na potrzeby pracy stanowisku symulacyjnym, zbudowanym z wykorzystaniem standardowego fotela samochodowego.

Wykonany w ramach pracy układ separatora pozwala na jednoczesne ogrzewanie maty i realizację funkcji detekcyjnych.

SEMINARIUM ODWOŁANE

Zrobotyzowana aplikacja zainstalowana w firmie Metal GUM w Zielonej Górze służy do nawijania kompensatorów gumowo-tkaninowych.

Technologia nawijania kompensatorów polega na nakładaniu na obracającą się formę kolejno materiałów składowych kompensatora: gumy, kordu i taśmy termokurczliwej.

Głównymi elementami stanowiska są: robot przemysłowy COMAU NJ 220 2.7 o udźwigu 220 kg i zasięgu 2,7 m, magazynek trzech narzędzi z materiałami nawojowymi oraz dwa obrotniki: „duży” i „mały”, odpowiedzialne za obrót formy kompensatora.

Algorytm tworzenia kompensatora to ścisła współpraca operatora z robotem pod nadzorem zaawansowanego układu sterowania z systemem bezpieczeństwa.

  1. Zasady efektywnego pisania w odniesieniu do tekstów oficjalnych:
  • Podziel tekst na akapity ze śródtytułami.
  • W miarę możności nie nadużywaj trudnych wyrażeń.
  • Twórz krótkie zdania.
  • W każdym zdaniu pilnuj głównej myśli.
  • Używaj prostych form gramatycznych.
  • Często nazywaj siebie i odnoś się do czytelnika.
  1. Ruch plain language:
  • Historia ruchu plain language na świecie.
  • Ruch plain language w Polsce; programy oceniające przejrzystość tekstu.
  1. Problemy praktyczne związane z upraszczaniem tekstów, ćwiczenia na przykładach:
  • Segmentacja tekstu.
  • Przekształcanie strony biernej na czynną.
  • Unikanie imiesłowów przysłówkowych.
  • Unikanie nominalizacji.
  • Unikanie pleonazmów, tautologii i wyrażeń analitycznych.
  • Nazywanie siebie, odnoszenie się do odbiorcy.

W ramach referatu omówione zostaną wyniki projektu statutowego dotyczącego opracowania prototypu głowy robota społecznego.

Roboty społeczne to klasa robotów przeznaczona do współpracy z ludźmi, wyróżniająca się zdolnością do komunikacji z człowiekiem w sposób zbliżony do naturalnego, tj. poprzez komunikację werbalną i niewerbalną.

W pierwszej części referatu omówione zostaną istniejące konstrukcje głów robotów społecznych na podstawie przeprowadzonego obszernego przeglądu stanu wiedzy.

W drugiej części zostanie zaprezentowana konstrukcja PIAP głowy robota społecznego wraz z elementami procesu projektowania, które miały największy wpływ na konstrukcję (faza koncepcyjna).

Na koniec zostaną przedstawione najważniejsze wnioski wynikające z realizacji projektu, które mogą posłużyć do zaprojektowania kolejnej generacji głowy robota społecznego, a także dalsze plany zespołu projektowego w tym zakresie.

W prezentacji przedstawione zostanie stanowisko służące do paletyzacji rolek folii stretch o masie od 16 do 50 kg według wybranego przez operatora schematu układania.

Stanowisko składa się z buforów rolek, zespołu transporterów pasowych, robota przemysłowego firmy COMAU oraz magazynu przekładek tekturowych.

Zadaniem buforów jest odbieranie rolek folii stretch z maszyny i przemieszczenie ich w kierunku transporterów pasowych, a w przypadku przerwy związanej z obsługą stanowiska, pozwalają na zbuforowanie wyprodukowanych rolek.

Zespół transporterów odbiera rolki z buforów i dostarcza je do strefy pracy robota. Robot wyposażony w specjalizowany chwytak układa na palecie rolki oraz przekładki tekturowe. Pełne palety są transportowane do owijarki.

Całością stanowiska steruje PLC, który komunikuje się ze sterownikiem robota oraz sterownikiem owijarki.

Projekt i konstrukcja mobilnego robota potocznie nazywanego „łazikiem marsjańskim” została rozpoczęta w roku 2013 w związku z organizacją międzynarodowych zawodów European Rover Challenge mających się odbyć w Podzamczu Chęcińskim k/Kielc.

European Rover Challenge to największe w Europie wydarzenie robotyczno-kosmiczne skierowane do przedstawicieli świata nauki i biznesu, sektora new-tech oraz szerokiej publiczności.

 W roku 2014 po raz pierwszy Koło Naukowe IMPULS działające w Politechnice Świętokrzyskiej w Katedrze Automatyki i Robotyki przystąpiło do zawodów. Studenci i doktoranci uczestniczący w kole naukowym zajęli II miejsce.

Zawody cieszą się prestiżem już od pierwszej edycji, w których młodzi inżynierowie z całego świata rywalizują w konkurencjach analogicznych do zadań wykonywanych przez łaziki na powierzchni Marsa. European Rover Challenge, tak jak amerykański odpowiednik zawodów University Rover Challenge, są częścią ligi najbardziej prestiżowych zawodów robotycznych na świecie Rover Challenge Series, drużyny konkurują w walce o nagrody ERC oraz o puchar najlepszej drużyny konstruktorów na świecie.

Na potrzeby armii z całego świata opracowywane są coraz nowsze systemy wyposażenia żołnierzy. W chwili obecnej i w przyszłości żołnierze będą wyposażeni w znaczną ilość sprzętów. Wyposażenie zwiększa zasadniczo bezpieczeństwo oraz efektywność działań operacyjnych żołnierza. Niestety, znaczna ilość wyposażenia wiąże się z dużą masą. Żołnierz przyszłości może być zmuszony do noszenia na sobie nawet powyżej 50 kg ładunku.

Z przyczyn oczywistych zmniejsza to zdolności do przemieszczania się żołnierza poprzez obniżenie jego wydolności. W celu zminimalizowania tego efektu w trakcie działań operacyjnych, a zwłaszcza z zakresu działań inżynieryjnych, realizowany jest ten projekt.

Projekt egzoszkieletu jest realizowany na potrzeby polskiej armii i jest częścią szerszego programu TYTAN dotyczącego polskiego żołnierza przyszłości.

Jednym z najistotniejszych zadań w niniejszym projekcie jest układ sterowania. W ramach konsorcjum realizującego projekt egzoszkieletu, PIAP jest odpowiedzialny za układ sterowania. Zawiera on skomplikowany układ regulacji wykorzystujący hybrydowe obliczenia z zakresu dynamiki odwrotnej. Wykorzystano w nim: modele opisujące egzoszkielet pod względem kinematycznym oraz dynamicznym, maszynę stanów oraz wyizolowane regulatory kluczowych parametrów ruchu. Dodatkowo zaplanowano sposób integracji układu sterowania z zaawansowanymi modelami predykcji ruchu. 

W projekcie przeanalizowano 3 różne sposoby sterowania (3 różne systemy napędowe) i w efekcie powstały trzy modele badawcze egzoszkieletów. Dało to możliwość wykonania badań porównawczych w celu określenia przyszłych kierunków rozwoju.

Robot Balsa jest inżynieryjnym robotem do usuwania ładunków i materiałów niebezpiecznych, wspierającym misję EOD/IED. Jest to lekki robot, który został opracowany na bazie robota PIAP Fenix.

Wyposażenie podstawowe robota obejmuje manipulator oraz kamery: dzienno-nocną oraz termowizyjną. Dodatkowo robota można wyposażyć np. w czujniki CBRN, urządzenia do zdalnego detonowania ładunków itd.

Opracowana nowa generacja robota wyróżnia się m.in. obniżoną wagą oraz nowym manipulatorem z systemem mocowania dla dodatkowego modułowego wyposażenia (chwytak, kamery, czujniki itp). Robot został wyposażony w kamery HD oraz nowy system komunikacji o podwyższonej odporności na zakłócenia.

Duża część opracowanych rozwiązań (np. lekka Konsola Sterowania, kamery HD, systemy sterowania i komunikacji) znajdzie zastosowanie w opracowywanych nowych generacjach robotów PIAP.  W ramach seminarium zostanie przedstawiona dokładniej konstrukcja robota.