Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Cena 20 z∏ (w tym 0% VAT)<br />
PL ISSN 0033-2259<br />
INDEKS 245836<br />
1’10<br />
POD PATRONATEM STOWARZYSZENIA IN˚YNIERÓW I TECHNIKÓW MECHANIKÓW POLSKICH
ROK WYD. LXIX<br />
PRZEGLÑD <strong>MECHANICZNY</strong><br />
Miesi´cznik naukowo-techniczny<br />
ROK ZA¸O˚ENIA<br />
1935<br />
STYCZE¡ <strong>2010</strong> • NR 1/10<br />
WYDAWCA:<br />
Instytut Mechanizacji Budownictwa<br />
i Górnictwa Skalnego<br />
ul. Racjonalizacji 6/8<br />
02-673 Warszawa<br />
Za treÊç og∏oszeƒ i p∏atnych wk∏adek redakcja nie odpowiada<br />
Miesi´cznik notowany na liÊcie czasopism punktowanych<br />
Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wy˝szego – 6 pkt.<br />
Wydanie publikacji dofinansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy˝szego<br />
Nak∏ad 1000 egz.<br />
Cena 20 z∏<br />
SPIS TREÂCI<br />
PROBLEMY – NOWOÂCI – INFORMACJE<br />
ARTYKU¸Y G¸ÓWNE<br />
Badania porównawcze uk∏adu regulacji mikroprocesorowej<br />
dla uk∏adów nap´dzanych silnikami<br />
hydraulicznymi ma∏ych pr´dkoÊci<br />
obrotowych – Andrzej Skrocki, Jan Szlagowski<br />
Systemy transferu technologii w Polsce, Irlandii,<br />
Finlandii i Niemczech – Aneta Masternak-Janus,<br />
Andrzej Kocaƒda<br />
Badania symulacyjne i szybkie prototypowanie<br />
ruchu robota czterono˝nego o strukturze ssaka<br />
– Maciej T. Trojnacki<br />
Pojazdy ekologiczne – przysz∏oÊç samochodów<br />
hybrydowych – Antoni Szumanowski<br />
Mobile robot with hydrostatic drive controlled<br />
by PLUS+1 module – Artur Guzowski, Andrzej<br />
Sobczyk<br />
METODY I URZÑDZENIA POMIAROWE<br />
Urzàdzenie do badania topografii powierzchni<br />
próbek wielkowymiarowych<br />
Z CZASOPISM ZAGRANICZNYCH<br />
Dziesi´ç zasad efektywnego i zrównowa˝onego<br />
projektowania – t∏umaczenie i opracowanie<br />
Martyna Jachimowicz<br />
str.<br />
3<br />
17<br />
24<br />
31<br />
39<br />
43<br />
45<br />
47<br />
ADRES REDAKCJI:<br />
IMBiGS – „Przeglàd Mechaniczny”<br />
ul. Racjonalizacji 6/8, 02-673 Warszawa<br />
tel./fax: (0-22) 853 81 13, tel. (0-22) 843 02 01 w. 255<br />
e-mail: pmech@imbigs.org.pl<br />
http://www.przegladmechaniczny.pl<br />
REDAGUJE ZESPÓ¸:<br />
Redaktor naczelny: prof. dr hab. in˝. Jan Szlagowski<br />
tel. (0-22) 660-82-85, tel./fax (0-22) 849 99 95<br />
Zast´pca red. nacz.: prof. dr hab. in˝. Zbigniew Dàbrowski<br />
Sekretarz redakcji: mgr Anna Massé<br />
Redaktorzy dzia∏ów: prof. nzw. dr hab. in˝. Dariusz Boroƒski<br />
(Mechanika p´kania), dr in˝. Martyna Jachimowicz<br />
(Problemy – NowoÊci – Informacje), prof. dr hab. in˝. Andrzej<br />
Kocaƒda (Materia∏y konstrukcyjne), prof. nzw. dr<br />
hab. in˝. Leszek P∏onecki (Automatyka i robotyka),<br />
Maria Popielawska, prof. dr hab. in˝. Jan RyÊ (Podstawy<br />
konstrukcji maszyn), prof. dr hab. in˝. Jerzy Wróbel<br />
(Komputerowe metody CAD/CAM/CAE), dr in˝. Zbigniew<br />
˚ebrowski (Hydraulika i pneumatyka)<br />
RADA PROGRAMOWA:<br />
Prof. dr hab. in˝. Stanis∏aw Oziemski – przewodniczàcy<br />
(IMBiGS), dr in˝. Tomasz Babul (SIMP), prof. dr hab. in˝.<br />
Krzysztof Go∏oÊ (Polit. Warszawska, IMBiGS), prof. dr hab.<br />
in˝. Czes∏aw Cempel (Polit. Poznaƒska), prof. dr hab. in˝.<br />
Witold Gutkowski (IMBiGS), prof. dr hab. in˝. Janusz<br />
Kowal (AGH), prof. dr hab. in˝. Eugeniusz Rusiƒski (Polit.<br />
Wroc∏awska), dr hab. in˝. Roman Staniek, prof. nzw. (SIMP),<br />
prof. dr hab. in˝. Eugeniusz Âwitoƒski (Polit. Âlàska), prof.<br />
dr hab. in˝. Wies∏aw Tràmpczyƒski (Polit. Âwi´tokrzyska),<br />
prof. dr hab. in˝. W∏adys∏aw W∏osiƒski (PAN)<br />
STALI WSPÓ¸PRACOWNICY:<br />
dr hab. in˝. Andrzej Dudczak (IMBiGS), prof. dr hab. in˝.<br />
Tadeusz Kacperski (IMBiGS), prof. dr hab. in˝. Arkadiusz<br />
M´˝yk (Polit. Âlàska), dr hab. in˝. Tadeusz Smolnicki (Polit.<br />
Wroc∏awska)<br />
KIEROWNIK ZAK¸ADU WYDAWNICTW I PROMOCJI:<br />
Ryszard Kwiecieƒ – tel. kom. (0) 602 390 703<br />
e-mail: r.kwiecien@imbigs.org.pl<br />
WARUNKI PRENUMERATY<br />
Przyj´cie prenumeraty – wy∏àcznie na podstawie dokonanej<br />
wp∏aty na blankietach ogólnie dost´pnych<br />
w bankach i w UPT (tzw. polecenie przelewu lub przekaz<br />
dla wp∏at na rachunki bankowe) na odpowiedzialnoÊç<br />
zamawiajàcego. Nieprawid∏owo wype∏nione blankiety<br />
wp∏at (niezgodnie z podanymi ni˝ej wskazówkami) nie<br />
b´dà przyj´te.<br />
Na blankiecie wp∏at nale˝y podaç nast´pujàce dane:<br />
dok∏adnà nazw´ i adres (z kodem pocztowym) zamawiajàcego,<br />
nazw´ czasopisma, liczb´ egzemplarzy i okres<br />
prenumeraty.<br />
Wp∏aty – zgodnie z podanymi cenami nale˝y dokonaç<br />
w banku lub UPT na konto IMBiGS – BPH S.A.<br />
O/Warszawa nr 97 1060 0076 0000 3210 0014 6850.<br />
Prenumerata ze zleceniem wysy∏ki za granic´ – osoby<br />
prawne i fizyczne. Nale˝y podaç dok∏adny adres odbiorcy<br />
za granicà. Cena prenumeraty jest dwukrotnie wy˝sza od<br />
ceny normalnej. Zmiany w prenumeracie, np. zmian´<br />
liczby tytu∏ów, liczby egzemplarzy, rezygnacj´ z prenumeraty<br />
itp. mo˝na zg∏aszaç pisemnie, z mocà obowiàzujàcà<br />
od nast´pnego kwarta∏u.<br />
Cena prenumeraty na <strong>2010</strong> r:<br />
kwartalnie – 60 z∏<br />
pó∏rocznie – 120 z∏<br />
rocznie – 240 z∏<br />
Informacji o prenumeracie udziela redakcja, gdzie równie˝<br />
mo˝na nabywaç egzemplarze archiwalne po uprzednim<br />
wp∏aceniu nale˝noÊci na konto lub w kasie w redakcji.<br />
Dtp: „AWiWA” - tel. (0-22) 780 45 98<br />
Druk: Oficyna Poligraficzna APLA Sp. j.<br />
ul. Sandomierska 89, 25-325 Kielce<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 1
Przeglàd Mechaniczny No. 1/<strong>2010</strong><br />
PL ISSN 0033-2259<br />
Summaries of main article<br />
Guzowski A., Sobczyk A.: Mobile robot with hydrostatic<br />
drive controlled by PLUS+1 module. Przeglàd Mechaniczny<br />
No. 1/<strong>2010</strong>, p. 43-45, figs 5.<br />
This paper presents a concept of remote controlled<br />
mobile robot. The main goal of presented activity was<br />
a remote control of drive system and robot’s arm (position,<br />
velocity and force control). All mechanisms of the<br />
robot are driven with high pressure hydraulic linear<br />
or/and rotational actuators. It will allow using smaller<br />
than electric components for the same power range.<br />
Sauer-Danfoss PLUS+1 system was applied to control<br />
of electro-hydraulic components system. This systems<br />
based on CANBus technology is suitable for creation<br />
control system of mobile, and in the next step, autonomous<br />
machine. Such control system enables to carry, test<br />
and apply various control algorithms. At the beginning,<br />
technical documentation, hydraulic system scheme and<br />
electric control scheme were been elaborated.<br />
Masternak-Janus A., Kocaƒda A.: Technology transfer<br />
systems in Poland, Ireland, Finland and Germany.<br />
Przeglàd Mechaniczny No. 1/<strong>2010</strong>, p. 24-31, figs 4.<br />
Technology transfer (TT) system allows effective technology<br />
transfer and consists of three levels: decisionmakers<br />
level, support level and executives level. Among<br />
the EU countries interesting are TT systems existing in<br />
Ireland, Finland and Germany. These systems effective<br />
support TT mechanisms, influence on innovations and<br />
competitiveness. In Polish TT system have been adjusted<br />
for requirements of knowledge-based economy.<br />
Skrocki A., Szlagowski J.: Comparative research of<br />
microprocessor control system for systems driven by<br />
hydraulic engines with small speeds. Przeglàd Mechaniczny<br />
No. 1/<strong>2010</strong>, p. 17-24, figs 13, tab. 1.<br />
There were presented comparative research of speed<br />
control system and positioning of manipulator driven by<br />
hydraulic radial piston engine MR160 type and by orbital<br />
engine GMSW320 in range of small rotational speeds.<br />
Applied low-speed engines: radial piston and orbital,<br />
according to catalogue data have minimal rotational<br />
speed: 1 rpm/min and 10 rpm/min, and maximum speed:<br />
900 rpm/min and 240 rpm/min (multiplication factor was<br />
900 and 24). In the case of investigated system assumed<br />
minimal rotational speed of manipulator was about<br />
02 – 0,03 rpm/min, when required range of rotational<br />
speed was 1500. In the order to realize functional requirements<br />
of modern rotational mechanism, it was decided to<br />
apply microprocessor control of engines working in<br />
automatic control system mode. This method allowed to<br />
decrease of stable minimal rotational speed of investigated<br />
engines and expand range of their applications.<br />
Trojnacki M. T.: Simulation experiments and rapid<br />
prototyping of four-legged robot with mammal structure.<br />
Przeglàd Mechaniczny No. 1/<strong>2010</strong>, p. 31-39, figs 16.<br />
Results of simulations of robot’s motion in Matlab/<br />
Simulink were presented, as well as method of animation<br />
of the movement using Virtual Reality. Experiment<br />
environment was described and results of rapid<br />
prototyping of robot’s motion with the use of Real Time<br />
Windows Target in Matlab and Advantech PCI 1700<br />
multifunction card were presented. Obtained results<br />
verified correctness of proposed methods of robot’s<br />
motion synthesis.<br />
Przeglàd Mechaniczny N o 1/<strong>2010</strong><br />
PL ISSN 0033-2259<br />
Htathfns ukfdys[ cnfnmtq<br />
Guzowski A., Sobczyk A.: Mobile robot with hydrostatic drive controlled<br />
by PLUS+1 module. Przeglàd Mechaniczny N o . 1/<strong>2010</strong>,<br />
cnh. 43-45> hbc. 5.<br />
D cnfnmt ghtlcnfdktyf rjywtgwbz vj,bkmyjuj hj,jnf c<br />
lbcnfywbjyysv eghfdktybtv. Jcyjdyjq wtkm/ hf,jns ,skf<br />
hfphf,jnrf ghbdjlyjq cbcntvs b gktxf hj,jnf c lbcnfywbjyysv<br />
eghfdktybtv !eghfdktybt gjpbwbtq> crjhjcnm/<br />
b cbkjq@. Dct ˝ktvtyns hj,jnf ghbdjlzncz d ldb;tybt<br />
ghb gjvjob kbytqys[ gytdvjldbufntkmtq dscjrjuj<br />
lfdktybz. ¸nj hfphtiftn ghbvtyznm vtymibt rjvgjytyns><br />
xtv ˝ktrnhbxtcrbt> d ˝njv ;t lbfgfpjyt vjoyjcnb.<br />
Cbcntvf eghfdktybz PLUS+1 abhvs Sauer-Danfoss<br />
bcgjkmpetncz lkz eghfdktybz ˝ktrnhjublhfdkbxtcrbvb<br />
˝ktvtynfvb cbcntvs. ¸nf cbcntvf jcyjdfyf yf nt[yjkjubb<br />
CANBus b ghbujlyf lkz eghfdktybz vj,bkmysvb> f nfr;t<br />
fdnjyjvysvb hj,jnfvb. Ghtlcnfdktyfz cbcntvf eghfdktybz<br />
hfphtiftn ghjdjlbnm ntcns b ghbvtyznm hfpkbxyst<br />
fkujhbnvs eghfdktybz. Ghtlcnfdktyf nt[ybxtcrfz ljrevtynfwbz><br />
c[tvf ublhfdkbxtcrjq b ˝ktrnhbxtcrjq cbcntvs<br />
eghfdktybz.<br />
Masternak-Janus A., Kocaƒda A.: Cbcntvs nhfycathf nt[-<br />
yjkjubb d Gjkmit> Bhkfylbb> Abykfylbb b Uthvfybb.<br />
Przeglàd Mechaniczny N o . 1/<strong>2010</strong>, cnh. 24-31> hbc. 4.<br />
Cbcntvf nhfycathf nt[yjkjubb !NN@ hfphtiftn ˝aatrnbdyjt<br />
ghjntrfybt ghjwtccf nt[yjkjubb. Jyf cjcnjbn bp nht[<br />
ehjdytq% ehjdtym herjdjlbntktq> ehjdtym dcgjvfufybz<br />
nhfycathf nt[yjkjubb> ehjdtym bcgjkybntktq bccktljdfybq<br />
b byyjdfwbq. Chtlb cnhfy EC zdkz/ncz bynthtcysvb<br />
cbcntvs NN> bvt/obtcz d Bhkfylbb> Abykfylbb b Uthvfybb.<br />
Jyb ˝aatrnbdyj dcgjvfuf/n vt[fybpvs NN> ,kfujlfhz<br />
xtve dkbz/n yf gjdsitybt byyjdfwbjyyjcnb b<br />
rjyrehtynyjcnb. D gjkmcrjq cbcntvt nhfycathf nt[yjkjubb<br />
e;t lfdyj ghjdjlzncz bpvtytybz> wtkm/ rjnjhs[ zdkztncz<br />
ghbcgjcj,ktybt r gjnht,yjcnb ghjvsiktyyjcnb> jcyjdfyyjq<br />
yf pyfybz[.<br />
Skrocki A., Szlagowski J.: Chfdybntkmyst bccktljdfybz cbcntvs<br />
vbrhjghjwtccjhyjuj htuekbhjdfybz lkz cbcntv><br />
ghbdjlbvs[ d ldb;tybt ublhfdkbxtcrbvb ldbufntkzvb<br />
vfks[ crjhjcntq. Przeglàd Mechaniczny N o . 1/<strong>2010</strong>, cnh.<br />
17-24> hbc. 13> nf,. 1.<br />
Ghtlcnfdktys chfdybntkmyst bccktljdfybz cbcntvs<br />
htuekbhjdfybz crjhjcnb b gjpbwbjybhjdfybz vfybgekznjhf><br />
ghbdjlbvjuj d ldb;tybt gjhiytdsv hflbfkmysv ublhfdkbxtcrbv<br />
ldbufntktv nbgf MR160 b jh,bnfkmysv<br />
ldbufntktv GMSW320 d j,kfcnb vfks[ crjhjcntq<br />
dhfotybz. Bcgjkmpjdfyyst vtlktyyjdhfof/obtcz ldbufntkb%<br />
gjhiytdjq hflbfkmysq b jh,bnfkmysq cjukfcyj lfyysv<br />
bp rfnfkjuf bvt/n vbybvfkmye/ crjhjcnm dhfotybz><br />
cjjndtncndtyyj 1 j,#vby b 10 j,#vby> f vfrcbvfkmyst<br />
crjhjcnb cjjndtncndtyyj 900 j,#vby b 240 j,#vby> xnj<br />
lftn rhfnyjcnm crjhjcnb yf ehjdyt 900 b 24. D bccktletvjq<br />
cbcntvt ghbyznf vbybvfkmyfz crjhjcnm dhfotybz<br />
vfybgekznjhf jr. 0>02 – 0>03 j,#vby> ghb nht,etvjv lzgfpjyt<br />
crjhjcnb dhfotybz jrjkj 1500. Xnj,s htfkbpjdfnm<br />
aeyrwbjyfkmyst nht,jdfybz> ghtl(zdkztvst cjdhtvtyysv<br />
gjdjhjnysv vt[fybpvfv> ,skj htityj ghbvtybnm vbrhjghjwtccjhyjt<br />
eghfdktybt ˝nb[ ldbufntktq> hf,jnf/ob[<br />
d cbcntvt fdnjvfnbxtcjuj htuekbhjdfybz. Ghbvtytyysq<br />
vtnjl hfphtibk pyfxbntkmyj cybpbnm cnf,bkmye/ crjhjcnm<br />
dhfotybz bccktletvs[ ldbufntktq> hfcibhzz ˝nbv j,kfcnm<br />
b[ ghbvtytybz.<br />
Trojnacki M. T.: Cbvekzwbjyyst bccktljdfybz b ,scnhjt<br />
ghtlcnfdktybt ldb;tybz xtneht[yj;yjuj hj,jnf cj<br />
cnhernehjq dcfcsdf/otq ujkjdrb. Przeglàd Mechaniczny<br />
N o . 1/<strong>2010</strong>, cnh. 31-39> hbc. 16.<br />
D hf,jnt ghtlcnfdktys htpekmnfns cbvekzwbjyys[ bccktljdfybq<br />
ldb;tybz hj,jnf d gfrtnt Matlab/Simulink b j,-<br />
ce;lty cgjcj, htfkbpfwbb vekmnbgkbrfwbb ˝njuj ldb;tybz<br />
c ghbvtytybtv ghbyflkt;yjcntq Virtual Reality. Jgbcfyf<br />
ecnfyjdrf ˝rcgthbvtynfkmys[ bccktljdfybq b gjvtotys<br />
htpekmnfns ,scnhjuj ghtlcnfdktybz ldb;tybz hj,jnf c<br />
bcgjkmpjdfybtv ghbyflkt;yjcntq Real Time Windows Target<br />
gfrtnf Matlab b rjynhjkmyj-bpvthbntkmyjq rfhns Advantech<br />
PCI 1710. Ghjdtltyyst ˝rcgthbvtynfkmyst bccktljdfybz<br />
jwtybkb ghfdbkmyjcnm ghtlkj;tyys[ vtnjljd cbyntpf<br />
ldb;tybz hj,jnf.<br />
2<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
problemy • nowoÊci • informacje<br />
Jubileusz „Przeglàdu Mechanicznego”<br />
W bie˝àcym roku b´dziemy<br />
obchodziç jubileusz 75-lecia<br />
„Przeglàdu Mechanicznego”. Czasopismo<br />
po raz pierwszy ukaza∏o<br />
si´ 10 stycznia 1935 roku.<br />
Pierwszy zeszyt „PM” zawiera∏<br />
artyku∏y dotyczàce: badaƒ materia∏owych,<br />
badaƒ nad silnikiem<br />
Diesla, spawania, metrologii.<br />
Nasuwa si´ tutaj refleksja.<br />
Âwiat dokona∏ rewolucji naukowej,<br />
technicznej i informatycznej,<br />
ale problemy wtedy istotne<br />
i nierozwiàzane sà równie˝ dzisiaj<br />
dalej analizowane.<br />
Od stycznia 2001 r. wydawcà<br />
„PM” jest Instytut Mechanizacji<br />
Budownictwa i Górnictwa<br />
Skalnego.<br />
IMBiGS wraz z Radà Programowà<br />
i Redakcjà „PM” postanowi∏<br />
godnie uczciç jubileusz<br />
jednego z najstarszych czasopism<br />
z dziedziny budowy maszyn,<br />
organizujàc Sesj´ Jubileuszowà.<br />
W zeszytach wydawanych<br />
w <strong>2010</strong> roku oraz podczas planowanej<br />
na 12.02.<strong>2010</strong> r. Sesji<br />
Jubileuszowej pragniemy pokazaç<br />
drog´, jakà przeby∏ „Przeglàd<br />
Mechaniczny” oraz jego<br />
Czytelnicy i Autorzy.<br />
Poka˝emy tak˝e drog´, jakà<br />
przeby∏a in˝ynieria mechaniczna<br />
(szczegó∏owe informacje na<br />
stronie internetowej).<br />
Zeszyty wydawane w <strong>2010</strong> r.<br />
b´dà zawiera∏y artyku∏y dotyczàce<br />
nast´pujàcych zagadnieƒ:<br />
Rozwój metod obliczeniowych<br />
Rozwój materia∏ów konstrukcyjnych<br />
Rozwój nap´dów pojazdów<br />
Rozwój nap´dów hydraulicznych<br />
Od Wydawcy<br />
Rozwój technologii budowy<br />
maszyn<br />
Rozwój uk∏adów sterowania<br />
maszyn<br />
Patronat honorowy nad obchodami<br />
jubileuszu „Przeglàdu Mechanicznego”obj´li:<br />
Waldemar Pawlak – Wicepremier,<br />
Minister Gospodarki<br />
Prof. dr hab. Barbara Kudrycka<br />
– Minister Nauki i Szkolnictwa<br />
Wy˝szego<br />
W Komitecie Honorowym Jubileuszu<br />
znalaz∏y si´ nast´pujàce<br />
osoby:<br />
1. Stefan Góralczyk – Dyrektor<br />
IMBiGS, Przewodniczàcy,<br />
2. Ewa Maƒkiewicz-Cudny –<br />
Prezes FSN NOT,<br />
3. Andrzej Ciszewski – Prezes<br />
SIMP,<br />
4. Roman Baczyƒski – Prezes<br />
Zarzàdu Metalexport-S,<br />
5. W∏odzimierz Bramowicz –<br />
Dyrektor Bosch Rexroth Sp. z o.o.,<br />
6. Leszek Buczyƒski – by∏y redaktor<br />
naczelny „PM”,<br />
7. Eugeniusz Budny – by∏y dyrektor<br />
IMBiGS,<br />
8. Ryszard Kardasz – Prezes<br />
Zarzàdu Przemys∏owego Centrum<br />
Optyki S.A.,<br />
9. Henryka Kopacz – by∏a redaktor<br />
naczelna „PM”,<br />
10. Edward Edmund Nowak –<br />
Prezes Zarzàdu BUMAR,<br />
11. Enrico Pavoni – Prezes Fiat<br />
Auto Poland,<br />
12. Krzysztof Trofiniak – Prezes<br />
Zarzàdu Huty Stalowa Wola S.A.<br />
Komitet Naukowy Jubileuszu<br />
„Przeglàdu Mechanicznego” tworzà<br />
Profesorowie:<br />
W∏adys∏aw W∏osiƒski – Przewodniczàcy,<br />
Czes∏aw Cempel,<br />
Krzysztof Go∏oÊ, Witold Gutkowski,<br />
Tadeusz Kacperski, Janusz<br />
Kowal, Stanis∏aw Oziemski,<br />
Eugeniusz Rusiƒski, Jan Szlagowski,<br />
Eugeniusz Âwitoƒski,<br />
Wies∏aw Tràmpczyƒski.<br />
Przez wiele lat „Przeglàd Mechaniczny”<br />
by∏ organem g∏ównym<br />
Stowarzyszenia In˝ynierów<br />
Mechaników Polskich SIMP<br />
(obecnie wydawany jest pod<br />
patronatem tego Stowarzyszenia).<br />
Informowa∏ o pracach SIMP i ludziach<br />
go tworzàcych. Od poczàtku<br />
swojego istnienia towarzyszy∏<br />
rzetelnie polskiemu przemys∏owi.<br />
Równie˝ w trudnych<br />
latach transformacji ustrojowej<br />
w Polsce „PM” musia∏ znaleêç<br />
swoje miejsce na rynku prasy<br />
fachowej. Sta∏ si´ znaczàcym<br />
miesi´cznikiem naukowo-technicznym,<br />
wa˝nym dla Êrodowiska<br />
naukowego Polski oraz jej kadry<br />
in˝ynierskiej.<br />
Instytut Mechanizacji Budownictwa<br />
i Górnictwa Skalnego<br />
bardzo wysoko ceni sobie fakt<br />
wydawania „PM”. Wysoka pozycja<br />
naukowa i poznawcza czasopisma<br />
sprawia, ˝e jest on wizytówkà<br />
IMBiGS i dumà poÊród<br />
innych publikacji.<br />
Tegoroczny jubileusz „PM” jest<br />
bardzo wa˝ny równie˝ ze wzgl´du<br />
na fakt, ˝e w 2011 r. Instytut<br />
tak˝e obchodziç b´dzie jubileusz<br />
60-lecia swojego istnienia, a wi´c<br />
zarówno wydawca, jak i wydawnictwo<br />
majà za sobà d∏ugà tradycj´.<br />
Przekazujàc szczere gratulacje<br />
ca∏emu zespo∏owi redakcyjnemu,<br />
˝ycz´ wszystkim zaanga˝owanym<br />
w przygotowanie kolejnych<br />
numerów zdrowia i wielu chwil<br />
satysfakcji z dobrze wykonanej<br />
pracy, a Instytutowi dalszej tak<br />
znaczàcej wspó∏pracy dla rozwoju<br />
nauki i wzrostu znaczenia Êrodowiska<br />
in˝ynierskiego.<br />
Dyrektor IMBiGS<br />
dr Stefan Góralczyk<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 3
problemy • nowoÊci • informacje<br />
75 lat „Przeglàdu Mechanicznego”<br />
10 stycznia 1935 r. ukaza∏ si´<br />
pierwszy numer „Przeglàdu Mechanicznego”.<br />
Stowarzyszenie In˝ynierów<br />
Mechaników Polskich podj´∏o<br />
decyzj´ o przekszta∏ceniu wydawnictwa<br />
„Mechanik” (wydawanego od<br />
1 stycznia 1909 r.) w dwutygodnik<br />
„Przeglàd Mechaniczny” obejmujàcy<br />
wszystkie dzia∏y zwiàzane z budowà<br />
i eksploatacjà maszyn, w tym zagadnienia<br />
zwiàzane z nowoczesnymi<br />
w tamtych czasach konstrukcjami<br />
samochodów i samolotów. Genezà<br />
jego powstania by∏a potrzeba integracji<br />
Êrodowiska in˝ynierskiego<br />
zajmujàcego si´ budowà maszyn.<br />
W „S∏owie wst´pnym” zamieszczonym<br />
w pierwszym zeszycie czasopisma<br />
przedstawiono jego zakres<br />
tematyczny oraz okreÊlono cel utworzenia<br />
pisma dla in˝ynierów mechaników.<br />
„Przeglàd Mechaniczny” mia∏<br />
publikowaç: „...<br />
1. rozprawy i referaty z nast´pujàcych<br />
obejmowanych przez to pismo<br />
dzia∏ów: a) energetycznego, b) konstrukcyjnego,<br />
c) obróbki metali,<br />
d) metaloznawczego; z uwzgl´dnieniem<br />
równie˝ takich wyodr´bniajàcych<br />
si´ dziedzin, jak automobilizm<br />
i lotnictwo, odlewnictwo, spawalnictwo,<br />
komunikacja, zarzàdzanie<br />
zak∏adami wytwórczemi itd.;<br />
2. sprawozdania ze zjazdów mi´dzynarodowych<br />
i krajowych oraz pokazów,<br />
wystaw, konkursów itd.;<br />
3. sprawozdania z prasy technicznej<br />
polskiej i zagranicznej;<br />
4. wiadomoÊci z dziedziny zagadnieƒ<br />
przemys∏owo-gospodarczych<br />
i spo∏ecznych;<br />
5. bibliografie wydawnictw technicznych<br />
polskich i cudzoziemskich;<br />
6. kronik´ dzia∏alnoÊci SIMP;<br />
7. zagadnienia spo∏eczno-techniczne.<br />
W przekonaniu o potrzebie takiego<br />
czasopisma oraz o donios∏oÊci roli,<br />
jakà b´dzie ono mia∏o do spe∏nienia,<br />
przyst´pujemy do jego wydawania,<br />
wypisujàc na jego sztandarze s∏owa<br />
dewizy SIMP: s∏u˝b´ krajowi przez<br />
wyt´˝onà prac´ na polu techniki<br />
i wytwórczoÊci, majàcà na celu wyzyskanie<br />
bogactw przyrody ku zapewnieniu<br />
najwi´kszego rozwoju<br />
gospodarczego i bezpieczeƒstwa<br />
Rzplitej.<br />
Wierzymy, i˝ „Przeglàd Mechaniczny”<br />
spotka si´ wÊród in˝ynierów mechaników<br />
nie tylko z zainteresowaniem,<br />
lecz i poparciem, zarówno przez<br />
rozpowszechnianie pisma, jak i przez<br />
czynnà w niem wspó∏prac´. O takie<br />
wspó∏dzia∏anie z nami goràco prosimy”.<br />
Pierwszym redaktorem odpowiedzialnym<br />
zosta∏ in˝. Czes∏aw Mikulski,<br />
a w Zarzàdzie Czasopisma i Komitecie<br />
Redakcyjnym by∏o wielu znakomitych<br />
in˝ynierów, w tym wielu<br />
profesorów (por. nr 1/1935 do∏àczony<br />
w wersji elektronicznej).<br />
Przy lekturze pierwszych numerów<br />
„Przeglàdu Mechanicznego” nasuwa<br />
si´ spostrze˝enie, ˝e problemy wtedy<br />
istotne i wa˝ne nadal sà aktualne.<br />
Dotyczy to przyk∏adowo takich zagadnieƒ,<br />
jak: energetyczne, paliwowe,<br />
konstrukcyjne, materia∏owe, diagnostyka<br />
maszyn i urzàdzeƒ.<br />
Ostatni numer 8 z 1939 r. nie zapowiada∏<br />
zawieruchy II wojny Êwiatowej<br />
i tego, ˝e przez najbli˝sze kilka<br />
lat czasopismo nie b´dzie wydawane.<br />
Dopiero w styczniu 1947 r. wznowiono<br />
wydawanie „PM”, uzasadniajàc<br />
to nast´pujàco:<br />
„Po siedmioletniej przerwie, wywo∏anej<br />
wypadkami wojennymi,<br />
wznawiamy wydawnictwo czasopisma<br />
„Przeglàd Mechaniczny” o poziomie<br />
i zakresie zbli˝onym do przedwojennego,<br />
ograniczajàc si´ jeno do<br />
ram miesi´cznika. Potrzeba takiego<br />
wydawnictwa wystàpi∏a wyraênie<br />
w okresie, kiedyÊmy je stracili, kiedy<br />
jego ∏amy zosta∏y zamkni´te<br />
w zwiàzku z rozp´taniem wojny na<br />
ziemiach polskich.<br />
Centralny Zarzàd Przemys∏u Metalowego<br />
skupiajàcy dziÊ prawie<br />
ca∏oÊç problemów przemys∏u metalowego<br />
podjà∏ inicjatyw´ w tej<br />
sprawie i upowa˝ni∏ dotychczasowego<br />
redaktora tego wydawnictwa<br />
do wznowienia pisma jako<br />
organu Centralnego Zarzàdu Przemys∏u<br />
Metalowego. Czasopismo<br />
pozostaje równie˝ organem Stowarzyszenia<br />
In˝ynierów i Techników<br />
Mechaników Polskich „SIMP”<br />
b´dàcego dalszym ciàgiem zreorganizowanego<br />
Stowarzyszenia In˝ynierów<br />
Mechaników Polskich „SIMP”<br />
– za∏o˝yciela czasopisma…<br />
„Przeglàd Mechaniczny” pojawia<br />
si´ po ukazaniu si´ i zdobyciu ju˝<br />
pewnych tradycji powojennych<br />
bratniego pisma „Mechanik”.<br />
Jaki chcemy mieç poziom i kierunek<br />
czasopisma „Przeglàd Mechaniczny”?<br />
Zgodnie z uchwa∏ami Komitetu<br />
Redakcyjnego czasopisma „Mechanik”<br />
podanymi w Nr 7 i 8 tego czasopisma,<br />
artyku∏y zamieszczane<br />
w „Mechaniku” powinny byç dost´pne<br />
dla wykwalifikowanych rzemieÊlników,<br />
którzy przez pog∏´bianie<br />
swych wiadomoÊci dà˝à do<br />
zaj´cia stanowisk przodowników,<br />
instruktorów i mistrzów technicznych.<br />
„Przeglàd Mechaniczny” b´dzie<br />
mia∏ poziom wy˝szy, in˝ynierski,<br />
dost´pny równie˝ dla technika,<br />
który przez prac´ nad sobà i rozszerzenie<br />
horyzontów technicznych<br />
dà˝y do zaj´cia stanowisk in˝ynierskich.<br />
4<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
problemy • nowoÊci • informacje<br />
Zakres dzia∏alnoÊci „Przeglàdu<br />
Mechanicznego” obejmuje w prawdzie<br />
wszystkie dziedziny, na których<br />
opiera si´ dzia∏alnoÊç przemys∏u metalowego,<br />
ze szczególnym uwzgl´dnieniem<br />
nast´pujàcych tematów:<br />
a) zagadnienia gospodarcze z dziedziny<br />
przemys∏u metalowego,<br />
b) zagadnienia odzwierciadlajàce<br />
post´p techniczny w przemyÊle metalowym<br />
w kraju i zagranicà,<br />
c) artyku∏y o charakterze naukowym,<br />
lecz zwiàzane z post´pem<br />
techniki,<br />
d) metaloznawstwo,<br />
e) odlewnictwo,<br />
f) konstrukcje maszyn i urzàdzeƒ<br />
mechanicznych,<br />
g) zagadnienia energetyczne,<br />
h) organizacja pracy i przedsi´biorstw<br />
metalowych…”.<br />
W tym pierwszym powojennym<br />
numerze ze stycznia 1947 r. artyku-<br />
∏y publikowali znakomici autorzy,<br />
z których wymieni´ tylko prof. Maksymiliana<br />
Tytusa Hubera, który omawia∏<br />
hipotezy wytrzyma∏oÊciowe (PM nr<br />
1/1947, s. 2). Od tego momentu „PM”<br />
jest wydawany nieprzerwanie a˝ do<br />
dziÊ, a jego skromna szata graficzna<br />
ulega zmianom.<br />
Przez wiele lat „PM” by∏ organem<br />
SIMP. Informowa∏ o pracach SIMP<br />
i ludziach go tworzàcych. Od poczàtku<br />
swojego istnienia w latach przedwojennych<br />
i powojennych, niezale˝nie<br />
od prze∏omowych dat w historii<br />
kraju, „PM” pokazywa∏ rozwój polskiego<br />
i Êwiatowego przemys∏u<br />
i polskiej nauki. Pilnie obserwowa∏<br />
i rejestrowa∏ zmiany zachodzàce<br />
w mechanice oraz budowie i eksploatacji<br />
maszyn. W kolejnych rocznikach<br />
„PM” jak w soczewce widaç<br />
rozwój techniki i nauki, który dokona∏<br />
si´ w czasie jego istnienia na rynku<br />
wydawniczym. Z lektury archiwalnych<br />
roczników wynika prawda oczywista:<br />
Êwiat dokona∏ rewolucji naukowej,<br />
technicznej i informatycznej, ale nadal<br />
borykamy si´ z nierozwiàzanymi do<br />
koƒca problemami korozji, zm´czenia,<br />
kszta∏towania, recyklingu itp.<br />
Mnie przypad∏o prowadzenie „PM”<br />
w ostatnich 10 latach. By∏y to trudne<br />
lata transformacji ustrojowej<br />
w Polsce. W tym okresie pismo<br />
musia∏o znaleêç swoje miejsce na<br />
rynku prasy naukowo-technicznej.<br />
StaliÊmy si´ liczàcym miesi´cznikiem<br />
naukowo-technicznym, istotnym dla<br />
Êrodowiska naukowego Polski.<br />
Prze∏omowà datà w historii „PM”<br />
by∏ rok 2001. Jego wydawcà zosta∏<br />
Instytut Mechanizacji Budownictwa<br />
i Górnictwa Skalnego. Decyzji podj´tej<br />
przez ówczesnego dyrektora<br />
prof. dr. hab. in˝. Eugeniusza Budnego<br />
czasopismo zawdzi´cza swoje<br />
dalsze istnienie. Nadal pozostaje<br />
organem SIMP, a od 2007 r. wydawane<br />
jest pod patronatem tego Stowarzyszenia.<br />
Przez te wszystkie lata publikowali<br />
w „Przeglàdzie Mechanicznym” znakomici<br />
autorzy: naukowcy i in˝ynierowie.<br />
Nie starczy∏oby miejsca i czasu<br />
na wymienienie ich wszystkich. Przybli˝my<br />
tutaj sylwetki kilku z nich,<br />
którzy zapisali si´ w historii rozwoju<br />
Êwiatowej i polskiej in˝ynierii mechanicznej:<br />
– prof. Jan Czochralski (Nowoczesne<br />
kolejowe metale ∏o˝yskowe<br />
– PM nr 12/1936), znany metalurg,<br />
chemik i metaloznawca. Twórca metody<br />
pomiaru szybkoÊci krystalizacji<br />
metali do otrzymywania monokryszta∏ów<br />
pó∏przewodników, zwanej metodà<br />
Czochralskiego,<br />
– prof. Maksymilian Tytus Huber<br />
(Teorie wytrzyma∏oÊciowe – PM nr<br />
1/1947), znakomity mechanik, twórca<br />
hipotezy odkszta∏cenia postaciowego<br />
majàcej istotny wp∏yw na rozwój<br />
teorii plastycznoÊci,<br />
– prof. Mieczys∏aw Wolfke (Zagadnienia<br />
naukowe lotów stratosferycznych<br />
– PM nr 7/8/1938), polski<br />
fizyk – twórca podstaw telewizji i holografii,<br />
uczeƒ Alberta Einsteina oraz<br />
odkrywca dwóch odmian ciek∏ego<br />
helu,<br />
– prof. Wac∏aw Moszyƒski (W<br />
sprawie normalizacji tolerancji wymiarowych<br />
pó∏wyrobów hutniczych<br />
– PM nr 10/1937), znakomity specjalista<br />
w zakresie podstaw budowy<br />
maszyn. Autor doskona∏ych podr´czników<br />
akademickich,<br />
– prof. Bohdan Stefanowski (Mo˝liwoÊci<br />
rozwojowe turbin parowych<br />
na tle post´pów w roku 1935 – PM<br />
nr 1/1936), znakomity termodynamik,<br />
twórca Instytutu Techniki Cieplnej<br />
Politechniki Warszawskiej,<br />
– prof. Gustaw Andrzej Mokrzycki<br />
(Samoloty w 14 Salonie Lotniczym<br />
w Pary˝u – 16.XI-2.XII.1934 – PM<br />
nr 5/1935), znakomity uczony pracujàcy<br />
w Polsce, Kanadzie i USA. Autor<br />
licznych prac i patentów z dziedziny<br />
aerodynamiki, nawigacji i automatyki<br />
lotniczej. Twórca samolotu PZL 22,<br />
– prof. Aleksander Krupkowski<br />
(Prace VII-go Kongresu Mi´dzynarodowego<br />
Górnictwa, Metalurgii i Geologii<br />
Stosowanej – 1936) metalurg.<br />
Opracowa∏ termodynamicznà teori´<br />
procesów utleniania oraz redukcji<br />
tlenków metali, jak równie˝ rafinacji<br />
metali technicznych,<br />
– prof. Boles∏aw To∏∏oczko (Budowa<br />
kot∏ów parowych w roku 1935 –<br />
PM 1/1936), maszynoznawca i energetyk.<br />
Specjalizowa∏ si´ w budowie<br />
maszyn cieplnych i energetyce<br />
cieplnej,<br />
– prof. Stanis∏aw Kocaƒda (Badania<br />
mikrobudowy prze∏omów zm´czeniowych<br />
w latach 1954-2004 –<br />
PM nr 1/2004), wybitny uczony w zakresie<br />
zm´czeniowego p´kania metali<br />
i konstrukcji. Twórca polskiej szko∏y<br />
badaƒ zm´czeniowych,<br />
– prof. Karol Taylor (Wspó∏czesne<br />
samochody osobowe – PM nr<br />
1/1936), konstruktor silników spalinowych.<br />
Projektowa∏ konstrukcje<br />
pierwszego polskiego ciàgnika rolniczego<br />
z Ursusa,<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 5
problemy • nowoÊci • informacje<br />
– prof. Ignacy Brach (cz∏onek Rady<br />
Programowej inaugurujàcej wydawanie<br />
pisma po II wojnie Êwiatowej),<br />
wybitny in˝ynier, twórca Hipotezy<br />
Wielokrotnego Kruszenia Ska∏, wspó∏autor<br />
razem z in˝ynierem Ryszardem<br />
Walczewskim unikalnego rozwiàzania<br />
przesuwnego osprz´tu do koparek<br />
jednonaczyniowych,<br />
– prof. Zbigniew Osiƒski (Poszukiwanie<br />
prawdy w mechanice – PM<br />
nr 16/1996), twórca teorii konstrukcji<br />
i zasad konstrukcji.<br />
W ciàgu 75 lat istnienia czasopisma<br />
„Przeglàdem Mechanicznym” kierowali<br />
nast´pujàcy redaktorzy naczelni:<br />
1. 1935 r. – 1939 r. – redaktor odpowiedzialny<br />
– in˝. Czes∏aw Mikulski<br />
2. 1947 r. – 1949 r. – prof. in˝. Edmund<br />
Oska<br />
3. 1950 r. – in˝. mechanik Adam<br />
Tadeusz Troskolaƒski<br />
4. 1951 r. – 1960 r. – prof. mgr in˝.<br />
Marian Wakalski<br />
5. 1961 r. – 1977 r. – in˝. mechanik<br />
W∏adys∏aw Kaw´cki<br />
6. 1978 r. – 1990 r. – mgr in˝. Leszek<br />
Buczyƒski<br />
7. 1991 r. – 1992 r. – mgr in˝. Jacek<br />
Kostmanowicz<br />
8. 1993 r. – 1994 r. – mgr in˝. Henryka<br />
Kopacz<br />
9. 1995 r. – 1999 r. – prof. dr hab.<br />
in˝. Wies∏aw Tràmpczyƒski<br />
10. 2000 r. – i obecnie – prof. dr<br />
hab. in˝. Jan Szlagowski<br />
Radà Programowà „Przeglàdu Mechanicznego”<br />
kierowali:<br />
1. 1935 r. – prof. dr Bogdan Stefanowski<br />
(Przewodniczàcy Komitetu<br />
Redakcyjnego)<br />
2. 1960 – 1990 – prof. dr hab. in˝.<br />
Zdzis∏aw Paw∏owski<br />
3. 1995 – 2001 – prof. dr hab. in˝.<br />
Zbigniew Osiƒski<br />
4. 2002 – 2005 – prof. dr hab. in˝.<br />
Maciej Zarzycki<br />
6. 2005 – 2008 – prof. dr hab. in˝.<br />
Dionizy Dudek<br />
7. 2008 r. i aktualnie – prof. dr hab.<br />
in˝. Stanis∏aw Oziemski<br />
Przez lata istnienia „Przeglàdu Mechanicznego”<br />
wspó∏pracowa∏o z nim<br />
wielu redaktorów dzia∏owych, redaktorów<br />
merytorycznych, redaktorów<br />
technicznych, grafików, pracowników<br />
administracyjnych, korektorów. Wiele<br />
z tych osób zwiàza∏o si´ z redakcjà<br />
na d∏ugie lata. WÊród wieloletnich<br />
redaktorów dzia∏ów nale˝y wymieniç:<br />
prof. Eugeniusza Budnego, prof.<br />
Tadeusza Burakowskiego, prof. Zbigniewa<br />
Dàbrowskiego, dr. in˝. Krzysztofa<br />
Chodnikiewicza, dr. Jerzego Jachimowicza,<br />
prof. Stanis∏awa Kocaƒd´,<br />
prof. Stanis∏awa Oziemskiego,<br />
prof. Jerzego Wróbla, a wÊród pracowników<br />
etatowych Zofi´ Bieszczanin,<br />
Lucyn´ ¸abudzkà, Teres´ Szymanek,<br />
Kazimierza Wielgusa.<br />
Aktualnie redakcja ma sta∏y zespó∏<br />
wypróbowanych pracowników<br />
i wspó∏pracowników. Od oko∏o 30 lat<br />
prace administracyjne wykonuje<br />
p. Maria Popielawska, a redakcjà<br />
Najszybszy pociàg Êwiata<br />
technicznà pisma zajmuje si´ pan<br />
Tadeusz Kowalski. Niezwykle skrupulatne<br />
korekty na potrzeby czasopisma<br />
od kilkunastu lat wykonuje<br />
p. Barbara Ko∏towska, pliki w formacie<br />
postscriptowym i w pdf ju˝<br />
prawie 20 lat zapisuje dla nas pani<br />
Anna Wieczorek, dzia∏y tematyczne<br />
od kilku lat przygotowuje redaktor<br />
Martyna Jachimowicz, a wszystkie<br />
prace redakcyjne od 20 lat koordynuje<br />
sekretarz redakcji Anna Massé.<br />
Ich systematyczna praca ma decydujàcy<br />
wp∏yw na terminowe ukazywanie<br />
si´ kolejnych zeszytów.<br />
75 lat to pi´kny wiek, ale „PM”<br />
czuje si´ m∏ody i dalej chce nadà-<br />
˝aç za lawinowym rozwojem nauki<br />
i techniki w XXI wieku. Aktualnym<br />
wyzwaniem ludzkoÊci jest problem<br />
oszcz´dnoÊci energii i ochrony Êrodowiska<br />
i dlatego ten pierwszy<br />
w roku jubileuszowym numer po-<br />
Êwi´camy rozwa˝aniom dotyczàcym<br />
nowych metod i rozwiàzaƒ w tym<br />
zakresie.<br />
MyÊl´, ˝e zeszyt ten i nast´pne<br />
b´dà dla naszych Czytelników interesujàce<br />
oraz stanà si´ impulsem<br />
do dalszego rozwoju naszego czasopisma,<br />
któremu ˝ycz´ 100 lat.<br />
Redaktor naczelny<br />
prof. Jan Szlagowski<br />
W zeszycie 2 „Przeglàdu Mechanicznego” (str. 71) opisany zosta∏ 3-cz∏onowy<br />
pociàg motorowy „Zefir”, zaopatrzony w 600-konny silnik firmy „Winton”. Pociàg<br />
ten rozwinà∏ na przestrzeni 431 mil (oko∏o 690 km) Êrednià szybkoÊç 84 mil<br />
(ok. 135 km/h).<br />
Ostatnio Union Pacific Railroad Co. przeprowadzi∏a próbnà jazd´ z nowym<br />
pociàgiem podobnego typu, sk∏adajàcym si´ z jednego wagonu silnikowego, jednego<br />
baga˝owego, jednego restauracyjnego oraz trzech wagonów sypialnych.<br />
Ca∏kowita d∏ugoÊç pociàgu wynosi oko∏o 114 m. Wagon silnikowy nap´dzany<br />
jest przez 12-cylindrowy dwusuwowy silnik 900 KM f-my „Winton” w uk∏adzie V.<br />
Silnik ten posiada Êrednic´ cylindra 8" (20,32 mm). Skok t∏oka 10" (254 mm).<br />
Liczba obrotów 750/min. Ârednie ciÊnienie efektywne 5,8 kg/cm 2 . Wydmuch<br />
odbywa si´ tam przez cztery zawory wylotowe, umieszczone w g∏owicy, przep∏ókiwanie<br />
zaÊ przez szczeliny w cylindrze, ods∏aniane przez t∏ok. Waga silnika<br />
gotowego do ruchu wynosi 18000 funtów (ca 8200 kg).<br />
Silnik ten nap´dza pràdnice o wadze 11700 funtów (ca 5300 kg). ¸àczny ci´˝ar<br />
czterech nap´dowych silników elektrycznych wynosi 26400 funtów (ca 11700 kg).<br />
Ca∏kowity ci´˝ar urzàdzeƒ nap´dowych, ∏àcznie z ch∏odnicà i pomocniczym<br />
silnikiem nap´dzajàcym pràdnic´ pràdu zmiennego 200 V (oÊwietlenie) wynosi<br />
79 000 funtów (ca 35 000 kg).<br />
Pociàg ten rozwinà∏ maksymalnà szybkoÊç 122 mil/h, t. j. oko∏o 196 km/h, oraz<br />
przeby∏ przestrzeƒ 820 km z przeci´tnà szybkoÊcià 84 mil/h (ca 135 km/h).<br />
W budowie znajdujà si´ dalsze dwa pociàgi, które posiadaç b´dà po 6 sypialnych<br />
wagonów Pullmanowskich, przyczem do nap´du zostanà u˝yte 16-cylindrowe<br />
silniki „Winton” o mocy 1200 KM.<br />
(Oi1 Engine 1934, zesz. 13, 14, 18, 19).<br />
A. W.<br />
Przeglàd Mechaniczny nr 7/1935<br />
6<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
problemy • nowoÊci • informacje<br />
Zagadnienia paliwowe w roku 1935<br />
Dr in˝. B. Szczeniowski<br />
Docent Politechniki Warszawskiej<br />
CHCÑC scharakteryzowaç post´p, osiàgni´ty w roku<br />
ubieg∏ym w dziedzinie paliw silnikowych, musimy sobie<br />
przedewszystkiem zdaç spraw´, przez jakiego rodzaju<br />
bodêce ten post´p zosta∏ wywo∏any. Mamy tu wi´c obok<br />
zwi´kszenia czysto technicznych wymagaƒ, zw∏aszcza<br />
ze strony silników lotniczych, równie˝ wzgl´dy usamodzielnienia<br />
si´ gospodarczego (Niemcy), a tak˝e ch´ç<br />
wyzyskania produktów ubocznych przy przeróbce pochodnych<br />
ropy naftowej (Stany Zjednoczone).<br />
Dà˝enia ró˝nych krajów<br />
w dziedzinie paliw silnikowych<br />
Tak wi´c coraz wyraêniej zaznaczajà si´ tendencje<br />
stosowania, obok benzyny naturalnej, równie˝ i wytworzonej<br />
z odmiennych surowców benzyny syntetycznej<br />
oraz innych paliw zast´pczych. Odrazu zresztà stwierdziç<br />
mo˝na, ˝e w dziedzinie tych paliw zast´pczych rok<br />
ubieg∏y nie przyniós∏ nic szczególnie nowego, poza<br />
zwi´kszeniem w Niemczech przymusowej domieszki<br />
alkoholu z 6 do 10%.<br />
We Francji i W∏oszech rok ubieg∏y nie przyniós∏ wogóle<br />
nowych osiàgni´ç w dziedzinie paliw. Francja, doniedawna<br />
interesujàca si´ osiàgni´ciami niemieckiemi w dziedzinie<br />
up∏ynnienia w´gla kopalnego, ostatnio ho∏duje<br />
zasadzie magazynowania benzyny importowanej oraz<br />
popiera usilnie gazogeneratory na samochodach. Do<br />
stanowiska takiego przyczynia si´ zapewne niedogodne<br />
z wojskowego punktu widzenia po∏o˝enie francuskich<br />
z∏ó˝ w´glowych.<br />
W∏ochy znajdujà si´, pod wzgl´dem paliwowym,<br />
w po∏o˝eniu gorszem jeszcze ni˝ Francja, gdy˝ nie posiadajà<br />
nietylko w∏asnej nafty, ale, w∏aÊciwie, równie˝<br />
i w´gla, podobnie wi´c jak Francja, popierajà spirytus<br />
oraz gaz generatorowy, majàc tu ju˝ takie osiàgni´cia,<br />
jak np. wóz sportowy na gaz generatorowy o szybkoÊci<br />
przekraczajàcej 100 km/h. Jakkolwiek i w innych krajach<br />
ten rodzaj nap´du si´ rozwija, jak np. w Niemczech, gdzie<br />
istnieje ju˝ szereg linij autobusowych tak nap´dzanych,<br />
to jednak trzeba stwierdziç, ˝e nie osiàgni´to tu jeszcze<br />
ostatecznego rozwiàzania technicznego.<br />
Anglja, jakkolwiek posiada bogate êród∏a nafty w swych<br />
kolonjach, bàdê krajach gospodarczo jej podleg∏ych,<br />
ostatnio wstàpi∏a jednak równie˝ na drog´ gospodarczego<br />
uniezale˝nienia si´, budujàc du˝à fabryk´ benzyny<br />
syntetycznej z antracytu. Produkcja oparta jest w∏aÊciwie<br />
na metodzie Bergiusa, tylko przystosowanej do rodzaju<br />
w´gla angielskiego, nie mo˝na wi´c tu mówiç o jakichÊ<br />
specjalnie nowych osiàgni´ciach.<br />
JeÊli chodzi o Rosj´, mimo posiadania przez nià bogatych<br />
z∏ó˝ ropy naftowej, przy stosunkowo nieznacznej<br />
konsumpcji, dochodzà nas jednak s∏uchy o intensywnej,<br />
pracy na polu paliw syntetycznych i o nowych osiàgni´ciach,<br />
których rozwa˝enie musimy jednak od∏o˝yç na<br />
póêniej, wobec braku dostatecznie pewnych danych.<br />
Zdobycze techniczne<br />
Polimeryzacja gazów.<br />
W dziedzinie paliw syntetycznych mamy do zanotowania<br />
trzy wa˝ne wydarzenia. Jedno z nich, to polimeryzacja<br />
gazów, g∏ównie krakingowych, pozwalajàca<br />
na uzyskanie benzyn pierwszorz´dnych z punktu widzenia<br />
odpornoÊci na detonacj´, bo posiadajàcych liczby<br />
oktanowe z regu∏y wy˝sze od 80, a cz´sto przekraczajàce<br />
100. Stany Zjednoczone, w których metoda krakingowa<br />
jest bardzo rozpowszechniona, posiadajà ogromne<br />
iloÊci produktów ubocznych krakingu – pod postacià<br />
gazów (przeci´tny sk∏ad: 24% metanu, 13% etanu,<br />
18% etylenu, 37% propylenu i in.), procentowo niezbyt<br />
du˝e, jednak na bezwzgl´dnà miar´ ogromne – wobec<br />
olbrzymiej, niewspó∏miernej z Europà, produkcji benzyn,<br />
– nic wi´c dziwnego, ˝e ch´ç wykorzystania tych gazów<br />
nietylko sk∏oni∏a do licznych badaƒ nad polimeryzacjà,<br />
ale równie˝ doprowadzi∏a do stworzenia produkcji przemys∏owej<br />
benzyn „polimeryzacyjnych”. ZdolnoÊç produkcyjna<br />
niektórych tego rodzaju zak∏adów przekracza<br />
150 tonn na dob´1. Na opisywany rozwój mia∏y zapewne<br />
równie˝ wp∏yw wymagania, stawiane przez lotnictwo,<br />
poszukujàce paliw coraz odporniejszych na detonacj´,<br />
a pozwalajàcych na podniesienie mocy w∏aÊciwej silnika.<br />
Pewnà sk∏onnoÊç benzyn polimeryzacyjnych do gumowania<br />
(utleniania) usuwa drobny, bo wynoszàcy<br />
zaledwie 0,01% dodatek inhibitora. Proces polimeryzacji<br />
przy u˝yciu katalizatorów mo˝e przebiegaç ju˝ przy<br />
7 do 12 at i 260° C, zaÊ przy ciÊnieniach 70 do 200 at.<br />
i temperaturach do 600° C – nawet bez katalizatorów,<br />
przytem wydajnoÊç przekracza nieraz 1 l/1 m 3 gazu, – jest<br />
wi´c zach´cajàca. Nale˝y tu jednak sobie uprzytomniç,<br />
˝e iloÊci gazów krakingowych, jakie mo˝na mieç w paƒstwach<br />
europejskich do dyspozycji, sà stosunkowo tak<br />
ma∏e, ˝e zastosowanie polimeryzacji w skali przemys∏owej<br />
mia∏oby znaczenie drugorz´dne.<br />
Uwodornianie przemys∏owe<br />
w´gla kamiennego.<br />
Drugiem wa˝nem wydarzeniem by∏o wprowadzenie<br />
w Niemczech uwodorniania w´gla kamiennego w skali<br />
przemys∏owej. Próbna aparatura wypróbowana by∏a w∏aÊciwie<br />
ju˝ w ostatnich miesiàcach r. 1934. 2 ) Metoda ta,<br />
z punktu widzenia mi´dzynarodowego rynku paliw,<br />
mog∏aby si´ spotkaç z zarzutem nierentownoÊci, podobnie<br />
1<br />
Patrz: „Oil and Gas”, 1935<br />
2<br />
Patrz; Z. d. V. D. I. Nr. 32/1935<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 7
problemy • nowoÊci • informacje<br />
jak znana ju˝ metoda Bergiusa up∏ynniania w´gla<br />
brunatnego, jakkolwiek jest od tej ostatniej nieco taƒsza,<br />
zastosowana jednak zosta∏a w Niemczech w skali<br />
przemys∏owej przedewszystkiem ze wzgl´dów samowystarczalnoÊci<br />
gospodarczej, czyli po prostu t. zw.<br />
„obrony”, wiadomo bowiem, ˝e z obecnego zapotrzebowania<br />
Êrodków nap´dowych, wynoszàcego oko∏o<br />
2 miljonów tonn rocznie, tylko trzecià cz´Êç pokrywa∏y<br />
Niemcy z produkcji krajowej.<br />
Benzyna syntetyczna<br />
z gazu wodnego.<br />
Trzeciem wa˝nem wydarzeniem, równie˝ w Niemczech,<br />
by∏o przemys∏owe rozwiàzanie wynalezionej ju˝<br />
w 1925 roku przez Fischera i Tropscha metody otrzymywania<br />
benzyny syntetycznej z gazu wodnego, bàdê<br />
innych gazów przemys∏owych 3 . I tu przyczyny postawienia<br />
produkcji by∏y zapewne te same, co poprzednio.<br />
Pozostaje jeszcze wspomnieç o paliwach gazowych,<br />
spr´˝anych w butlach. W dziedzinie tej, poza opisanà<br />
w Nr. 23 „Przeglàdu Mech.” próbà zastosowania<br />
w Niemczech gazu koksownianego, niema nic nowego<br />
do zanotowania, o ile pominiemy post´py, osiàgni´te<br />
w dziedzinie wytwarzania samych butli.<br />
Zagadnienie paliwa silnikowego w Polsce<br />
Takie sà osiàgni´cia poza naszemi granicami. A u nas?<br />
O ile pozostawimy na uboczu prace nad mieszankami,<br />
jako wykonane ju˝ dawniej, stwierdziç musimy, ˝e poza<br />
próbami stosowania krakingu nic si´ w∏aÊciwie na szerszà<br />
skal´ na odcinku paliwowym nowego nie dzieje. Ten<br />
stan rzeczy uzasadniaç wprawdzie mo˝na g∏´bokim<br />
3<br />
„Przeglàd Mechaniczny” Nr. 19/1935<br />
kryzysem „motoryzacyjnym”, jaki Polska prze˝ywa.<br />
Je˝eli jednak weêmiemy z jednej strony pod uwag´,<br />
˝e kryzys ten minie, bo musi minàç – w imi´ naj-<br />
˝ywotniejszych naszych potrzeb, zaÊ z drugiej strony –<br />
nasze „trudne” i b´dàce na wyczerpaniu z∏o˝a ropy<br />
naftowej, jasne si´ staje, ˝e ju˝ czas najwy˝szy pomyÊleç<br />
o paliwach zast´pczych, – o ile nie mamy byç skazani<br />
na import Êrodków nap´dowych. Badania zagraniczne<br />
i nasze stwierdzi∏y ju˝, ˝e spirytus, jako<br />
domieszka dopuszczalny, a nawet po˝àdany, nie mo˝e<br />
byç brany, przynajmniej narazie, pod uwag´ jako samodzielne<br />
paliwo silnikowe na szerokà skal´. Jakie˝<br />
sà wi´c mo˝liwoÊci? Na to pytanie odpowiedzieç mo˝e<br />
tylko placówka badawcza, specjalnie zagadnieniu paliw<br />
poÊwi´cona, a której jaknajrychlejsze utworzenie jest<br />
zagadnieniem pierwszorz´dnej donios∏oÊci. Z surowców<br />
posiadamy zarówno drzewo, w´giel, jak i gaz ziemny;<br />
spirytus surowy mo˝e równie˝, ze wzgl´du na specjalne<br />
warunki gospodarczo-rolnicze naszego kraju, z powodzeniem<br />
odegraç rol´ produktu wyjÊciowego. Chodzi tylko<br />
o inicjatyw´ oraz zapewnienie Êrodków, narazie choçby<br />
minimalnych, na podj´cie badaƒ. Zauwa˝my, ˝e obcià˝enie<br />
ceny 1 1 paliwa kwotà jednego grosza na ten<br />
cel da∏oby ju˝ oko∏o miljona z∏otych rocznie. Ten grosz<br />
nie musi zresztà pójÊç z kieszeni konsumenta, jest to<br />
bowiem drobiazg w porównaniu z sumà 28 groszy<br />
w postaci op∏at i podatków, z których 19 groszy idzie na<br />
cele czysto fiskalne, – nie mówiàc ju˝ o tem, ˝e takie<br />
drobne uszczuplenie podatku le˝y nietylko w interesie<br />
spo∏ecznym, ale, na dalszà met´, korzystne jest równie˝<br />
z punktu widzenia dochodów Skarbu Paƒstwa.<br />
Przeglàd Mechaniczny nr 1/1936<br />
8<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
problemy • nowoÊci • informacje<br />
EUROTOOL 2009<br />
Kolejna edycja targów EURO-<br />
TOOL odby∏a si´ w Krakowie w terminie<br />
20 – 23 paêdziernika 2009 r.<br />
W targach wzi´∏o udzia∏ ponad<br />
250 wystawców z 20 krajów reprezentujàcych<br />
600 producentów<br />
obrabiarek, narz´dzi i wyposa˝enia<br />
technologicznego. WielkoÊç ekspozycji<br />
przekroczy∏a 3500 m 2 . W ofercie<br />
targowej znalaz∏y si´ wyroby<br />
najbardziej poszukiwane na rynku:<br />
wysoko zautomatyzowane, wysokowydajne<br />
obrabiarki, precyzyjne<br />
narz´dzia o du˝ej trwa∏oÊci,<br />
nowoczesne urzàdzenia kontrolno-<br />
-pomiarowe i nowe technologie<br />
obróbki materia∏ów. Na targach<br />
obecne by∏y firmy oferujàce doradztwo<br />
finansowe, doradztwo w<br />
zakresie certyfikacji wyrobów obrabiarkowych<br />
i narz´dzi, konsultacje<br />
techniczne oraz us∏ugi badawcze<br />
i in˝ynieryjne.<br />
Wielu wystawców zaprezentowa∏o<br />
innowacyjne rozwiàzania<br />
i nowe produkty. Firma AMKOVO<br />
Sp. z o.o. prezentowa∏a tokark´<br />
uniwersalnà firmy TRENS a.s.,<br />
a AMP Sp. z o.o. innowacyjne<br />
technologie projektowania urzàdzeƒ<br />
do obróbki cieplnej, nowoczesne<br />
pakiety izolacji dla pieców<br />
pró˝niowych, nowoczesne urzàdzenia<br />
do obróbki cieplnej, w tym<br />
lutowania i spiekania. APX TECH-<br />
NOLOGIE Sp. z o.o. pokaza∏a centrum<br />
tokarskie sterowane numerycznie<br />
japoƒskiej firmy MORI SEIKI<br />
typoszeregu NZ, zaprojektowane<br />
do wysokowydajnej produkcji<br />
masowej. Integracja w jednej obrabiarce<br />
dwóch symetrycznych<br />
wrzecion (elektrowrzeciono 22 kW,<br />
6000 obr/min) i do trzech g∏owic<br />
(3 x 16 pozycji narz´dziowych; silnik<br />
nap´du bezpoÊredniego BMT ®<br />
7,5 kW na narz´dziu nap´dzanym)<br />
fot. am<br />
wyposa˝onych opcjonalnie<br />
w oÊ Y – zakres ruchu<br />
110 mm realizowany za<br />
pomocà ramy oktagonalnej<br />
(system ORC ® )<br />
oraz praca z pr´tem o<br />
Êrednicy do 65 mm,<br />
umo˝liwia integracj´ operacji<br />
tokarsko-frezarskich<br />
i pozwala na gotowo fot. am<br />
wykonaç nawet bardzo<br />
skomplikowane elementy na jednej<br />
obrabiarce. AVIA S.A. prezentowa-<br />
∏a tokark´ CNC ze skoÊnym ∏o˝em<br />
AVIATurn 30M, wyposa˝onà w sterowanie<br />
osi C, umo˝liwiajàcà zainstalowanie<br />
obrotowych narz´dzi,<br />
a tak˝e pionowe centrum obróbkowe<br />
serii VMC o wyjàtkowo sztywnej<br />
konstrukcji i najwy˝szej klasy komponentach.<br />
DOLFAMEX Sp. z o.o.<br />
oferowala frezy trzpieniowe w´glikowe<br />
„DOLFA 4-SNX” do wydajnej<br />
obróbki materia∏ów trudno obrabialnych:<br />
stali nierdzewnych, kwasoodpornych,<br />
stopów na bazie<br />
tytanu i niklu. Firma GORBREX<br />
MACHINERY TRADE Sp. z o.o.<br />
prezentowa∏a Centrum Tokarskie<br />
CNC Goodway GLS-200M z nap´dzanymi<br />
narz´dziami, osià C, konikiem<br />
programowalnym o Êrednicy<br />
toczenia 280 mm, d∏. obróbki<br />
340 mm i maks. przelocie pr´ta<br />
51 mm. KOVOSVIT MAS POLSKA<br />
Sp. z o.o. w tym roku równie˝<br />
przedstawia swoje nowoÊci. Jest<br />
to nowa seria pó∏automatów tokarskich<br />
typu SP430. Modu∏owa<br />
wersja maszyny o maksymalnej<br />
Êrednicy obróbki 430 mm umo˝liwia<br />
zestawienie ca∏ego szeregu<br />
wariantów technologicznych: od<br />
tokarki z dwiema osiami sterowanymi,<br />
a˝ po centrum tokarskie<br />
z osià Y, wrzeciennikiem przeciwnym<br />
i dolnà g∏owicà narz´dziowà<br />
z nap´dzanymi narz´dziami. Firma<br />
Mexim s.c., przedstawiciel renomowanych<br />
producentów maszyn<br />
do obróbki skrawaniem i obróbki<br />
plastycznej, zaprezentowala szlifierk´<br />
do p∏aszczyzn z poziomà osià<br />
wrzeciona produkcji bia∏oruskiej<br />
firmy Krasny Borets. Obrabiarka<br />
przeznaczona jest do obróbki p∏aszczyzn<br />
ró˝nych wyrobów metodà<br />
szlifowania, jak równie˝ przy zastosowaniu<br />
przyrzàdów do profilowania<br />
tarczy szlifierskiej i ustawiania<br />
elementów, powierzchni<br />
profilowanych, rowków, wyst´pów<br />
oraz szlifowania powierzchni czo-<br />
∏owej tarczy w granicach ograniczonych<br />
os∏onà tarczy szlifierskiej.<br />
PFN PAFANA S.A. pokaza∏a m.in.<br />
nowy wyrób – frez nasadzany czo-<br />
∏owy R626.62-125. PHmet Sp. z o.o.<br />
oferowa∏a du˝à gam´ demagnetyzerów<br />
p∏ytowych, r´cznych i tunelowych.<br />
Na szczególnà uwag´<br />
w tej grupie zas∏ugujà demagnetyzery<br />
p∏ytowe, które znajdujà szerokie<br />
zastosowanie w narz´dziowniach,<br />
warsztatach, przy liniach<br />
produkcyjnych. Umo˝liwiajà one<br />
odmagnesowanie przedmiotów takich<br />
jak ∏o˝yska, narz´dzia, formy,<br />
Êruby i t∏oczniki. RENISHAW Sp.<br />
z o.o. podczas tegorocznej wystawy<br />
zaprezentowa∏a bogaty wybór innowacyjnych<br />
rozwiàzaƒ w zakresie:<br />
systemów do ustawiania przedmiotu,<br />
narz´dzi oraz kontroli na<br />
obrabiarkach CNC; systemów diagnostycznych<br />
obrabiarek CNC; wyposa˝enia<br />
wspó∏rz´dnoÊciowych<br />
maszyn pomiarowych; trzpieni pomiarowych<br />
do sond inspekcyjnych<br />
i sond do ustawiania narz´dzi;<br />
systemów do precyzyjnego pomiaru<br />
przemieszczenia liniowego<br />
i kàtowego; systemów laserowych<br />
do oceny stanu technicznego i kalibracji<br />
obrabiarek CNC oraz maszyn<br />
wspó∏rz´dnoÊciowych. Firma RO-<br />
MATEX na targach EUROTOOL<br />
2009 pokaza∏a 5-osiowe centrum<br />
szlifierskie CNC firmy Michael<br />
Deckel. Istotne cechy maszyny to:<br />
bezpoÊrednie nap´dy wszystkich<br />
osi obrotowych, opatentowany pionowy<br />
uk∏ad narz´dzia, 6-pozycyjny<br />
automatyczny wymieniacz Êciernic<br />
i sonda pomiarowa w standardzie,<br />
nowoczesny sterownik PC.<br />
Maszyna ma zwartà budow´, zajmuje<br />
ma∏o miejsca i zapewnia ∏atwy<br />
dost´p do przestrzeni roboczej.<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 9
problemy • nowoÊci • informacje<br />
fot. am<br />
ZAK¸ADY MECHANICZNE „TAR-<br />
NÓW” S.A. zaprezentowa∏y dwie<br />
obrabiarki: szlifierk´ uniwersalnà<br />
RUP-280 oraz tokark´ uniwersalna<br />
LZ-400. Szlifierka uniwersalna<br />
RUP-280 o szybkoÊci skrawania<br />
45 m/s przeznaczona jest do szlifowania<br />
powierzchni obrotowych<br />
zewn´trznych i wewn´trznych, zarówno<br />
cylindrycznych, jak i sto˝kowych,<br />
oraz p∏askich czó∏ przedmiotów<br />
okràg∏ych i ko∏nierzy. Tokarka<br />
uniwersalna LZ-400 na licencji<br />
niemieckiej firmy G.D.W. jest<br />
przeznaczona do precyzyjnego wykonywania<br />
cz´Êci Êredniej wielkoÊci<br />
w zakresie dok∏adnoÊci narz´dziowej<br />
wg DIN 8605. Ma du˝à rozpi´toÊç<br />
pr´dkoÊci obrotowej wrzeciona<br />
(dwuzakresowy bezstopniowy<br />
nap´d), szeroki zakres posuwów<br />
oraz skoków nacinanych gwintów:<br />
metrycznych, calowych, modu∏owych<br />
i Diametral Pitch.<br />
Komisja Konkursowa pod przewodnictwem<br />
prof. dr. hab. in˝.<br />
Józefa Gawlika oceni∏a zg∏oszone<br />
do konkursu rozwiàzania i przyzna∏a<br />
nast´pujàce nagrody:<br />
– w kategorii obrabiarki<br />
DU˚EGO SMOKA WAWELSKIE-<br />
GO otrzyma∏a firma STIGAL za wypalark´<br />
plazmowà sterowanà CNC<br />
DYNAMIC produkcji firmy STIGAL<br />
MA¸EGO SMOKA WAWELSKIE-<br />
GO otrzyma∏a firma RADZIS¸AW<br />
FRANCZAK RAFELA za wycinark´<br />
laserowà EASY CUT EC<br />
1030D/0002 produkcji firmy Easy<br />
Laser<br />
– w kategorii narz´dzia<br />
MA¸EGO SMOKA WAWELSKIE-<br />
GO otrzyma∏a firma SAINT-GOBAIN<br />
ABRASIVES Sp. z o.o. za Êciernice<br />
diamentowe NORTON MSL produkcji<br />
firmy Saint-Gobain Abrasives<br />
INC<br />
– w kategorii aparatura pomiarowo-kontrolna<br />
DU˚EGO SMOKA WAWELSKIE-<br />
GO otrzyma∏a firma PRIMA POLSKA<br />
Sp. z o.o. za urzàdzenie pomiarowe<br />
FLATSCOPE 2D CNC produkcji<br />
firmy Werth Messtechnik GmbH<br />
– w kategorii oprzyrzàdowanie<br />
technologiczne<br />
MA¸EGO SMOKA WAWELSKIE-<br />
GO otrzyma∏a firma PHmet Sp.<br />
z o.o. za demagnetyzer tunelowy<br />
DEM-T1 produkcji firmy Walker<br />
Braillon Magnetics<br />
Targom towarzyszy∏a konferencja<br />
INTELTRANS Wydzia∏u Mechanicznego<br />
Politechniki Krakowskiej.<br />
Ka˝dego targowego dnia odbywa-<br />
Rozszerzona oferta HANNOVER MESSE <strong>2010</strong><br />
HANNOVER MESSE to przyjazna<br />
platforma spotkaƒ dla firm przemys∏owych<br />
przyciàgajàca wystawców<br />
i goÊci z ca∏ego Êwiata. W<br />
przysz∏ym roku, w ramach hanowerskich<br />
targów, które odb´dà si´<br />
w terminie 19 – 23 kwietnia, zainaugurowane<br />
zostanà dwie nowe imprezy<br />
bran˝owe CoilTechnica oraz<br />
MobiliTec.<br />
CoilTechnica to nowa wa˝na impreza<br />
uzupe∏niajàca bogate spektrum<br />
targów odbywajàcych si´ w ramach<br />
HANNOVER MESSE. Producenci<br />
transformatorów, cewek i silników<br />
elektrycznych zaprezentujà<br />
szeroki wybór produktów i us∏ug.<br />
Targi CoilTechnica odbywaç si´<br />
b´dà co dwa lata. W <strong>2010</strong> r. zlokalizowane<br />
zostanà w bardzo ucz´szczanej<br />
hali 6, w bezpoÊredniej bliskoÊci<br />
targów automatyki przemys-<br />
∏owej Industrial Automation oraz targów<br />
sektora energetycznego i dostawców<br />
dla przemys∏u Energy and<br />
Industrial Supply.<br />
Partnerem imprezy CoilTechnica<br />
jest Sekcja Producentów Podzespo-<br />
∏ów dzia∏ajàca w ramach Centralnego<br />
Zwiàzku Przemys∏u Elektrotechnicznego<br />
i Elektronicznego ZVEI<br />
(Zentralverband Elektrotechnikund<br />
Elektronikindustrie).<br />
Wystawcy targów CoilTechnica<br />
b´dà mogli skorzystaç z obecnoÊci<br />
reprezentantów ró˝nych bran˝ i nawiàzaç<br />
kontakty biznesowe. Najwa˝niejsze<br />
obszary tematyczne premierowej<br />
edycji CoilTechnica to materia∏y<br />
izolacyjne, cewki i uzwojenia<br />
cewkowe, nawijarki, wyposa˝enie<br />
produkcyjne, podzespo∏y i akcesoria<br />
elektroniczne, a tak˝e systemy do<br />
testowania, pomiaru i diagnostyki.<br />
Uzupe∏nieniem targów CoilTechnica<br />
b´dzie kongres bran˝owy, w czasie<br />
∏y si´ te˝ seminaria tematyczne,<br />
przygotowane przez wystawców.<br />
Instytut Mechaniki Precyzyjnej zorganizowa∏<br />
seminarium poÊwi´cone<br />
technologiom obróbki cieplnej<br />
podwy˝szajàcym trwa∏oÊç narz´dzi,<br />
natomiast Instytut Zaawansowanych<br />
Technologii Wytwarzania przygotowa∏<br />
seminarium poÊwi´cone<br />
mikrotechnologiom wytwarzania<br />
we wspó∏czesnym przemyÊle. Firma<br />
Walter Polska przygotowa∏a dla<br />
swoich klientów konferencj´ „Nowe<br />
narz´dzia do nowych wyzwaƒ”.<br />
którego du˝y nacisk po∏o˝ony zostanie<br />
na prezentacj´ nowych trendów<br />
technologicznych oraz technologi´<br />
wytwarzania transformatorów,<br />
cewek i silników elektrycznych.<br />
MobiliTec to zupe∏nie nowa impreza<br />
targowa uzupe∏niajàca bogatà<br />
tematyk´ HANNOVER MESSE. Jej<br />
zakres tematyczny to g∏ównie nap´dy<br />
elektryczne i hybrydowe, mobilne<br />
systemy magazynowania energii,<br />
paliwa alternatywne oraz innowacyjne<br />
êród∏a energii. Na HANNOVER<br />
MESSE <strong>2010</strong> pokazane zostanie<br />
bardzo szerokie spektrum technologii<br />
w s∏u˝bie ludzkiej mobilnoÊci.<br />
Dla tej interesujàcej tematyki wybrano<br />
ucz´szczanà i centralnie zlokalizowanà<br />
hal´ 27.<br />
Na HANNOVER MESSE <strong>2010</strong> najwi´kszy<br />
w Europie pawilon wystawienniczy<br />
po raz pierwszy zarezerwowany<br />
zostanie dla firm i instytutów<br />
prezentujàcych osiàgni´cia<br />
w zakresie ogniw paliwowych i nap´dów<br />
wodorowych. Wystawa ta<br />
znajdowaç si´ b´dzie w bezpoÊrednim<br />
sàsiedztwie targów MobiliTec<br />
oraz cz´Êci targów energetyki po-<br />
Êwi´conej odnawialnym êród∏om<br />
energii. W Hydrogen + Fuel Cells<br />
Pavilion swe produkty i us∏ugi zaprezentuje<br />
oko∏o 150 wystawców<br />
z 25 krajów Êwiata. B´dà wÊród nich<br />
nie tylko du˝e mi´dzynarodowe<br />
koncerny, lecz równie˝ firmy ma∏e<br />
i Êrednie, a tak˝e instytuty badawcze.<br />
Ich oferta obejmie bardzo<br />
bogaty zakres tematyczny: od uzyskiwania<br />
wodoru, poprzez ogniwa<br />
paliwowe – równie˝ przenoÊne i mobilne,<br />
ró˝ne zastosowania ogniw<br />
paliwowych oraz systemy testujàce,<br />
po transport wodoru, koncepcje<br />
sk∏adowania i ca∏à zwiàzanà z tym<br />
infrastruktur´.<br />
10<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
problemy • nowoÊci • informacje<br />
Ârodki zmniejszenia kosztów paliwa<br />
„... Du˝y koszt paliwa stanowi przeszkod´<br />
w eksploatacji, i to nietylko<br />
materjalnà, ale i psychicznà, wià˝àc<br />
bezpoÊrednio ka˝dy kilometr drogi<br />
z powa˝nym wydatkiem. Jednak<br />
ograniczanie eksploatacji zwi´ksza<br />
obcià˝enie wydatkami sta∏emi i jest<br />
sprzeczne z duchem motoryzacji,<br />
podniecajàcym do je˝d˝enia coraz<br />
wi´cej i coraz pr´dzej. To te˝<br />
zmniejszenie kosztu paliwa – to<br />
intensywna eksploatacja, obni˝enie<br />
kosztów sta∏ych na 1 km i tem<br />
wi´kszy spadek ca∏kowitego kosztu<br />
przejazdu kilometra. Jako dalszà<br />
konsekwencj´, pociàgnàç to musi<br />
wzrost iloÊci taboru kursujàcego,<br />
tendencj´ do ulepszenia dróg, a przez<br />
to dalszy wzrost szybkoÊci, wzmo-<br />
˝enie eksploatacji i spadek wszystkich<br />
pozosta∏ych sk∏adników kosztu<br />
ca∏kowitego.<br />
Do tego celu mo˝emy zdà˝aç<br />
dwiema drogami: 1) przez zmniejszenie<br />
oporów oraz 2) przez stosowanie<br />
taniego paliwa.<br />
1) Zmniejszenie oporów drogowych<br />
odbywa si´ przez polepszenie<br />
zawieszenia i ogumienia. Praca<br />
w tym kierunku jest prowadzona<br />
bardzo intensywnie we wszystkich<br />
krajach, jednak zmniejszenie oporów<br />
post´puje bardzo powoli – zato<br />
du˝e rezultaty osiàga si´ przez<br />
umo˝liwienie zwi´kszania szybkoÊci<br />
i przez ochronienie samochodu od<br />
wstrzàsów. Wp∏ywa to g∏ównie na<br />
zmniejszenie kosztów amortyzacji<br />
i napraw, w mniejszym stopniu na<br />
koszta sta∏e i koszta ogumienia,<br />
najmniej na koszta paliwa.<br />
Zmniejszenie oporów powietrza<br />
powoduje przedewszystkiem<br />
oszcz´dnoÊç na paliwie, w mniejszym<br />
stopniu na kosztach sta∏ych.<br />
Osiàga si´ je przez zmian´ oprofilowania<br />
nadwozia oraz przez<br />
zmiany konstrukcyjne w podwoziu<br />
(obni˝enie).<br />
Samochód z roku 1920, przy<br />
wadze 1 000 kg, napotyka∏ opór<br />
powietrza przy 50 km/h 30 kg, przy<br />
70 km/h – 60 kg, przy 100 km/h<br />
— 120 kg (przez ekstrapolacj´).<br />
Taki˝ samochód z roku 1930,<br />
obni˝ony i wyd∏u˝ony, ma opory<br />
powietrza 2 razy mniejsze; taki˝<br />
samochód o kszta∏tach op∏ywowych,<br />
o konstrukcji jeszcze ma∏o rozpowszechnionej,<br />
który za kilka lat b´dzie<br />
ogólnie budowany, ma opór powietrza<br />
jeszcze 3 — 4 razy mniejszy.<br />
Jednak to zmniejszenie oporu<br />
powietrza jest równowa˝one przez<br />
stosowanie zwi´kszonych szybkoÊci:<br />
gdy samochód z roku 1920 jecha∏<br />
z szybkoÊcià 50 km/godz., samochód<br />
roku 1930 równie cz´sto osiàgaç<br />
b´dzie 70 km, zaÊ przysz∏y samochód<br />
roku 1940 — 120 km/godz.<br />
Ka˝dy z nich przy swojej szybkoÊci<br />
b´dzie spotykaç ten sam opór powietrza.<br />
2) Gdy inne Êrodki okazujà si´<br />
nie doÊç skuteczne, zachodzi koniecznoÊç<br />
zwrócenia si´ do taƒszego<br />
paliwa.<br />
Rozró˝niamy nast´pujàce Êrodki<br />
obni˝enia ceny paliwa:<br />
a) Ulepszenie pracy silnika, by<br />
przez spalenie tej samej iloÊci benzyny<br />
uzyskaç wi´kszà iloÊç koniogodzin.<br />
Stosowany indywidualnie<br />
– zmniejsza nieco wydatek, stosowany<br />
ogólnie – odcià˝a nieco rynek<br />
benzynowy z popytu (dzia∏ajàc na<br />
zni˝k´ ceny), jednak w stopniu<br />
mniejszym, ni˝ wzrost iloÊci kursujàcych<br />
samochodów w d∏u˝szym<br />
okresie czasu.<br />
b) Stosowanie paliw zast´pczych<br />
do silników gaênikowych – mieszanek<br />
alkoholowych i benzolowych,<br />
benzyny krakowej, benzyny gazolinowej<br />
i in., mniej lub wi´cej rozpowszechnionych.<br />
Rola ich polega na<br />
odcià˝eniu rynku, stwarzajàc dla<br />
benzyny tendencj´ lekko zni˝kowà.<br />
c) Zastàpienie silników gaênikowych<br />
przez wysokopr´˝ne ma zakres,<br />
ograniczony do ci´˝kich samochodów<br />
ci´˝arowych. Jakkolwiek<br />
nowsze konstrukcje mogà byç stosowane<br />
do pojazdów coraz l˝ejszych,<br />
to jednak konkurujà one w tej<br />
kategorji z trudnoÊcià, ze wzgl´du<br />
na du˝à wag´ i cen´ silnika, oraz<br />
szybsze jego zu˝ywanie si´. Nawet<br />
najpomyÊlniejsze rozwiàzania konstrukcyjne<br />
silnika spowodujà szybsze<br />
jego zu˝ywanie si´, gdy˝ wymaga<br />
on paliwa o specjalnych w∏asnoÊciach,<br />
otrzymywanego w ograniczonej<br />
iloÊci, i wzrost liczby silników<br />
wysokopr´˝nych podniesie cen´<br />
paliwa do granic op∏acalnoÊci zamiany<br />
rodzaju silnika.<br />
d) Silnik na paliwo sta∏e rokuje<br />
najwi´cej mo˝liwoÊci. Typem jego<br />
dzisiejszym jest silnik z generatorem<br />
gazowym, typem przysz∏oÊci<br />
b´dzie prawdopodobnie silnik na<br />
py∏ w´glowy. Równie˝ zdobywajà<br />
prawo obywatelstwa silniki, w<br />
których wytwarzanie gazu odbywa<br />
si´ w instalacji sta∏ej, np. w gazowni<br />
miejskiej, a gaz w postaci gotowej<br />
w butlach zabierany jest na samochód.<br />
Jednak najwi´cej danych do szybkiego<br />
rozwoju i popchni´cia naprzód<br />
rozwoju motoryzacji w bliskiej<br />
przysz∏oÊci – posiada samochód<br />
ze zmontowanym na nim generatorem.<br />
Jego zakres jest szerszy, ni˝ samochodu<br />
gaênikowego: w gór´ – do najsilniejszych<br />
ci´˝arowych, na których<br />
benzyna si´ nie op∏aca, w dó∏ – do<br />
lekkich osobowych, a nawet, jako<br />
osobliwoÊç, istniejà ju˝ motocykle<br />
z generatorami.”<br />
K. Grosglik-Groniowski: Tanie paliwo jako droga do motoryzacji.<br />
Przeglàd Mechaniczny nr 10/1935<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 11
Fot. 1 (mj)<br />
problemy • nowoÊci • informacje<br />
BLECH Polska 2009<br />
Fot. 2 (mj)<br />
Od 3 do 7 marca <strong>2010</strong> r. na nowych<br />
terenach targowych w Monachium<br />
odb´dzie si´ kolejna ju˝ edycja niezwykle<br />
popularnych w Niemczech<br />
i za granicà Specjalistycznych Targów<br />
Techniki i Wyposa˝enia Warsztatów<br />
– IHM PROFI, imprezy prezentujàcej<br />
ca∏y wachlarz ró˝norodnych<br />
ofert w zakresie techniki i wyposa˝enia<br />
warsztatów. Prezentowane<br />
na tych targach innowacyjne<br />
rozwiàzania i technologie wyznaczajà<br />
kierunek rozwoju ca∏ej bran˝y.<br />
Ich poprzednia edycja zgromadzi∏a<br />
a˝ 72 610 odwiedzajàcych.<br />
Ekspozycja targów IHM PROFI<br />
zaprezentowana zostanie w dwóch<br />
halach (B1 i B2) o ∏àcznej powierzchni<br />
22 000 m 2 . Jednym z najwa˝niejszych<br />
obszarów tematycznych b´dzie kompleksowa<br />
oferta skierowana do przemys∏u<br />
motoryzacyjnego.<br />
Oferta nadchodzàcej edycji targów<br />
b´dzie obejmowa∏a m.in. nast´pujàce<br />
zagadnienia: cz´Êci zamienne +<br />
Fot. 3 (mj)<br />
Druga edycja targów BLECH<br />
Polska odby∏a si´ 27 – 29 paêdziernika<br />
na terenie Centrum Targowego<br />
w Kielcach. By∏o to wa˝ne wydarzenie<br />
dla firm zajmujàcych si´<br />
produkcjà, obróbkà i dystrybucjà<br />
blach.<br />
60 wystawców z 12 krajów zaprezentowa∏o<br />
swojà ofert´. Tematyka<br />
targów obejmowa∏a: maszyny, linie<br />
technologiczne, narz´dzia oraz materia∏y<br />
stosowane w procesach formowania,<br />
t∏oczenia, walcowania,<br />
rozwiàzania w zakresie automatyzacji<br />
procesów produkcji, technologii gi´cia<br />
blach, ∏àczenia, technologii laserowych,<br />
systemów CAD/CAM, obróbki<br />
powierzchni, kontrol´ jakoÊci,<br />
instalacje przemys∏owe i magazynowe,<br />
ochron´ Êrodowiska i recykling.<br />
Wi´kszoÊç wystawców BLECH<br />
Polska 2009 stanowili zagraniczni<br />
producenci i firmy us∏ugowe, g∏ównie<br />
z Niemiec i W∏och.<br />
WÊród wystawców by∏y tak znane<br />
firmy, jak ThyssenKrupp Stahl-Service-Center<br />
(ThyssenKrupp Stal Serwis<br />
Polska) (fot. 1) oferujàca klientom<br />
nowoczesne technologie obróbki<br />
stali czy te˝ dzia∏ajàca na rynku<br />
od 1890 r. firma AMF Andreas<br />
Maier GmbH & Co.KG dostarczajàca<br />
na rynek zaciski, Êruby i zamki. Wiele<br />
firm zaprezentowa∏o innowacyjne<br />
wyroby i technologie. Oferowana<br />
przez w∏oskà firm´ IMEAS polerka<br />
ATN Polishing Machine ma zaimplementowany<br />
innowacyjny system<br />
umo˝liwiajàcy wykorzystywanie jej<br />
zarówno w liniach w pe∏ni zautomatyzowanych,<br />
jak te˝ w zak∏adach<br />
starszego typu; jest ona bardzo<br />
por´czna, a jej konstrukcja oparta<br />
zosta∏a na koncepcji modu∏owej.<br />
Firma HEL-WITA Sp. z o.o. przedstawi∏a<br />
ofert´ pras mechanicznych,<br />
serwopras, automatów wykrawajàco-t∏oczàcych<br />
(fot. 2). Firma DAYTON<br />
PROGRESS GmbH prezentowa∏a<br />
elementy do wyt∏aczarek – specjalne<br />
zaawansowane podzespo∏y do maszyn<br />
i narz´dzi stosowanych w obróbce<br />
plastycznej, ci´ciu i wyt∏aczaniu<br />
blach. Firma DEMIS SDV-Santioli<br />
AG specjalizujàca si´ w obróbce<br />
powierzchniowej z wykorzystaniem<br />
technologii szlifowania na sucho oferowa∏a<br />
ulepszonà niedawno przez<br />
firm´ obrabiark´ wielofunkcyjnà<br />
z serii TOP-K do szlifowania i szczotkowania<br />
powierzchni z wykorzystaniem<br />
tego samego modu∏u. Szlifierki<br />
szerokotaÊmowe serii TOP-SA<br />
majà zakres pracy w granicach<br />
1500 – 2000 mm i przeznaczone sà<br />
zarówno do obróbki p∏askich arkuszy<br />
z blachy, jak zwojów blaszanych.<br />
Firma AGTOS Polska Sp. z o.o. (fot. 3)<br />
oferowa∏a oczyszczarki strumieniowe.<br />
Zastosowana w nich innowacyjna<br />
technologia filtrowania pozwala<br />
na szybkà i bezproblemowà<br />
wymian´ wk∏adów dzi´ki ich specjalnemu<br />
sto˝kowemu kszta∏towi.<br />
GSW Group pokaza∏a na targach<br />
urzàdzenia do odprowadzania odpadów<br />
oraz technologie szybkiej<br />
wymiany narz´dzi.<br />
Specjalistyczne Targi Techniki i Wyposa˝enia Warsztatów<br />
– IHM PROFI <strong>2010</strong><br />
elektronika i elektryka + maszyny,<br />
urzàdzenia i narz´dzia specjalistyczne<br />
+ materia∏y i surowce + osprz´t<br />
samochodowy + podnoÊniki + produkty<br />
chroniàce przed korozjà +<br />
produkty lakiernicze + silniki i skrzynie<br />
biegów + smary do silników<br />
i maszyn + urzàdzenia diagnostyczne<br />
i pomiarowe + urzàdzenia s∏u˝àce<br />
do pomiaru emisji spalin + wyposa˝enie<br />
warsztatów samochodowych<br />
+ wyposa˝enie myjni samochodowych<br />
+ opony i felgi + wyposa˝enie<br />
stacji paliw + bezpieczeƒstwo<br />
i ochrona pracy + frezarki + magazynowanie<br />
+ maszyny, urzàdzenia<br />
i narz´dzia specjalistyczne + narz´dzia<br />
i maszyny do obróbki drewna<br />
i tworzyw sztucznych + narz´dzia<br />
i maszyny do obróbki metali + narz´dzia<br />
i maszyny do obróbki szk∏a<br />
i ceramiki + odzie˝ robocza + pojazdy<br />
u˝ytkowe + szlifierki + wewnàtrzzak∏adowy<br />
transport + wiertarki +<br />
wyposa˝enie warsztatów.<br />
12<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
problemy • nowoÊci • informacje<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 13
problemy • nowoÊci • informacje<br />
Innowacyjne rozwiàzania<br />
dla przemys∏u motoryzacyjnego<br />
Obecnie dla konstruktorów pojazdów<br />
wyzwaniem jest zaprojektowanie<br />
samochodu nowej generacji.<br />
Powinien on spe∏niaç jednoczeÊnie<br />
wiele wymagaƒ dotyczàcych<br />
efektywnoÊci, kosztów oraz<br />
ochrony Êrodowiska. Wymagania te<br />
mogà byç spe∏nione przez zastosowanie<br />
w produkcji samochodów<br />
zaawansowanych<br />
technologii<br />
i materia∏ów.<br />
Wiele firm poszukuje<br />
rozwiàzaƒ<br />
w tym zakresie. W<br />
niemieckiej firmie<br />
Fot. 1. CONTI ® OIL<br />
RUNNER – pasek nap´du<br />
rozrzàdu zast´pujàcy<br />
∏aƒcuch rozrzàdu<br />
(fot. ContiTech)<br />
ContiTech AG opracowano olejoodporne<br />
paski rozrzàdu, które mogà<br />
byç stosowane zamiast ∏aƒcuchów<br />
nap´dów pomp olejowych lub elementów<br />
wa∏u rozrzàdu (fot. 1). Takie<br />
rozwiàzanie wp∏ywa znaczàco na<br />
zmniejszenie emisji CO 2<br />
, poniewa˝<br />
zastosowanie pasków nap´du powoduje<br />
zmniejszenie zu˝ycia paliwa<br />
ze wzgl´du na mniejsze tarcie, a tak-<br />
˝e zmniejsza ha∏as.<br />
Innym przyk∏adem innowacji mo˝e<br />
byç rozrusznik o nap´dzie pasowym<br />
wyposa˝ony w specjalne wielorowkowe<br />
pasy klinowe (V-ribbed belts)<br />
produkcji ContiTech AG. Jego zastosowanie<br />
zmniejsza zu˝ycie paliwa<br />
w ruchu miejskim o 5 – 10%.<br />
Lekka konstrukcja pojazdu równie˝<br />
istotnie wp∏ywa na zmniejszenie<br />
emisji spalin. Innowacyjne zawieszenie<br />
skrzyni biegów jest jednym<br />
z pierwszych lekkich elementów<br />
konstrukcyjnych stosowanych w<br />
przemyÊle samochodowym. Element<br />
wykonany z tworzywa sztucznego<br />
mo˝e byç formowany w ni˝szych<br />
temperaturach ni˝ jego<br />
odpowiednik wykonany ze stopu<br />
aluminium, co zmniejsza energoch∏onnoÊç<br />
procesu produkcji. JednoczeÊnie<br />
istnieje wi´cej mo˝liwoÊci<br />
recyklingu tego typu cz´Êci.<br />
Kolejnym celem jest zmniejszenie<br />
emisji gazów spalinowych przez<br />
popraw´ efektywnoÊci procesu spalania.<br />
Trwajà prace nad nowà generacjà<br />
silników o du˝ej pojemnoÊci,<br />
pracujàcych przy ciÊnieniach przekraczajàcych<br />
3 bary. Silniki takie<br />
wymagajà zastosowania specjalnych<br />
przewodów ciÊnieniowych<br />
(fot. 3). W tym celu wykorzystano<br />
nowy materia∏ b´dàcy po∏àczeniem<br />
dzianiny i gumy. Przewody i linie<br />
przewodów, produkowane przez<br />
firm´ ContiTech AG, ∏àczà wszystkie<br />
wa˝niejsze elementy i zespo∏y cz´Êci<br />
wyst´pujàce w nowoczesnych samochodach.<br />
Sà zaprojektowane<br />
tak,<br />
aby zmniejszaç<br />
emisj´ tlenków<br />
azotu, przesy∏aç<br />
w sposób bezpieczny<br />
nowe rodzaje<br />
paliw oparte<br />
Fot. 2. Zawieszenie<br />
skrzyni biegów wykonane<br />
z tworzywa<br />
sztucznego zmniejsza<br />
wag´ pojazdu<br />
(fot. ContiTech)<br />
Fot. 3. Specjalne przewody ciÊnieniowe<br />
dla nowej generacji silników wykonane<br />
sà z materia∏u b´dàcego po∏àczeniem<br />
dzianiny i gumy (fot. ContiTech)<br />
na surowcach odnawialnych oraz<br />
zwi´kszaç efektywnoÊç instalacji<br />
klimatyzacyjnej.<br />
P∏ytka CoroThread ®<br />
Narz´dzia CoroThread 266 mogà byç<br />
stosowane we wszystkich ga∏´ziach przemys∏u<br />
do wykonywania gwintów wszystkich<br />
typów i we wszystkich typach materia∏ów<br />
obrabianych, przy zachowaniu<br />
wi´kszej precyzji oraz lepszej symetrii.<br />
Asortyment obejmuje p∏ytki o zarysie<br />
pe∏nym, zarysie V i p∏ytki wielopunktowe.<br />
Nowa p∏ytka o wielkoÊci 16 uzupe∏nia<br />
istniejàcy asortyment p∏ytek o wielkoÊciach<br />
22 i 27, cechujàcy si´ wyjàtkowà<br />
sztywnoÊcià systemu CoroThread 266 ®<br />
oferujàc korzyÊci p∏ynàce z zastosowania<br />
unikatowego z∏àcza iLock. Trójkàtna<br />
p∏ytka skrawajàca ma po jednym rowku<br />
ustalajàcym dla ka˝dego z trzech ostrzy.<br />
Rowki nachodzà na wypuk∏à szyn´ prowadzàcà<br />
p∏ytki podporowej zamocowanej<br />
w oprawce, umo˝liwiajàc ustawienie<br />
p∏ytki we w∏aÊciwej pozycji w gnieêdzie.<br />
Rozwiàzanie to umo˝liwia zmniejszenie si∏<br />
skrawania i poprawia zarówno precyzj´<br />
wykonania gwintu, jak i trwa∏oÊç narz´dzia.<br />
Konstrukcja zapewnia równomierny<br />
rozk∏ad si∏ dzia∏ajàcych na p∏ytk´ podczas<br />
obróbki, eliminujàc powstawanie punktów<br />
spi´trzenia napr´˝eƒ, dzi´ki czemu<br />
p∏ytka i oprawka majà korzystne warunki<br />
pracy. Skutkuje to zwi´kszeniem trwa∏oÊci<br />
narz´dzi i oprawek oraz nieprzerwanà<br />
obróbkà.<br />
Wysoki poziom stabilnoÊci CoroThread<br />
266 ® jest cechà umo˝liwiajàcà wykonywanie<br />
gwintów o ró˝nych zarysach przy<br />
mniejszej liczbie przejÊç i z wi´kszà<br />
dok∏adnoÊcià. Obs∏uga narz´dzia zosta∏a<br />
znaczàco uproszczona dzi´ki dok∏adnemu<br />
pozycjonowaniu p∏ytki, co pozwala na<br />
skrócenie czasu przeznaczonego na<br />
wymian´ narz´dzi.<br />
Do narz´dzi systemu CoroThread 266 ®<br />
Sandvik Coromant wprowadza przeznaczony<br />
do toczenia gwintów gatunek<br />
w´glika GC1125. Dzi´ki wyjàtkowej kompozycji<br />
zapewniajàcej wydajne gwintowanie,<br />
uwzgl´dniajàcej lepszà odpornoÊç<br />
na temperatur´ i zu˝ycie, GC1125<br />
daje wy˝szà precyzj´ toczenia gwintów<br />
przez d∏u˝szy czas. Liczne testy wykaza∏y,<br />
˝e gatunek ten zapewnia wymagane<br />
tolerancje gwintu przy jednoczeÊnie<br />
mniejszej liczbie przejÊç.<br />
14<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
problemy • nowoÊci • informacje<br />
WARUNKI PRENUMERATY<br />
„Przeglàdu Mechanicznego” w <strong>2010</strong> r.<br />
Prenumerat´ czasopisma mo˝na zamawiaç za poÊrednictwem nast´pujàcych instytucji:<br />
Zak∏ad Kolporta˝u Wydawnictwa<br />
SIGMA-NOT Sp. z o.o.<br />
ul. Ku WiÊle 7<br />
00-707 Warszawa<br />
tel. (0-22) 840 30 86,<br />
tel./fax (0-22) 840 35 89<br />
Konto: BPH S.A. Oddzia∏ w Warszawie<br />
pl. gen. Hallera 6<br />
53 1060 0076 0000 4282 1000 0012<br />
RUCH S.A. Oddzia∏ Warszawa<br />
oraz oddzia∏y w ca∏ym kraju<br />
Infolinia: 0-804 200 600<br />
www.ruch.com.pl<br />
KOLPORTER S.A.<br />
ul. Strycharska 6<br />
24-659 Kielce<br />
Infolinia: 0-800 400 500<br />
GARMOND PRESS S.A.<br />
ul. Nakielska 3<br />
01-106 Warszawa<br />
tel. (0-22) 836 70 59, 836 70 08<br />
www.garmond.com.pl<br />
Redakcja PRZEGLÑD <strong>MECHANICZNY</strong><br />
ul. Racjonalizacji 6/8, 02-673 Warszawa<br />
tel. (0-22) 853 81 13<br />
(0-22) 843 02 01 w. 255<br />
www.przegladmechaniczny.pl<br />
Cena 1 egz. w <strong>2010</strong> r. – 20 z∏<br />
Cena prenumeraty w <strong>2010</strong> r. (w tym VAT)<br />
wersja drukowana<br />
na noÊniku CD (pdf)<br />
kwartalnie – 60 z∏ kwartalnie – 36,60 z∏<br />
pó∏rocznie – 120 z∏ pó∏rocznie – 73,20 z∏<br />
rocznie – 240 z∏ rocznie – 146,40 z∏<br />
Redakcja przyjmuje zamówienia na prenumerat´ przez<br />
ca∏y rok. Warunkiem przyj´cia i realizacji zamówienia jest<br />
otrzymanie z banku potwierdzenia wp∏aty.<br />
Prenumerata ze zleceniem wysy∏ki za granic´ – dla osób<br />
prawnych i fizycznych – jest dwukrotnie wy˝sza.<br />
Wp∏at na prenumerat´ mo˝na dokonaç na ogólnie dost´pnych<br />
blankietach w urz´dach pocztowych (przekazy pieni´˝ne)<br />
lub w bankach (polecenie przelewu), przekazujàc<br />
Êrodki pod adresem:<br />
Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego<br />
„Przeglàd Mechaniczny”<br />
ul. Racjonalizacji 6/8, 02-673 Warszawa<br />
konto: BPH S.A. O/Warszawa<br />
97 1060 0076 0000 3210 0014 6850<br />
Na blankiecie wp∏aty nale˝y podaç liczb´ egzemplarzy,<br />
okres prenumeraty oraz adres wysy∏kowy.<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 15
problemy • nowoÊci • informacje<br />
16<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Badania porównawcze<br />
uk∏adu regulacji mikroprocesorowej<br />
dla uk∏adów nap´dzanych silnikami<br />
hydraulicznymi ma∏ych pr´dkoÊci obrotowych<br />
ANDRZEJ SKROCKI<br />
JAN SZLAGOWSKI<br />
Prof. dr hab. in˝. Jan Szlagowski jest pracownikiem<br />
Wydzia∏u SiMR PW, a mgr in˝. Andrzej Skrocki jest pracownikiem<br />
firmy Bosch Rexroth Sp. z o.o.<br />
W ostatnich latach widoczny jest szybki rozwój<br />
automatyzacji maszyn roboczych. Spowodowane jest<br />
to m.in. znacznym spadkiem cen elementów elektronicznych<br />
oraz zwi´kszajàcymi si´ wymaganiami<br />
stawianymi nowoczesnym maszynom roboczym.<br />
G∏ówne z nich to: oszcz´dnoÊç energii, wzrost wydajnoÊci<br />
i dok∏adnoÊci pracy, poprawienie komfortu<br />
i bezpieczeƒstwa pracy operatora oraz ochrona Êrodowiska<br />
przez zmniejszenie emisji zanieczyszczeƒ.<br />
Podstawowe czynnoÊci maszyn roboczych wykonujàcych<br />
prace w cyklu automatycznym to m.in. proces<br />
dok∏adnego pozycjonowania narz´dzia lub przemieszczania<br />
przedmiotów [1].<br />
Jednym z automatyzowanych ruchów maszyny<br />
roboczej (np. koparki) jest obrót o zadany kàt lub<br />
z zadanà pr´dkoÊcià platformy (nadwozia, na którym<br />
znajduje si´ narz´dzie robocze). Bardziej precyzyjne<br />
pozycjonowanie ∏y˝ki pozwala na szybsze wykonywanie<br />
wykopów, w sposób oszcz´dniejszy, dok∏adniejszy,<br />
a tym samym z mniejszym wp∏ywem na<br />
zanieczyszczenie Êrodowiska i zm´czenie operatora.<br />
Zautomatyzowane maszyny specjalne mogà byç<br />
wykorzystywane jako manipulatory pracujàce w terenach<br />
niebezpiecznych lub wykonujàce czynnoÊci<br />
zagra˝ajàce cz∏owiekowi, jak np. prace na obszarze<br />
ska˝onym, usuni´cia niewybuchu itp. Innym zastosowaniem<br />
mogà byç nap´dy du˝ych anten, scen<br />
obrotowych w teatrach i wiele innych. Dla tych<br />
aplikacji precyzyjne ruchy z zachowaniem odpowiedniej<br />
precyzji ustawiania narz´dzia i szybkoÊci<br />
wykonywania ruchów sà bardzo wa˝ne.<br />
Badane silniki wolnoobrotowe (rys. 1): t∏okowy promieniowy<br />
i orbitalny wed∏ug katalogów majà minimalne<br />
pr´dkoÊci obrotowe, odpowiednio 1 obr/min<br />
i 10 obr/min, przy pr´dkoÊci maksymalnej odpowiednio<br />
900 obr/min i 240 obr/min, ale wymogi na<br />
rozpi´toÊç pr´dkoÊci niektórych ruchów manipulatora<br />
sà znacznie wi´ksze. Dla badanego/zak∏adanego<br />
systemu minimalna pr´dkoÊç powinna wynosiç<br />
ok. 0,02 – 0,03 obr/min, przy wymaganej rozpi´toÊci<br />
pr´dkoÊci obrotowej oko∏o 1500. Zastosowanie<br />
wielostopniowej przek∏adni mechanicznej<br />
w celu obni˝enia pr´dkoÊci obrotowej wyklucza<br />
m.in. dok∏adnoÊç pozycjonowania, jakà musi spe∏niaç<br />
nap´d mechanizmu obrotu maszyny specjalnej, lub<br />
obni˝y sprawnoÊç uk∏adu.<br />
Aby zrealizowaç wymagania funkcjonalne stawiane<br />
nowoczesnym mechanizmom obrotu, zdecydowano<br />
o zastosowaniu sterowania mikroprocesorowego<br />
tych silników pracujàcych w uk∏adzie regulacji<br />
automatycznej.<br />
Zastosowanie mikroprocesorowego systemu regulacji<br />
pr´dkoÊci i po∏o˝enia umo˝liwia uzyskanie<br />
lepszych parametrów badanych uk∏adów nap´dowych<br />
wykorzystujàcych badane silniki hydrauliczne,<br />
rozszerzajàc zakres ich stosowania.<br />
Rys. 1. Widok stanowiska laboratoryjnego: a) widok na zaz´bienie<br />
silnika t∏okowego, b) widok na zaz´bienie silnika<br />
orbitalnego<br />
W artykule opisano stanowisko badawcze oraz<br />
przedstawiono wyniki badaƒ porównawczych. Stanowisko<br />
badawcze nap´du hydraulicznego mechanizmu<br />
obrotu, zbudowane na bazie minikoparki,<br />
umo˝liwia wykonywanie ruchów obrotowych w pe∏-<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 17
nym zakresie kàta i pomiar po∏o˝enia z dok∏adnoÊcià<br />
0,05°.<br />
Zastosowano p∏yty redukcyjne umo˝liwiajàce wymian´<br />
silników i przebadanie zachowania si´ uk∏adów<br />
dla silników hydraulicznych: t∏okowego promieniowego<br />
MR160 produkcji firmy Calzoni i orbitalnego<br />
GMSW320 produkcji firmy Rexroth w za-<br />
∏o˝onym zakresie pr´dkoÊci obrotowej.<br />
Silniki hydrauliczne<br />
Silnik t∏okowy promieniowy MR160<br />
Pierwszym silnikiem, który zastosowano na stanowisku<br />
laboratoryjnym, by∏ silnik wolnoobrotowy<br />
t∏okowy promieniowy MR160. Parametry tego silnika<br />
oraz silnika orbitalnego GMSW320 zosta∏y przedstawione<br />
w tabeli.<br />
Porównanie parametrów technicznych silnika t∏okowego<br />
MR160 i orbitalnego GMSW320<br />
MR160 GMSW320<br />
Ch∏onnoÊç w∏aÊciwa, cm 3 159,7 325,7<br />
CiÊnienie nominalne, bar 250 140<br />
Moment nominalny, Nm 635 540<br />
Min. obroty, obr/min 1 10<br />
Elementami wyporowymi silnika t∏okowego (rys. 2)<br />
sà cylindry i s∏upy cieczy, które przenoszà moment<br />
obrotowy na wa∏ zdawczy. Konstrukcja silnika jest<br />
bardzo oryginalna. Na krzywk´ wewn´trznà wykonanà<br />
na wale w postaci mimoÊrodu 2 wywierajà<br />
nacisk si∏y, z których powstaje moment obrotowy. Si∏<br />
tych nie wytwarzajà t∏oki czy korbowody, lecz s∏upy<br />
cieczy znajdujàce si´ w komorze<br />
cylindra E. Tuleje 6 i 7 s∏u˝à<br />
wy∏àcznie do uszczelnienia tych<br />
s∏upów cieczy. Wskutek tego<br />
zmniejszone jest tarcie, które<br />
w typowych tego rodzaju silnikach<br />
wyst´puje mi´dzy krzywkà<br />
a dociskanymi do niej t∏okami<br />
bàdê korbowodami, dzi´ki czemu silniki te majà bardzo<br />
du˝à sprawnoÊç.<br />
Silnik orbitalny GMSW320<br />
Silniki orbitalne (rys. 3) cechujà si´: prostà i zwartà<br />
konstrukcjà o ma∏ej liczbie cz´Êci i ma∏ej masie,<br />
wysokim ciÊnieniem roboczym, du˝à ch∏onnoÊcià<br />
i niskà pr´dkoÊcià obrotowà, co umo˝liwia wytwarzanie<br />
du˝ych mocy. Ponadto wyró˝niajà si´ ma∏à<br />
pulsacjà ch∏onnoÊci, wysokà sprawnoÊcià oraz cichobie˝nà<br />
pracà [2, 3]. Te cechy silników orbitalnych<br />
umo˝liwiajà spe∏nienie postawionych wymagaƒ.<br />
Elementami wyporowymi silnika orbitalnego sà dwa<br />
ko∏a z´bate o zaz´bieniu cykloidalnym wewn´trznym<br />
4 i zewn´trznym 6. Ko∏o o zaz´bieniu zewn´trznym<br />
ma o 1 zàb mniej w stosunku do ko∏a<br />
o zaz´bieniu wewn´trznym. Równoleg∏e zasilanie<br />
wielu komór roboczych utworzonych przez ma∏e ko∏o<br />
6 i wspó∏pracujàce z nim ko∏o zewn´trzne 4 umo˝liwia<br />
uzyskanie du˝ych ch∏onnoÊci w∏aÊciwych, a tym<br />
samym i du˝ych wartoÊci momentów na wa∏ku<br />
wyjÊciowym 2. Du˝e ch∏onnoÊci w∏aÊciwe umo˝liwia<br />
orbitujàce (w przeciwnym kierunku ni˝ obroty<br />
wa∏u 2) ko∏o 6 [5]. Wspó∏praca kó∏ w silniku orbitalnym<br />
polega na tym, ˝e wszystkie z´by obu kó∏<br />
pozostajà we wzajemnym kontakcie wzd∏u˝ linii z´ba.<br />
Charakter tej wspó∏pracy sprawia, ˝e smarowanie<br />
powierzchni pozostajàcych w stycznoÊci z´bów nie<br />
jest wystarczajàce i powoduje wyst´powanie znacznych<br />
oporów tarcia, co widoczne jest szczególnie przy<br />
niskich pr´dkoÊciach obrotowych.<br />
Konstrukcja silnika orbitalnego GMSW320, o parametrach<br />
wg tab., utrudnia stosowanie go przy<br />
niskich pr´dkoÊciach obrotowych (tzn. zdecydowanie<br />
Rys. 2. Przekrój silnika hydraulicznego<br />
t∏okowego MR160-1. 1 – korpus, 2 – wa∏<br />
z mimoÊrodem, 3 – g∏owica, 4 – pokrywa<br />
rozrzàdu, 5 – ∏o˝yska toczne,<br />
6 – tuleja zewn´trzna, 7 – tuleja wewn´trzna,<br />
8.1 – tarcza rozdzielcza, 8.2 –<br />
p∏yta rozdzielcza, 8.3 – pierÊcieƒ reakcyjny,<br />
9 – komora; A, B – wejÊcia,<br />
C – wylot przecieków, D – kana∏ dolotowy,<br />
E – komora cylindra, F – komora<br />
przecieków<br />
Rys. 3. Przekrój silnika orbitalnego.<br />
1 – korpus, 2 – wa∏ zdawczy, 3 – wa∏<br />
Cardana, 4 – ko∏o o zaz´bieniu wewn´trznym,<br />
5 – rolka, 6 – ko∏o o zaz´bieniu<br />
zewn´trznym, 7 – wa∏ek tarczy<br />
rozdzielczej, 8 – tarcza rozdzielcza,<br />
9 – gniazdo przy∏àczeniowe [4]<br />
18<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Rys. 4. Model komory roboczej silnika<br />
orbitalnego<br />
poni˝ej minimalnych obrotów<br />
gwarantowanych przez producenta).<br />
Pomimo tego zdecydowano<br />
si´ zbadaç silnik orbitalny<br />
i sprawdziç, czy uk∏ad „mikroprocesorowej”<br />
regulacji automatycznej<br />
jest w stanie odpowiednio<br />
sterowaç i poprawiç parametry<br />
jego pracy przy niskich obrotach.<br />
Aby lepiej poznaç zachowanie si´ uk∏adu nap´dowego<br />
z silnikiem orbitalnym, nale˝a∏o go zamodelowaç<br />
i wykonaç symulacj´ komputerowà jego<br />
pracy. Mia∏o to daç odpowiedê na pytanie, czy w ogóle<br />
mo˝liwe jest wykorzystanie silnika orbitalnego zamiast<br />
(dro˝szego) silnika t∏okowego do nap´du<br />
platformy. Do tego celu wykorzystano program<br />
MATLAB Simulink [6]. ZnajomoÊç specyfiki pracy<br />
(42 na 1 obrót silnika). Ten charakter pracy utrudnia<br />
sterowanie silnikiem przy ma∏ych pr´dkoÊciach<br />
obrotowych.<br />
Opis stanowiska badawczego<br />
KoniecznoÊç zrealizowania sprzecznych wymagaƒ<br />
funkcjonalnych stawianych manipulatorom, w szczególnoÊci<br />
dok∏adnoÊci pozycjonowania, a jednoczeÊ-<br />
Rys. 5. Zmiana obj´toÊci komór roboczych w silniku orbitalnym<br />
Rys. 6. Przebieg ch∏onnoÊci silnika orbitalnego<br />
silnika orbitalnego pozwoli∏a na<br />
zbudowanie odpowiednich algorytmów<br />
sterowania pr´dkoÊcià<br />
tego silnika. Na rys. 4 przedstawiono<br />
model komory roboczej.<br />
Zmian´ obj´toÊci komory roboczej<br />
zamodelowano funkcjà sinus. Komory<br />
robocze na zmian´ nape∏niajà<br />
si´ i opró˝niajà w ustalonym<br />
cyklu. Podczas jednego obrotu<br />
nast´puje 7 x 6 = 42 nape∏nieƒ<br />
i tyle samo opró˝nieƒ komór roboczych.<br />
Zmiany obj´toÊci komór<br />
roboczych przedstawiono na rys. 5.<br />
Przebieg ch∏onnoÊci silnika<br />
zosta∏ przedstawiony na rys. 6.<br />
Widoczne sà wyraêne t´tnienia<br />
Rys. 7. Schemat funkcjonalny stanowiska<br />
badawczego [7]<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 19
Rys. 8. Schemat hydrauliczny stanowiska badawczego: 1 – ∏o˝ysko<br />
wieƒcowe, 2 – silnik hydrauliczny wolnoobrotowy, 3 – p∏yta<br />
przy∏àczeniowa, 4 – zawór zwrotny, 5 – zawór krzy˝owy, 6 – zawór<br />
przelewowy, 7 – elektrohydrauliczny serwo, 8 – zawór przelewowy,<br />
9 – zawór zwrotny, 10 – filtr ciÊnieniowy, 11 – ch∏odnica, 12 – filtr<br />
oddechowy, 13 – silnik nap´dowy, 14 – pompa o sta∏ym wydatku<br />
nie uzyskania/utrzymania du˝ej<br />
niezawodnoÊci zmusi∏a do przyj´cia<br />
mo˝liwie najprostszego<br />
uk∏adu nap´du obrotu. Jest to<br />
nap´d z jednostopniowà przek∏adnià<br />
z´batà o prze∏o˝eniu<br />
i = 6,666, z∏o˝onà z ∏o˝yska wieƒcowego<br />
zaz´bionego z ko∏em z´batym<br />
osadzonym na wale silnika<br />
hydraulicznego (rys. 7).<br />
Silnik zasilany jest z zasilacza<br />
hydraulicznego z pompà o sta∏ej<br />
wydajnoÊci przez zawór elektrohydrauliczny<br />
typu serwo z przekryciem<br />
zerowym. Ze wzgl´du na<br />
wymagania funkcjonalne nap´du<br />
zastosowano wersj´ serwozaworu<br />
z przekryciem zerowym.<br />
Taka konstrukcja zaworu umo˝liwia<br />
jednoczeÊnie pozycjonowanie<br />
i sterowanie pr´dkoÊcià<br />
obrotowà. Zmiana pr´dkoÊci obrotowej<br />
silnika dokonywana jest<br />
przez d∏awienie przep∏ywu, a<br />
regulacja pr´dkoÊci przez zmian´ napi´cia zasilajàcego<br />
cewk´ zaworu elektrohydraulicznego.<br />
Do pomiaru pozycji oraz pr´dkoÊci zastosowano<br />
jeden czujnik – enkoder optyczny. Enkoder wysy∏a do<br />
uk∏adu mikrokontrolera informacje o aktualnej pozycji<br />
platformy, które w odniesieniu do jednostki czasu<br />
informujà o rzeczywistej pr´dkoÊci. Zespó∏ mikrokontrolera<br />
umo˝liwia porównanie wartoÊci rzeczywistych<br />
z wartoÊcià zadanà i generuje sterujàcy sygna∏<br />
elektryczny do serwozaworu, w celu osiàgni´cia<br />
zadanej wartoÊci pr´dkoÊci.<br />
Ca∏y uk∏ad jest sterowany z komputera nadrz´dnego.<br />
Program umo˝liwia sterowanie oraz akwizycj´<br />
danych (pr´dkoÊci i po∏o˝enia) dla ró˝nych nastaw:<br />
czasów próbkowania, jak równie˝ wzmocnieƒ regulatorów<br />
pr´dkoÊci i pozycjonowania [8].<br />
Rys. 9. Widok ekranu przedstawiajàcy rejestracj´ przebiegu<br />
pr´dkoÊci obrotowej platformy i napi´cia sterujàcego – regulacja<br />
pr´dkoÊci<br />
Stanowisko badawcze sk∏ada si´ z trzech podzespo∏ów:<br />
– komputera z oprogramowaniem umo˝liwiajàcym<br />
sterowanie pracà nap´du i rejestrowanie informacji<br />
o aktualnym po∏o˝eniu, pr´dkoÊci i sterowaniu<br />
uk∏adu,<br />
– pakietu sterownika odbierajàcego polecenie<br />
z komputera i regulujàcego prac´ uk∏adu nap´dowego,<br />
oraz<br />
– uk∏adu wykonawczego – mechanizmu nap´du<br />
obrotu minikoparki.<br />
Na rys. 8 przedstawiono schemat hydrauliczny<br />
zrealizowanego uk∏adu.<br />
Silnik elektryczny 13 nap´dza pomp´ hydraulicznà<br />
z´batà 14 o sta∏ym wydatku (12 dm 3 /min). T∏oczony<br />
olej jest kierowany do zaworu elektrohydraulicznego<br />
typu serwo 7. W po∏o˝eniu beznapi´ciowym<br />
przewody hydrauliczne ∏àczàce rozdzielacz z silnikiem<br />
sà zamkni´te, a pompa pracuje na przelew. Silnik<br />
hydrauliczny przez jednostopniowà przek∏adni´ z´batà<br />
nap´dza wieniec z´baty ∏o˝yska, na którym<br />
zamocowano obcià˝niki zast´pujàce bezw∏adnoÊç.<br />
Zainstalowany w uk∏adzie blok zaworowy 5, zwany<br />
zaworem krzy˝owym, z∏o˝ony jest z dwóch zaworów<br />
przelewowych 6 oraz dwóch zaworów zwrotnych 4.<br />
Spe∏nia on rol´ zabezpieczenia przed nag∏ym wzrostem<br />
ciÊnienia w przypadku gwa∏townego zahamowania<br />
silnika. WartoÊç ciÊnienia ograniczona jest<br />
nastawà zaworów przelewowych. Tworzàce si´ podciÊnienie<br />
w kanale ssawnym sprzyja powstawaniu<br />
kawitacji. Aby uniknàç tego zjawiska, w bloku zaworowym<br />
zainstalowane sà równie˝ zawory zwrotne,<br />
którymi w razie potrzeby jest zasysany olej ze zbiornika.<br />
Dzi´ki temu uzyskuje si´ efekt hamowania<br />
w ruchu obrotowym.<br />
20<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Przyk∏adowy widok ekranu komputera z przebiegami<br />
pr´dkoÊci i sterowania przedstawiono na rys. 9.<br />
Na rys. 10 przedstawiono zdj´cie stanowiska badawczego<br />
z zasilaczem hydraulicznym.<br />
Wyniki z badaƒ porównawczych<br />
silników hydraulicznych<br />
W pracy zamieszczono tylko wybrane najbardziej<br />
charakterystyczne przebiegi, które ukazujà cechy<br />
badanych nap´dów mechanizmu obrotu. Wykresy<br />
przedstawiajà przebiegi czasowe pr´dkoÊci obrotowej<br />
platformy i sygna∏u sterowania serwozaworem.<br />
Na stanowisku badawczym zbierane by∏y dane<br />
w jednostkach, jakie uzyskiwane sà z enkodera, oraz<br />
jednostkach binarnego s∏owa sterowania, które jest<br />
zamieniane na napi´cie w przetworniku cyfrowo-<br />
-analogowym. Jednostka kàta obrotu podawana jest<br />
w dzia∏kach DZ (1 DZ odpowiada 1/2 16 cz´Êci obrotu),<br />
a jednostki sterowania w dz (odpowiada napi´ciu<br />
sterowania serwozaworem wynoszàcym 2 mV, przy<br />
zakresie ± 4 V).<br />
Na rys. 11 przedstawiono przebiegi pr´dkoÊci<br />
i sterowania platformy dla takich samych wartoÊci<br />
zadanych i parametrów regulatora przy zastosowaniu<br />
ró˝nych silników. Zadana pr´dkoÊç obrotowa<br />
platformy wynosi 200 DZ/s, tj. 0,183 obr/min<br />
(1,22 obr/min – pr´dkoÊç obr. silnika hydraulicznego).<br />
Na wykresie zaznaczono przebieg pr´dkoÊci<br />
jako n [obr/min], a przebieg sterowania jako S [V].<br />
Rys. 10. Widok stanowiska badawczego<br />
Na rys. 11a przedstawiono przebieg pr´dkoÊci<br />
i sterowania dla silnika orbitalnego dla zadanej pr´dkoÊci<br />
200 DZ/s (tj. 0,183 obr/min). Uk∏ad regulacji<br />
stara si´ stabilizowaç pr´dkoÊç na za∏o˝onym poziomie.<br />
Widzimy wyraênà reakcj´ uk∏adu regulacji<br />
na odchylenia od zadanej pr´dkoÊci. Uk∏ad regulacji<br />
odczytuje co okres próbkowania (100 ms)<br />
rzeczywistà pr´dkoÊç i porównuje jà z pr´dkoÊcià<br />
zadanà. Je˝eli wyst´puje uchyb pr´dkoÊci, to w zale˝noÊci<br />
od ustawionych wzmocnieƒ poszczególnych<br />
regulatorów wp∏ywa na sygna∏ sterujàcy cewkà<br />
Rys. 11. Wykresy przedstawiajàce przebiegi pr´dkoÊci i sterowania silników przy regulowanym napi´ciu zasilajàcym serwozawór<br />
dla okresu próbkowania 100 ms i zadanej pr´dkoÊci 200 DZ/s (0,183 obr/min) oraz wzmocnienia reg.ca∏.= 2: a) silnik orbitalny,<br />
b) silnik t∏okowy<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 21
serwozaworu. Je˝eli uk∏ad odczyta, ˝e chwilowa pr´dkoÊç<br />
rzeczywista jest wi´ksza od za∏o˝onej, wtedy<br />
odpowiednio zmniejsza sygna∏ napi´cia na cewk´<br />
serwozaworu, d∏awiàc przep∏yw. Je˝eli rzeczywista<br />
chwilowa pr´dkoÊç jest ni˝sza od za∏o˝onej, wtedy<br />
zwi´ksza przep∏yw. B∏àd Êredniej pr´dkoÊci podczas<br />
tego przebiegu wynosi poni˝ej 0,1%. Na podstawie<br />
przeprowadzonych badaƒ widaç, ˝e stosujàc regulacj´<br />
automatycznà, mo˝na wyraênie poprawiç prac´<br />
silników hydraulicznych orbitalnego i t∏okowego,<br />
rozszerzajàc tym zakres ich zastosowania. Warto wi´c<br />
rozwijaç takie systemy.<br />
Na rys. 11b przedstawiony jest przebieg stabilizowanej<br />
pr´dkoÊci silnika t∏okowego. Mo˝emy zauwa˝yç<br />
wyraêne najszybsze zmiany zmierzonych pr´dkoÊci<br />
wyst´pujàce w miejscach zmiany kierunku<br />
ruchu t∏oków silnika.<br />
Przebieg pr´dkoÊci silnika t∏okowego jest stabilniejszy<br />
ni˝ silnika orbitalnego. Wynika to z jego cech<br />
konstrukcyjnych. Widzimy wyraênie ∏agodniejszà<br />
reakcj´ uk∏adu regulacji dla silnika t∏okowego w porównaniu<br />
z silnikiem orbitalnym. Pr´dkoÊç obrotowa<br />
silników podczas tego przebiegu wynosi 1,22 obr/min.<br />
Odnoszàc to do danych katalogowych minimalnych<br />
obrotów, widzimy, ˝e silnik t∏okowy pracuje w zakresie<br />
obrotów gwarantowanych przez producenta. Natomiast<br />
silnik orbitalny pracuje zdecydowanie poni˝ej<br />
obrotów gwarantowanych przez producenta.<br />
Na rys. 12 widzimy porównanie przebiegów badanych<br />
silników dla najni˝szej mo˝liwej do uzyskania<br />
pr´dkoÊci obrotowej dla silnika orbitalnego, przy<br />
której da∏o si´ skutecznie stabilizowaç pr´dkoÊç.<br />
Na wykresie 12a przedstawiony jest przebieg silnika<br />
orbitalnego, natomiast na wykresie 12b przebieg<br />
silnika t∏okowego. Zadanà pr´dkoÊcià dla obu silników<br />
by∏a pr´dkoÊç 10 DZ/s – 0,0092 obr/min platformy,<br />
co odpowiada 0,061 obr/min pr´dkoÊci silnika,<br />
dla czasu próbkowania 100 ms. Tym samym uda∏o<br />
si´ uzyskaç zadowalajàco stabilnà pr´dkoÊç obrotów<br />
platformy dla pr´dkoÊci oko∏o 163 razy ni˝szej<br />
ni˝ podawana w katalogu pr´dkoÊç minimalna dla<br />
silnika orbitalnego oraz 16 razy ni˝szej dla silnika<br />
t∏okowego.<br />
Widzimy, ˝e dla tych samych parametrów przebiegi<br />
sà bardzo stabilne, a uk∏ad regulacji nadal poprawnie<br />
reaguje na zmiany pr´dkoÊci. Porównujàc<br />
oba silniki, widzimy, ˝e zgodnie z przewidywaniami<br />
uk∏ad z silnikiem t∏okowym zachowuje si´ o wiele<br />
lepiej. Zarówno przebieg pr´dkoÊci, jak i sterowania<br />
jest bardzo stabilny w porównaniu z uk∏adem z silnikiem<br />
orbitalnym.<br />
W obu przypadkach widaç, ˝e uk∏ad poprawnie<br />
pracuje i w zadowalajàcym stopniu reaguje na zmiany<br />
pr´dkoÊci i stabilizuje jà.<br />
Kolejne wykresy zamieszczone na rys. 13 przedstawiajà<br />
porównanie przebiegów pr´dkoÊci i stero-<br />
Rys. 12. Wykresy przedstawiajàce przebiegi pr´dkoÊci i sterowania przy regulowanym napi´ciu zasilajàcym serwozawór dla okresu<br />
próbkowania 100 ms i zadanej pr´dkoÊci 10 DZ/s (0,0092 obr/min) dla wzmocnienia reg.prop. = 2, reg.ca∏. = 4: a) silnika orbitalnego,<br />
b) silnika t∏okowego<br />
22<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Rys. 13. Wykresy przedstawiajàce przebiegi pr´dkoÊci i sterowania przy regulowanym napi´ciu zasilajàcym serwozawór dla okresu<br />
próbkowania 100 ms i zadanej pr´dkoÊci 50 DZ/s (0,046 obr/min) dla wzmocnienia reg.ca∏. = 2: a) silnika orbitalnego, b) silnika<br />
t∏okowego<br />
wania dla czasu próbkowania 100 ms i zadanej<br />
pr´dkoÊci 50 DZ/s – 0,046 obr/min (0,3 obr/min silnika).<br />
Podobnie jak na przedstawionych wykresach,<br />
widzimy ∏agodniejszy przebieg dla silnika t∏okowego<br />
(rys. 13b) ni˝ dla silnika orbitalnego (rys. 13a).<br />
Niemniej jednak uk∏ad regulacji poprawnie pracuje<br />
i stabilizuje zadanà pr´dkoÊç. Na wykresie pr´dkoÊci<br />
silnika orbitalnego widzimy wyraêne szybkie zmiany<br />
pr´dkoÊci co oko∏o 4,66 s, na które poprawnie i bardzo<br />
dynamicznie reaguje uk∏ad regulacji. Te powtarzajàce<br />
si´ regularne piki odpowiadajà chwilowym maksymalnym<br />
nape∏nieniom komór mi´dzyz´bnych. Inna<br />
sytuacja ma miejsce na wykresie silnika t∏okowego.<br />
Na jeden obrót silnika wyst´puje 10 szybkich zmian<br />
pr´dkoÊci. Wyst´pujà one w miejscach zmiany kierunku<br />
ruchu t∏oków silnika.<br />
Wnioski<br />
Na stanowisku badawczym uzyskano bardzo dobre<br />
wyniki sterowania pr´dkoÊcià platformy w zakresie<br />
ma∏ych pr´dkoÊci dla badanego uk∏adu zarówno<br />
z silnikiem t∏okowym, jak i orbitalnym. Lepsze parametry<br />
uzyska∏, zgodnie z przewidywaniami, silnik t∏okowy<br />
promieniowy. Silnik t∏okowy promieniowy jest<br />
silnikiem dro˝szym i lepszym, natomiast silnik orbitalny<br />
jest silnikiem bardzo tanim, niezalecanym do<br />
takich aplikacji. Mimo to zachowywa∏ si´ poprawnie.<br />
Zastosowanie mikroprocesorowego sterowania w obu<br />
przypadkach polepszy∏o parametry pracy silników,<br />
rozszerzajàc tym samym zakres ich stosowania. Dobierajàc<br />
odpowiednie parametry regulatorów uda∏o<br />
si´ uzyskaç dla silnika orbitalnego (V min<br />
= 10 obr/min)<br />
sterowalnoÊç mechanizmem obrotu w zakresie<br />
0,0092 obr/min (0,00096 rad/s) ÷ 6,68 obr/min<br />
(0,7 rad/s), uzyskujàc krotnoÊç prze∏o˝enia na poziomie<br />
700.<br />
Dobór odpowiednich parametrów regulatorów<br />
silnika t∏okowego promieniowego (V min<br />
= 1 obr/min),<br />
umo˝liwi∏ uzyskanie sterowalnoÊci w zakresie<br />
0,0048 obr/min (0,0005 rad/s) ÷ 6,68 obr/min<br />
(0,7 rad/s), uzyskujàc krotnoÊç na poziomie 1400.<br />
Przy czym górne ograniczenie pr´dkoÊci wynika∏o<br />
wy∏àcznie z wydatku zastosowanej pompy.<br />
Uk∏ad regulacji pr´dkoÊci oraz pozycjonowania<br />
pracowa∏ poprawnie z oboma badanymi silnikami<br />
przy tych samych nastawach regulatorów. Dlatego<br />
nadaje si´ do zastosowania w podobnych aplikacjach.<br />
Stwierdzono, ˝e nap´d obrotu z uk∏adem automatycznej<br />
regulacji spe∏nia podstawowe wymagania<br />
funkcjonalne, a wi´c mo˝e s∏u˝yç jako nap´d w maszynie<br />
specjalnej (np. roboty do usuni´cia niewybuchu,<br />
nap´dy radarów itp.), gdzie jest wymagana<br />
du˝a dok∏adnoÊç pozycjonowania obrotu i utrzymywanie<br />
p∏ynnej zmiany pr´dkoÊci obrotowej.<br />
O wiele lepiej daje si´ sterowaç silnik t∏okowy<br />
promieniowy, który jest dro˝szy. Koszt silnika orbitalnego<br />
jest kilkukrotnie ni˝szy, ale równie˝ zachowuje<br />
si´ poprawnie. Zastosowanie tego silnika<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 23
znacznie obni˝a koszt ca∏ego nap´du, umo˝liwiajàc<br />
zastosowanie tego rozwiàzania równie˝ w taƒszych<br />
maszynach.<br />
Na podstawie przeprowadzonych badaƒ stwierdzono,<br />
˝e stosujàc regulacj´ automatycznà, mo˝na<br />
wyraênie poprawiç prac´ silników hydraulicznych<br />
orbitalnego i t∏okowego, rozszerzajàc tym zakres ich<br />
zastosowania. Warto wi´c rozwijaç takie systemy.<br />
LITERATURA<br />
1. Szlagowski J.: Problemy automatyzacji pracy maszyn roboczych.<br />
Wyd. MET, Warszawa 2001.<br />
2. Balawender A.: Analiza energetyczna i metodyka badaƒ<br />
silników hydraulicznych wolnoobrotowych. Monografia.<br />
Zeszyty Naukowe P. Gdaƒskiej, Mechanika LIV, nr 422/1988,<br />
Gdaƒsk.<br />
3. Stryczek J.: Projektowanie wysokosprawnych pomp i silników<br />
hydraulicznych na przyk∏adzie maszyn gerotorowych<br />
i orbitalnych. Rozdzia∏ 5 pracy zbiorowej. Kierunki rozwoju<br />
nap´dów hydraulicznych i konstrukcji maszyn roboczych.<br />
Fluid Power Net Publication, Kraków 1999.<br />
4. Szydelski Z.: Nap´d i sterowanie hydrauliczne. WK¸, Warszawa<br />
1999.<br />
5. Stryczek S.: Nap´d hydrostatyczny. WNT, Warszawa 1997.<br />
6. Mrozek B., Mrozek Z.: Matlab 6: poradnik u˝ytkownika.<br />
Wyd. PLJ, Warszawa 2001.<br />
7. Miros∏aw T., Szlagowski J., ˚ebrowski Z.: Control and position<br />
control of rotary drive in the working machine. Drittes<br />
Deutsch-Polnisches Seminar „Innovation und Fortschritt in<br />
der Fluidtechnik“, Zakopane 1999.<br />
8. Miros∏aw T.: Metodyka sterowania elektrohydraulicznym<br />
nap´dem obrotu w zakresie ma∏ych pr´dkoÊci. Rozprawa<br />
doktorska. PW, Warszawa 2003.<br />
Systemy transferu technologii w Polsce, Irlandii,<br />
Finlandii i Niemczech<br />
ANETA MASTERNAK-JANUS<br />
ANDRZEJ KOCA¡DA<br />
System transferu technologii (TT) umo˝liwia<br />
efektywny przebieg procesów transferu technologii.<br />
Sk∏ada si´ z trzech poziomów: poziomu decydentów,<br />
poziomu wsparcia transferu technologii, poziomu<br />
wykonawców badaƒ i innowacji. WÊród krajów UE<br />
interesujàce sà systemy TT wyst´pujàce w Irlandii,<br />
Finlandii i Niemczech. Wspierajà one skutecznie<br />
mechanizmy TT, dzi´ki czemu wp∏ywajà na wzrost<br />
innowacyjnoÊci i konkurencyjnoÊci. W polskim systemie<br />
transferu technologii od lat dokonujà si´ zmiany<br />
majàce na celu dopasowanie do potrzeb gospodarki<br />
opartej na wiedzy. Korzystanie z doÊwiadczeƒ<br />
paƒstw rozwini´tych w zakresie stosowania najlepszych<br />
praktyk w budowaniu systemu transferu<br />
technologii mo˝e przyczyniç si´ do polepszenia<br />
sytuacji w tworzeniu i wdra˝aniu nowych rozwiàzaƒ<br />
do praktyki gospodarczej.<br />
Wprowadzenie<br />
W dobie przechodzenia do gospodarek opartych na<br />
wiedzy tworzenie nowych technologii i ich transfer<br />
nabiera coraz wi´kszego znaczenia. Innowacyjne<br />
rozwiàzania zapewniajà szybki wzrost gospodarczy<br />
i dobrobyt spo∏eczeƒstwa. Mogà powodowaç przejÊcie<br />
krajów mniej rozwini´tych na wy˝szy stopieƒ<br />
„drabiny technologicznej”. Transfer technologii pozwala<br />
natomiast na uzyskanie nowych technologii<br />
przez wdra˝anie efektów prac badawczo-rozwojowych.<br />
Dlatego celem polityki naukowej i technologicznej<br />
wielu paƒstw jest wprowadzanie mechanizmów<br />
wspomagajàcych procesy transferu technologii,<br />
tak aby przebiega∏y one sprawnie i efektywnie.<br />
WÊród stosowanych dzia∏aƒ sà: zwi´kszanie<br />
Dr in˝. Aneta Masternak-Janus jest pracownikiem Politechniki<br />
Âwi´tokrzyskiej w Kielcach, a prof. dr hab. in˝.<br />
Andrzej Kocaƒda jest pracownikiem Politechniki Warszawskiej.<br />
nak∏adów na prace badawczo-rozwojowe, pobudzanie<br />
przedsi´biorczoÊci, powo∏ywanie instytucji, których<br />
misjà jest stymulowanie dzia∏aƒ innowacyjnych<br />
w przemyÊle i us∏ugach, zapewnianie dost´pu do<br />
wykwalifikowanej kadry naukowej pracujàcej przy<br />
tworzeniu wynalazków.<br />
W dzisiejszych czasach wynalazca musi byç nie<br />
tylko naukowcem, ale równie˝ sprzedawcà w∏asnego<br />
pomys∏u. Z ka˝dym pomys∏em nale˝y si´ przebiç,<br />
a najcz´stszym problemem jest zdobycie Êrodków<br />
koniecznych do jego zrealizowania. Najbardziej rozwini´te<br />
kraje na Êwiecie pomagajà naukowcom<br />
i przedsi´biorcom w tworzeniu nowych rozwiàzaƒ<br />
i wdra˝aniu ich do komercyjnych zastosowaƒ. W tym<br />
celu niezb´dne jest istnienie sprawnego systemu<br />
transferu technologii, czyli systemu wprowadzonego<br />
w ˝ycie po to, aby umo˝liwiç efektywny przebieg<br />
procesów TT. W wi´kszoÊci krajów mo˝na wyró˝niç<br />
trzy poziomy sk∏adajàce si´ ze struktur organizacyjnych<br />
zapewniajàcych pozyskiwanie i wdra˝anie<br />
wynalazku w gospodarce:<br />
– poziom decydentów, czyli rzàd i jego cia∏a doradcze,<br />
który mo˝e w∏àczaç si´ w procesy innowacyjne<br />
i transfer technologii poprzez odpowiednià<br />
polityk´ naukowo-technologicznà,<br />
– poziom wsparcia, czyli ró˝ne oÊrodki innowacji<br />
i przedsi´biorczoÊci wspierajàce proces transferu<br />
technologii,<br />
– poziom wykonawców badaƒ i innowacji, czyli<br />
szko∏y wy˝sze, przedsi´biorstwa, jednostki B+R, indywidualni<br />
wynalazcy.<br />
Te wypracowane struktury mogà pobudzaç lub<br />
blokowaç transfer technologii. Wa˝ne sà relacje pomi´dzy<br />
poszczególnymi poziomami, zapewniajàce<br />
stabilny przep∏yw Êrodków pieni´˝nych oraz wiedzy,<br />
informacji i technologii mi´dzy ró˝nymi podmiotami,<br />
wp∏ywajàce na efektywnoÊç tworzenia nowych<br />
rozwiàzaƒ itp. Relacje te mogà byç kreowane za<br />
pomocà polityki innowacyjnej i naukowo-techno-<br />
24<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
logicznej w paƒstwie. Rzàd przy u˝yciu dost´pnych<br />
Êrodków i metod tworzy Êcie˝ki komunikacyjne mi´dzy<br />
poszczególnymi ogniwami systemu, a przez to<br />
warunki i mo˝liwoÊci rozwoju innowacji i nowych<br />
technologii. Przyk∏adem takiej ingerencji sà programy<br />
naukowo-technologiczne, mi´dzy innymi o charakterze<br />
materialnym, skierowane do przedsi´biorstw<br />
i Êrodowiska naukowego. Programy zapewniajà redukowanie<br />
niepewnoÊci przy tworzeniu nowych<br />
rozwiàzaƒ i pobudzajà wspó∏prac´ ró˝nych podmiotów<br />
w ramach transferu technologii. Ingerencja<br />
rzàdu mo˝e polegaç tak˝e na okreÊlaniu obszarów<br />
nauki i techniki wa˝nych dla gospodarki, do których<br />
ma trafiaç pomoc paƒstwa i które we wszelkich<br />
dzia∏aniach majà byç traktowane priorytetowo.<br />
OÊrodki innowacji i przedsi´biorczoÊci realizujà<br />
polityk´ naukowà i technologicznà paƒstwa. Sà to<br />
instytucje i podmioty wyspecjalizowane w pobudzaniu,<br />
rozwijaniu i komercjalizacji nowych technologii.<br />
Znajdujà si´ wÊród nich zarówno agendy<br />
rzàdowe, jak i oÊrodki poÊrednio powiàzane z decydentami.<br />
Z oÊrodkami innowacji i przedsi´biorczoÊci<br />
kontaktujà si´ twórcy nowych technologii, poszukujàc<br />
tam wsparcia swoich dzia∏aƒ zwiàzanych<br />
z transferem technologii.<br />
WÊród krajów UE na szczególnà uwag´ zas∏ugujà<br />
systemy transferu technologii w Irlandii, Finlandii<br />
i Niemczech. Systemy te skutecznie wspierajà mechanizmy<br />
transferu technologii, przez co wp∏ywajà<br />
na wzrost innowacyjnoÊci i przewagi konkurencyjnej<br />
oraz przyczyniajà si´ do zajmowania przez wymienione<br />
paƒstwa pozycji liderów w UE pod wzgl´dem<br />
ró˝nych wskaêników naukowo-technologicznych.<br />
Polska, dà˝àc do zmniejszenia luki technologicznej<br />
w stosunku do paƒstw rozwini´tych, od lat wprowadza<br />
zmiany w systemie transferu technologii, aby<br />
jak najlepiej przystosowaç go do potrzeb gospodarki<br />
opartej na wiedzy. Wiele z tych zmian idzie<br />
w dobrym kierunku, a poznanie irlandzkich, fiƒskich<br />
i niemieckich doÊwiadczeƒ w zakresie<br />
najlepszych rozwiàzaƒ<br />
wykorzystywanych w funkcjonujàcych<br />
tam systemach transferu<br />
technologii mo˝e przyczyniç<br />
si´ do polepszenia sytuacji w<br />
tworzeniu i wdra˝aniu nowych<br />
technologii.<br />
w Irlandii w 2005 r. osiàgn´∏a kolosalnà sum´ 150,8<br />
mld euro [1], a wskaênik wydatków na import<br />
technologii niematerialnej w tym roku wyniós∏<br />
9,71% PKB [2]. Pod wzgl´dem obu wskaêników<br />
Irlandia obj´∏a pozycj´ lidera wÊród paƒstw UE.<br />
Wszelkie dzia∏ania podejmowane w tym kraju w celu<br />
budowania systemu transferu technologii majà na<br />
uwadze utrzymanie odpowiedniego klimatu inwestycyjnego<br />
i zapewnienie bezpieczeƒstwa bezpo-<br />
Êrednim inwestycjom zagranicznym. W ostatnich<br />
latach zacz´to zwracaç wi´kszà uwag´ na pozyskiwanie<br />
technologii ze êróde∏ wewn´trznych, czego<br />
wyrazem by∏o przeznaczanie coraz wi´kszych Êrodków<br />
na badania. Nak∏ady na dzia∏alnoÊç badawczo-<br />
-rozwojowà jako procent PKB wzros∏y w 2006 r.<br />
o oko∏o 18% w stosunku do roku 2000 [3]. Sytuacja<br />
taka znalaz∏a odbicie w dzia∏aniach zwiàzanych z wprowadzaniem<br />
ró˝nych form wsparcia przedsi´biorców<br />
w dzia∏alnoÊci innowacyjnej i B+R przez istniejàce<br />
oÊrodki innowacji i przedsi´biorczoÊci. Wypracowany<br />
irlandzki system u∏atwiajàcy transfer technologii<br />
z zaznaczonymi g∏ównymi zale˝noÊciami pomi´dzy<br />
ogniwami systemu przedstawiono na rys. 1.<br />
W Irlandii za prowadzenie polityki naukowej i technologicznej<br />
odpowiedzialny jest minister przemys∏u,<br />
handlu i zatrudnienia, któremu asystuje minister<br />
stanu ds. nauki, technologii i innowacji. W obr´bie<br />
Ministerstwa Przemys∏u, Handlu i Zatrudnienia dzia∏a<br />
Biuro ds. Nauki i Technologii (OST), odpowiedzialne<br />
za prowadzenie, rozwój i koordynacj´ polityki naukowej,<br />
technologicznej i innowacyjnej. Pod przewodnictwem<br />
ministra przemys∏u, handlu i zatrudnienia<br />
dzia∏a Mi´dzywydzia∏owy Komitet Nauki i Techniki,<br />
który ustalajàc priorytety wydatków rozdziela Êrodki<br />
na nauk´ pomi´dzy poszczególne ministerstwa.<br />
Instytucjà odpowiedzialnà za promocj´ i rozwój<br />
przedsi´wzi´ç naukowych i technologicznych jest<br />
Forfas. Organ ten dzia∏a pod nadzorem Ministerstwa<br />
Przemys∏u, Handlu i Zatrudnienia i Êwiadczy us∏ugi<br />
System transferu<br />
technologii w Irlandii<br />
Irlandia jest krajem nastawionym<br />
g∏ównie na transfer technologii<br />
w formie bezpoÊrednich<br />
inwestycji zagranicznych (BIZ)<br />
oraz import zagranicznej technologii<br />
niematerialnej w postaci<br />
patentów, licencji, know-how itp.<br />
WartoÊç inwestycji bezpoÊrednich<br />
Rys. 1. System transferu technologii<br />
w Irlandii<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 25
doradcze i informacyjne powiàzanym z nim instytucjom,<br />
takim jak: Enterprise Ireland, Agencja Rozwoju<br />
Przemys∏owego czy Irlandzka Fundacja Naukowa.<br />
Czuwa w ten sposób nad realizacjà za∏o˝eƒ, strategii<br />
i programów rzàdowych w tych instytucjach. Pod<br />
zwierzchnictwem Forfas dzia∏a Irlandzka Rada ds.<br />
Nauki, Technologii i Innowacji (ICSTI), która zapewnia<br />
porady i ekspertyzy dla rzàdu. Cz∏onkami rady<br />
jest 25 ekspertów z ró˝nych dziedzin nauki.<br />
WÊród oÊrodków wpierajàcych transfer technologii<br />
w Irlandii wyró˝niajà si´ Agencja Rozwoju Przemys∏owego<br />
i Enterprise Ireland. Ich misjà przewodnià<br />
jest przyciàganie bezpoÊrednich inwestycji zagranicznych<br />
do Irlandii, co udaje si´ mi´dzy innymi<br />
dzi´ki dzia∏alnoÊci zagranicznych oddzia∏ów rozlokowanych<br />
na ca∏ym Êwiecie. Agencja Rozwoju Przemys∏owego<br />
zapewnia równie˝ us∏ugi doradcze i finansowe<br />
majàce na celu wsparcie dzia∏alnoÊci innowacyjnej<br />
i B+R przedsi´biorstw, równie˝ tych, które<br />
chcà ulokowaç swój biznes w Irlandii. Enterprise<br />
Ireland oferuje firmom dost´p do venture capital,<br />
a tak˝e dotacje na rozruch firmy, rozwój biznesu,<br />
dzia∏alnoÊç eksportowà, dzia∏alnoÊç B+R i innowacyjnà.<br />
Irlandzka Fundacja Naukowa oraz Urzàd<br />
ds. Szkolnictwa Wy˝szego promujà i inspirujà badania<br />
naukowe, oferujàc naukowcom i zespo∏om badawczym<br />
dotacje, granty i stypendia na dzia∏alnoÊç<br />
B+R. Ze wsparcia Irlandzkiej Fundacji Naukowej mogà<br />
korzystaç równie˝ przedsi´biorcy.<br />
Charakterystycznymi czynnikami wp∏ywajàcymi<br />
na skutecznoÊç irlandzkiego systemu transferu<br />
technologii sà:<br />
– stabilna polityka naukowo-technologiczna zapewniajàca<br />
osiàganie ró˝norodnych celów wa˝nych<br />
dla gospodarki,<br />
– spójne i wspó∏pracujàce ze sobà otoczenie<br />
instytucjonalne posiadajàce czytelnie rozdzielone zadania<br />
w ramach okreÊlonych obszarów,<br />
– ogromny potencja∏ negocjacyjny w zakresie<br />
przyciàgania zagranicznych przedsi´biorców dla<br />
wzrostu innowacyjnoÊci i poziomu technologicznego<br />
Irlandii,<br />
– umiej´tnoÊci w zakresie wspierania nowych<br />
przedsi´biorców w ich dzia∏alnoÊci innowacyjnej<br />
i badawczo-rozwojowej.<br />
System transferu technologii w Finlandii<br />
Fiƒski system innowacji i transferu technologii jest<br />
jednym z najlepiej dzia∏ajàcych na Êwiecie. Jego<br />
sprawnoÊç i skutecznoÊç potwierdza fakt, ˝e Finlandia<br />
od lat zajmuje czo∏owe pozycje w Êwiatowych<br />
rankingach konkurencyjnoÊci i przoduje pod wzgl´dem<br />
ró˝nych wskaêników gospodarczych i naukowo-technicznych.<br />
Szczególnà uwag´ zwraca si´<br />
w Finlandii na tworzenie nowoczesnych rozwiàzaƒ,<br />
które przynoszà korzyÊci gospodarce, a istotnym<br />
czynnikiem wspierajàcym to dzia∏anie jest dost´p do<br />
Êrodków finansowych na badania, rozwój i wdro˝enia.<br />
Kraj ten jest liderem wÊród paƒstw UE pod<br />
wzgl´dem nak∏adów na dzia∏alnoÊç badawczo-<br />
-rozwojowà, które w 2006 r. wynosi∏y 3,45% PKB [3].<br />
Celem oÊrodków dzia∏ajàcych w fiƒskim systemie<br />
transferu technologii jest zach´canie naukowców<br />
i przedsi´biorców do transferu technologii, a zw∏aszcza<br />
do podejmowania badaƒ w obszarach wa˝nych<br />
dla gospodarki fiƒskiej. Schemat systemu transferu<br />
technologii w Finlandii pokazano na rys. 2.<br />
Finlandia by∏a pierwszym krajem w UE, który<br />
wprowadzi∏ zasad´ koordynowania polityki naukowej<br />
na szczeblu wy˝szym ni˝ poszczególne ministerstwa,<br />
tworzàc Fiƒskà Rad´ Nauki i Technologii<br />
pod przewodnictwem premiera. Rada posiada podkomitet<br />
ds. polityki naukowej pod przewodnictwem<br />
ministra edukacji oraz podkomitet ds. polityki technologicznej<br />
pod przewodnictwem ministra handlu<br />
i przemys∏u [4]. Jej zadaniem jest prowadzenie polityki<br />
naukowej i technologicznej w paƒstwie, mi´dzy<br />
innymi przez rozdzielanie Êrodków publicznych na<br />
nauk´ i technologi´ pomi´dzy ministerstwami.<br />
Ârodki na tworzenie i wdra˝anie nowych technologii<br />
trafiajà do przedsi´biorstw, szkó∏ wy˝szych oraz<br />
ró˝nych instytutów badawczych mi´dzy innymi<br />
przez instytucje, takie jak: Akademia Fiƒska (podleg∏a<br />
ministrowi edukacji), Narodowa<br />
Agencja ds. Technologii TEKES<br />
(podleg∏a ministrowi handlu i<br />
przemys∏u) oraz Fiƒski Fundusz<br />
na rzecz Badaƒ i Rozwoju SITRA<br />
(instytucja podleg∏a parlamentowi).<br />
Specyficznà formà wspierania<br />
komercjalizacji wyników<br />
badaƒ naukowych w dzia∏alnoÊci<br />
przemys∏owej oraz narz´dziem<br />
integrujàcym przemys∏<br />
i nauk´ sà programy technologiczne<br />
prowadzone przez TEKES.<br />
Programy takie sà prowadzone<br />
Rys. 2. System transferu technologii w Finlandii<br />
26<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
wspólnie przez naukowców i przedsi´biorców<br />
w strategicznych dla gospodarki fiƒskiej obszarach.<br />
W 2006 r. realizowane by∏y 23 programy technologiczne<br />
o Êrednim bud˝ecie 16,5 mln euro. ¸àczny<br />
bud˝et programów wyniós∏ 380 mln euro, a dofinansowanie<br />
agencji kszta∏towa∏o si´ na poziomie<br />
190 mln euro [5]. Szko∏y wy˝sze i instytuty badawcze<br />
w Finlandii otrzymujà Êrodki pieni´˝ne na dzia-<br />
∏alnoÊç B+R w postaci grantów i dotacji od Akademii<br />
Fiƒskiej. W 2007 r. kwota finansowania wynios∏a<br />
260 mln euro [6]. Wspieraniem nowo powsta∏ych<br />
i rozwijajàcych si´ firm poprzez us∏ugi finansowe,<br />
doradcze i szkoleniowe zajmuje si´ instytucja SITRA,<br />
która w 2007 r. przeznaczy∏a na finansowanie programów<br />
w obszarach priorytetowych 5,7 mln euro,<br />
a na fundusz venture capital 15,7 mln euro [7]. Oprócz<br />
wymienionych instytucji w Finlandii dzia∏a wiele<br />
innych oÊrodków innowacji i transferu technologii,<br />
które zapewniajà wsparcie w procesie tworzenia<br />
i komercjalizacji wynalazków, jak np. Fundacja ds.<br />
Fiƒskiej WynalazczoÊci, Fiƒskie Inwestycje Przemys∏u<br />
(FII) czy Fiƒski Fundusz Ârodowiska Pracy.<br />
Charakterystycznymi czynnikami wp∏ywajàcymi<br />
na skutecznoÊç fiƒskiego systemu transferu technologii<br />
sà:<br />
– istnienie spójnego otoczenia instytucjonalnego<br />
posiadajàcego czytelne misje i okreÊlone obszary<br />
dzia∏ania, a jednoczeÊnie wspó∏pracujàcego ze sobà,<br />
– istnienie sieci wspó∏pracy mi´dzy instytutami<br />
badawczymi i szko∏ami wy˝szymi a przedsi´biorstwami<br />
(przedsi´biorstwa przeznaczajà Êrodki na<br />
prace badawcze tam prowadzone),<br />
– prowadzenie badaƒ przydatnych dla gospodarki<br />
i istnienie skutecznego systemu komercjalizacji<br />
nowych technologii (innowacyjne koncepcje sà<br />
zawsze wykorzystywane w przedsi´biorstwach).<br />
System transferu technologii w Niemczech<br />
Niemiecki system wspierania innowacji i transferu<br />
technologii jest jednym z najbardziej rozbudowanych<br />
systemów w UE. Jego dzia∏ania skierowane sà na<br />
inicjowanie i wspieranie badaƒ naukowych dla<br />
zaspokajania potrzeb przemys∏u. Niemcy nale˝à do<br />
czo∏ówki paƒstw w UE w zakresie przeznaczania<br />
nak∏adów na B+R – w 2006 r. nak∏ady na B+R wynios∏y<br />
2,51% PKB [3]. Wysokie nak∏ady na badania<br />
i istnienie du˝ej liczby instytucji tworzàcych nowe<br />
rozwiàzania znajdujà odzwierciedlenie w du˝ej liczbie<br />
wynalazków i patentów. Niemcy sà liderem w UE pod<br />
wzgl´dem liczby zg∏aszanych patentów – w 2006 r.<br />
wskaênik wynalazków zg∏oszonych w Niemieckim<br />
Urz´dzie Patentowym na 1 mln mieszkaƒców wyniós∏<br />
735 [8], a wskaênik wynalazków zg∏oszonych do<br />
Europejskiego Urz´du Patentowego na 1 mln mieszkaƒców<br />
osiàgnà∏ wartoÊç 302 [9, 10]. Dla porównania:<br />
w Finlandii, która równie˝ przeznacza wysokie<br />
nak∏ady na badania, w 2005 r. wskaênik wynalazków<br />
zg∏oszonych do Fiƒskiego Urz´du Patentowego<br />
na 1 mln mieszkaƒców wyniós∏ 394 [11], a w 2006 r.<br />
wskaênik wynalazków zg∏oszonych do Europejskiego<br />
Urz´du Patentowego na 1 mln mieszkaƒców – 319<br />
[9 – 10]. Schemat systemu transferu technologii<br />
w Niemczech pokazano na rys. 3.<br />
OdpowiedzialnoÊç za wzmacnianie postaw przedsi´biorczych<br />
i innowacyjnych, wspieranie transferu<br />
wiedzy i technologii, inicjowanie badaƒ naukowych<br />
jest rozdzielona w Niemczech pomi´dzy dwa poziomy<br />
rzàdowe: federalny i rejonowy, a w szczególnoÊci<br />
pomi´dzy dwa ministerstwa: Ministerstwo Federalne<br />
ds. Kszta∏cenia i Badaƒ (BMBF) oraz Ministerstwo<br />
Federalne ds. Gospodarki i Technologii (BMWi) [12].<br />
Organem ∏àczàcym dwa poziomy rzàdowe w zakresie<br />
tworzenia polityki naukowej jest instytucja o nazwie<br />
Wspólna Konferencja Naukowa (GWK). Jej cz∏onkami<br />
sà minister federalny ds. kszta∏cenia i badaƒ,<br />
federalny minister finansów oraz ministrowie poszczególnych<br />
landów. Instytucja ta rozdziela Êrodki<br />
na badania naukowe w ramach wprowadzanych<br />
programów mi´dzy takie oÊrodki, jak: Niemiecka<br />
Wspólnota ds. Badaƒ (DFG), Instytuty Maksa Plancka<br />
(MPG), Instytuty Fraunhofera (FhG), Stowarzyszenia<br />
Helmholtza (HGF), Instytuty Leibniza (WGL), Grupa<br />
Robocza Przemys∏owego Zwiàzku Badawczego „Otto<br />
von Guericke” AiF. Zadaniem powy˝szych oÊrodków<br />
jest uruchamianie i koordynowanie wprowadzanych<br />
przez ministerstwa programów w szko∏ach wy˝szych,<br />
instytutach badawczych i przedsi´biorstwach. Za<br />
polityk´ technologicznà w Niemczech odpowiedzialne<br />
jest Ministerstwo Federalne ds. Gospodarki i Technologii,<br />
które wykonuje swoje za∏o˝enia równie˝<br />
w ramach uruchamianych programów, a ich realizacjà<br />
zajmujà si´ ró˝ne oÊrodki innowacji i TT.<br />
Niemiecka Wspólnota ds. Badaƒ wspiera i inicjuje<br />
badania wy∏àcznie w szko∏ach wy˝szych i instytutach<br />
badawczych. Wspieraniem dzia∏alnoÊci innowacyjnej<br />
i B+R przedsi´biorstw zajmuje si´ Grupa<br />
Robocza Przemys∏owego Zwiàzku Badawczego „Otto<br />
von Guericke” AiF. Prowadzone przez AiF programy<br />
majà przyczyniaç si´ do zwi´kszania wspó∏pracy<br />
mi´dzy naukà a przemys∏em oraz do podnoszenia poziomu<br />
innowacyjnoÊci, zw∏aszcza wÊród MSP. G∏ównym<br />
celem dzia∏alnoÊci Instytutów Maksa Plancka,<br />
Instytutów Fraunhofera, Stowarzyszeƒ Helmholtza<br />
oraz Instytutów Leibniza jest prowadzenie dzia∏alnoÊci<br />
B+R. Instytuty Maksa Plancka stanowiace grup´<br />
76 instytutów cz∏onkowskich zajmujà si´ g∏ównie prowadzeniem<br />
badaƒ podstawowych, zw∏aszcza z dziedziny<br />
nauk socjologicznych, humanistycznych i ogólnych<br />
oraz prowadzeniem badaƒ uzupe∏niajàcych<br />
prace wykonywane w szko∏ach wy˝szych. Instytuty<br />
Fraunhofera liczàce 57 instytutów cz∏onkowskich<br />
skupiajà swoje dzia∏ania na prowadzeniu badaƒ nowatorskich<br />
i u˝ytecznych dla przemys∏u i dla spo-<br />
∏eczeƒstwa. Âwiadczà przedsi´biorcom równie˝ wiele<br />
dodatkowych us∏ug, jak np.: ocena u˝ytecznoÊci<br />
wynalazku i mo˝liwoÊci patentowych, ocena handlowego<br />
potencja∏u skutków prowadzenia badaƒ, tworzenie<br />
strategii komercjalizacji wynalazku, pomoc<br />
w wyszukiwaniu partnerów gospodarczych. Stowarzyszenia<br />
Helmholtza sk∏adajàce si´ z 16 centrów<br />
naukowych prowadzà prace badawcze w szeÊciu<br />
kluczowych obszarach naukowych: energia, ziemia<br />
i Êrodowisko, zdrowie, kluczowe technologie, struktura<br />
materii, transport i przestrzeƒ. Stowarzyszenia<br />
udzielajà szczególnego wsparcia m∏odym naukowcom,<br />
rekomendujàc ich do pracy w przemyÊle, pomagajàc<br />
w zdobyciu sta˝y, w planowaniu Êcie˝ek<br />
kariery. Instytuty Leibniza stanowiàce sieç 86 instytutów<br />
prowadzà prace badawcze w szerokim<br />
zakresie dziedzin: od ekonomii, przez socjologi´, nauki<br />
ogólne do nauk in˝ynierskich i Êrodowiskowych.<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 27
Rys. 3. System transferu technologii w Niemczech<br />
Charakterystycznym czynnikiem wp∏ywajàcym na<br />
skutecznoÊç niemieckiego systemu transferu technologii<br />
jest ogromna wiedza ekspercka zgromadzona<br />
w licznych instytutach federalnych i rejonowych<br />
owocujàca tworzeniem i wdra˝aniem technologii.<br />
Natomiast s∏aboÊcià prezentowanego systemu jest<br />
stopieƒ jego skomplikowania i rozdrobnienia wynikajàcy<br />
przede wszystkim z ustroju politycznego. Za<br />
polityk´ innowacyjnà odpowiedzialne sà tu tak naprawd´<br />
dwa ministerstwa: BMBF i BMWi, co mo˝e<br />
ograniczaç mo˝liwoÊci stworzenia w pe∏ni zintegrowanej<br />
polityki innowacyjnej. Ponadto muszà istnieç<br />
instytucje, których zadaniem jest koordynowanie<br />
dzia∏aƒ realizowanych na szczeblu federalnym i zwiàzkowym<br />
(obecna GWK) [13].<br />
System transferu technologii w Polsce<br />
W polskim systemie transferu technologii od lat<br />
dokonujà si´ zmiany majàce na celu dopasowanie<br />
tego systemu do potrzeb gospodarki opartej na wiedzy.<br />
W porównaniu z Irlandià, Finlandià i Niemcami<br />
Polska jest mniej rozwini´ta zarówno pod wzgl´dem<br />
gospodarczym, jak i pod wzgl´dem stosowania<br />
i tworzenia nowych technologii. Mimo coraz powszechniejszej<br />
ÊwiadomoÊci dotyczàcej koniecznoÊci<br />
zwi´kszania nak∏adów paƒstwa i prywatnych przedsi´biorców<br />
na prace B+R, nak∏ady te sà nadal bardzo<br />
niskie – w 2006 r. wynosi∏y zaledwie 0,56% PKB [3].<br />
Znajduje to wyraz w niskiej liczbie wynalazków<br />
i patentów – w 2006 r. wskaênik wynalazków zg∏oszonych<br />
do Urz´du Patentowego na 1 mln mieszkaƒców<br />
przyjà∏ wartoÊç 57 [14], przez co by∏ a˝ 13 razy<br />
mniejszy ni˝ w Niemczech. W obliczu braku w∏asnych<br />
Êrodków na badania, dzia∏ania systemu transferu<br />
technologii w Polsce nakierowane sà g∏ównie na<br />
pozyskiwanie Êrodków unijnych na dzia∏alnoÊç innowacyjnà<br />
i B+R. Obecny system transferu technologii<br />
przedstawiono na rys. 4.<br />
W ramach lepszego zarzàdzania naukà i technologià<br />
ju˝ przed 2005 r. przekszta∏cono Komitet Badaƒ<br />
Naukowych w Rad´ Nauki dzia∏ajàcà przy Ministerstwie<br />
Nauki i Szkolnictwa Wy˝szego. Rada Nauki pe∏ni<br />
rol´ organu opiniodawczo-doradczego, sporzàdzajàc<br />
oceny i projekty dzia∏aƒ dotyczàce polityki naukowej<br />
i naukowo-technicznej paƒstwa. Organami rady<br />
sà: Komitet Polityki Naukowej i Naukowo-Technicznej,<br />
Komisja Badaƒ na rzecz Rozwoju Nauki, Komisja<br />
Badaƒ na rzecz Rozwoju Gospodarki. MNiSW rozdziela<br />
Êrodki na nauk´ pomi´dzy szko∏y wy˝sze,<br />
jednostki badawczo-rozwojowe, placówki naukowe<br />
Polskiej Akademii Nauk (PAN). W 2005 r. utworzono<br />
Ministerstwo Rozwoju Regionalnego (MRR), którego<br />
zadaniem jest monitorowanie maksymalnego wykorzystania<br />
Êrodków przyznanych Polsce przez UE.<br />
Politykà gospodarczà i innowacyjnà zajmuje si´<br />
Ministerstwo Gospodarki (MG), tworzàc np. strategie<br />
i programy dla rozwoju polskiego przemys∏u.<br />
Dobrym kierunkiem realizowania polityki naukowej<br />
i technologicznej w Polsce jest powo∏anie<br />
w 2007 r. Narodowego Centrum Badaƒ i Rozwoju<br />
(NCBiR) nadzorowanego przez ministra nauki i szkolnictwa<br />
wy˝szego. Centrum ma realizowaç strategiczne<br />
programy badaƒ naukowych i prac rozwojowych,<br />
a w szczególnoÊci: og∏aszaç konkursy na wykonanie,<br />
oceniaç i wybieraç oferty, nadzorowaç realizacj´<br />
i rozliczaç z wykonanego zadania. Obecnie Centrum<br />
realizuje kilka programów krajowych i mi´dzyna-<br />
28<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
odowych, jak np. „Inicjatywa Technologiczna I”,<br />
którego celem jest dofinansowanie projektów badawczych,<br />
celowych oraz prac przygotowawczych<br />
do wdro˝enia, lub np. „Program Wspólny AAL” nakierowany<br />
na stymulowanie generowania innowacyjnych<br />
produktów, us∏ug i systemów bazujàcych<br />
na technologii informacyjno-komunikacyjnej (ICT).<br />
WÊród oÊrodków innowacji i TT zdecydowanie<br />
wyró˝nia si´ PARP – rzàdowa agencja podlegajàca<br />
ministrowi gospodarki. PARP zajmuje si´ wdra˝aniem<br />
programów rozwoju gospodarki realizowanych przez<br />
ministerstwa, np. program „Innowacyjna Gospodarka”<br />
realizowany przez Ministerstwo Rozwoju<br />
Regionalnego (MRR) przy wspó∏udziale MG i MNiSW<br />
czy te˝ „Program Operacyjny Rozwój Polski Wschodniej”<br />
realizowany przez MRR. Nale˝y zaznaczyç, ˝e<br />
wprowadzane w Polsce programy sà finansowane<br />
g∏ównie ze Êrodków unijnych, przy wspó∏udziale<br />
wk∏adu w∏asnego. Pozosta∏e dzia∏ania majàce na celu<br />
wspieranie transferu technologii realizowane przez<br />
PARP to mi´dzy innymi:<br />
– Êwiadczenie us∏ug doradczych, eksperckich,<br />
szkoleniowych w zakresie innowacji i transferu technologii,<br />
– gromadzenie i udost´pnianie przedsi´biorcom<br />
wiedzy, raportów, analiz, informacji gospodarczych,<br />
– wspieranie inicjatyw rozwoju infrastruktury TT<br />
(np. opracowywanie studiów wykonalnoÊci i biznesplanów),<br />
– prowadzenie dzia∏aƒ zmierzajàcych do rozwoju<br />
i wzmacniania zwiàzków kooperacyjnych mi´dzy<br />
ró˝nymi instytucjami przedsi´biorczoÊci i innowacji<br />
poprzez np. koordynowanie dzia∏alnoÊci Krajowego<br />
Systemu Us∏ug dla Ma∏ych i Ârednich Przedsi´biorstw<br />
(KSU).<br />
WÊród pozosta∏ych oÊrodków innowacji i transferu<br />
technologii mo˝na wyró˝niç instytucje takie jak:<br />
Agencja Rozwoju Przemys∏u (ARP), wÊród dzia∏aƒ<br />
której mo˝na wymieniç inicjowanie tworzenia parków<br />
przemys∏owych i technologicznych opartych na<br />
majàtku restrukturyzowanych przedsi´biorstw oraz<br />
pomoc w wyszukiwaniu partnerów gospodarczych,<br />
Naczelna Organizacja Techniczna (NOT), Êwiadczàca<br />
us∏ugi w zakresie ekspertyz i opinii technicznych,<br />
prac projektowych, doradztwa technicznego,<br />
realizacji prac wdro˝eniowych, a tak˝e prowadzàca<br />
szkolenia dla kadry technicznej i mened˝erskiej<br />
i organizujàca sta˝e zagraniczne dla m∏odej kadry za<br />
granicà,<br />
Krajowa Izba Gospodarcza (KIG), g∏ównie<br />
prowadzàca dzia∏alnoÊç szkoleniowà i doradczà w<br />
zakresie promocji i wdra˝ania innowacji w firmach,<br />
Fundacja na rzecz Nauki Polskiej (FNP), zajmujàca<br />
si´ wspieraniem dzia∏alnoÊci naukowców i zespo∏ów<br />
badawczych poprzez system nagród i stypendiów,<br />
wspieraniem dzia∏aƒ umo˝liwiajàcych<br />
wdra˝anie osiàgni´ç naukowych do praktyki gospodarczej<br />
m.in. przez przyznawanie subwencji na<br />
wdro˝enia,<br />
Stowarzyszenie Organizatorów OÊrodków Innowacji<br />
i Przedsi´biorczoÊci (SOOIP), które prowadzi<br />
dzia∏alnoÊç szkoleniowà i doradczà w zakresie przedsi´biorczoÊci,<br />
innowacji i transferu technologii, a tak-<br />
˝e zajmuje si´ popularyzacjà wiedzy i osiàgni´ç naukowych<br />
przez organizowanie szkoleƒ i konferencji,<br />
Polska Agencja Informacji i Inwestycji Zagranicznych,<br />
której celem jest dzia∏alnoÊç informacyjna<br />
i promowanie Polski w celu przyciàgni´cia inwestorów<br />
zagranicznych.<br />
Wykonawcami badaƒ w Polsce sà: szko∏y wy˝sze,<br />
jednostki badawczo-rozwojowe (jbr-y), jednostki PAN<br />
oraz przedsi´biorstwa. Faktem jest, ˝e przedsi´biorstwa<br />
zajmujà si´ dzia∏alnoÊcià B+R w bardzo<br />
ograniczonym zakresie – w 2006 r. tylko 32% firm<br />
przeznacza∏o Êrodki finansowe na B+R [15]. Dla<br />
porównania w 2006 r.: w Irlandii wÊród wykonawców<br />
badaƒ przedsi´biorstwa stanowi∏y 67% [16],<br />
w Finlandii – 71% [17], a w Niemczech w 2005 r. – 69%<br />
Rys. 4. System transferu technologii w Polsce<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 29
[18]. Poza tym nak∏ady na B+R przedsi´biorstw<br />
w Polsce sà bardzo niskie – w 2005 r. stanowi∏y zaledwie<br />
0,18% PKB [19].<br />
PAN jest paƒstwowà instytucjà naukowà, która<br />
dzia∏a w kierunku rozwoju i promocji nauki, a nadzór<br />
nad nià sprawuje Prezes Rady Ministrów. Placówkami<br />
naukowymi akademii sà instytuty, zak∏ady,<br />
centra, stacje badawcze i inne jednostki prowadzàce<br />
badania naukowe i prace badawczo-rozwojowe.<br />
W swojej dzia∏alnoÊci PAN wspó∏dzia∏a ze szko∏ami<br />
wy˝szymi i ró˝nymi instytucjami naukowymi. Jednostki<br />
badawczo-rozwojowe sà placówkami paƒstwowymi,<br />
ale posiadajà równie˝ status przedsi´biorcy,<br />
tzn. prowadzàc badania naukowe, kierujà si´<br />
tak˝e potrzebà zysku. Jbr-y w wi´kszoÊci sà podporzàdkowane<br />
organizacyjnie Ministerstwu Gospodarki.<br />
Sektor jbr w 2008 r. stanowi∏ 162 jednostki [20]<br />
o zró˝nicowanym potencjale naukowym i ekonomicznym.<br />
Badania w instytutach w oko∏o 20-30% sà<br />
finansowane z bud˝etu paƒstwa.<br />
W zwiàzku z tym, ˝e Polska jest krajem o s∏abym<br />
potencjale technologicznym i naukowym, i co si´<br />
z tym wià˝e – niewielkich dokonaniach w sferze<br />
naukowo-technologicznej, trudno tu mówiç o czynnikach,<br />
które wp∏ywajà na skutecznoÊç prezentowanego<br />
wy˝ej systemu TT. Natomiast jednà z jego<br />
s∏aboÊci jest izolowanie istniejàcych jednostek<br />
badawczych od zak∏adów przemys∏owych (prezentuje<br />
to pionowa kreska mi´dzy przedsi´biorstwami<br />
a jednostkami naukowymi na rys. 4). Wspó∏prac´<br />
utrudnia brak mechanizmów proinnowacyjnych. Poza<br />
tym polskie oÊrodki innowacji i TT nie sà ze sobà<br />
ÊciÊle powiàzane, tak jak to ma miejsce w systemie<br />
fiƒskim, gdzie ró˝ne instytucje podejmujà wspólne<br />
projekty i wspó∏pracujà ze sobà. W celu zmiany<br />
istniejàcego stanu rzeczy niezb´dne sà dalsze reformy<br />
systemu transferu technologii.<br />
Podsumowanie<br />
Przedstawione systemy transferu technologii<br />
w Irlandii, Finlandii, Niemczech i Polsce wykazujà<br />
podobieƒstwa w zakresie podzia∏u na trzy poziomy<br />
struktur organizacyjnych, czyli mo˝na tam wyodr´bniç<br />
poziom decydentów, poziom wsparcia i poziom<br />
wykonawców badaƒ. Ró˝nice wynikajà natomiast<br />
z realizowanych przez nie celów, które polegajà na<br />
wspieraniu dominujàcych mechanizmów transferu<br />
technologii.<br />
W Irlandii dominujàcymi mechanizmami TT sà:<br />
bezpoÊrednie inwestycje zagraniczne oraz import<br />
zagranicznej technologii. Wydaje si´, ˝e dzia∏ajàcy<br />
tam system TT wspomaga te mechanizmy przez<br />
odpowiednie posuni´cia polityki rzàdowej, np. niski<br />
podatek od zysków, czy te˝ dzia∏alnoÊç krajowych<br />
instytucji pilnujàcych bezpieczeƒstwa inwestycji<br />
i wspierajàcych rodzimà dzia∏alnoÊç naukowà.<br />
W Finlandii dominujàcym mechanizmem, za pomocà<br />
którego dokonuje si´ transfer technologii, jest<br />
przede wszystkim realizacja B+R w ramach programów<br />
badawczych. System TT w tym kraju bardzo<br />
skutecznie wspiera ten mechanizm przez polityk´<br />
rzàdowà, w ramach której przeznacza si´ ogromne<br />
Êrodki finansowe na badania, oraz przez instytucje TT,<br />
które sprawnie rozdysponowujà te Êrodki i jednoczà<br />
Êrodowisko naukowców i przedsi´biorców.<br />
G∏ównymi sposobami transferu technologii<br />
w Niemczech sà: realizacja prac B+R, a w ostatnich<br />
latach wspieranie przedsi´wzi´ç innowacyjnych<br />
w ma∏ych i Êrednich przedsi´biorstwach. Mimo<br />
pewnych niedoskona∏oÊci prezentowanego niemieckiego<br />
systemu TT (przedstawionych wy˝ej) wydaje<br />
si´, ˝e na tyle dobrze wspiera on te mechanizmy, ˝e<br />
wp∏ywa to na dobre wyniki osiàgane przez Niemcy<br />
w ró˝nych wskaênikach gospodarczych i naukowo-<br />
-technicznych.<br />
W Polsce brak jest sprawdzonych mechanizmów<br />
TT, trudno te˝ wyodr´bniç mechanizmy dominujàce.<br />
Obecnie g∏ównym celem wypracowanego systemu<br />
transferu technologii jest zdobywanie Êrodków<br />
unijnych na rozwój gospodarczy i rozdysponowywanie<br />
tych Êrodków na ca∏y kraj w ramach<br />
wdra˝anych programów. Programy te dotyczà tak˝e<br />
wspierania innowacyjnoÊci i przedsi´biorczoÊci<br />
w firmach – w przysz∏oÊci nale˝y wi´c spodziewaç<br />
si´ pewnych rezultatów.<br />
W systemach transferu technologii w Irlandii, Finlandii<br />
i Niemczech istniejà instytucje, które inicjujà,<br />
wspierajà i finansujà dzia∏alnoÊç naukowà w szko-<br />
∏ach wy˝szych, czyli Akademia Fiƒska, Irlandzki Urzàd<br />
ds. Szkolnictwa Wy˝szego, Niemiecka Wspólnota<br />
ds. Badaƒ. Instytucje te decydujà o alokacji Êrodków<br />
finansowych w ró˝nych obszarach badawczych<br />
w ramach programów badawczych dla szkó∏ wy˝szych,<br />
inicjujà wspó∏prac´ szkó∏ wy˝szych przez<br />
kooperacj´ naukowców i tworzenie zespo∏ów badawczych<br />
pracujàcych nad nowymi technologiami,<br />
zajmujà si´ zacieÊnianiem zwiàzków mi´dzy naukà<br />
a gospodarkà. W polskim systemie transferu technologii<br />
brak jest podobnej instytucji. W sytuacji, kiedy<br />
zwiàzki mi´dzy naukowcami a przedsi´biorcami sà<br />
w Polsce bardzo s∏abe, jej istnienie by∏oby bardzo<br />
po˝àdane.<br />
Specyficznà instytucjà wyst´pujàcà w irlandzkim<br />
systemie transferu technologii jest Agencja Rozwoju<br />
Przemys∏owego, która przyciàga do Irlandii bezpo-<br />
Êrednie inwestycje zagraniczne. Wiadomo, ˝e transfer<br />
technologii w postaci bezpoÊrednich inwestycji<br />
zagranicznych mo˝e stymulowaç rozwój gospodarczy,<br />
dzi´ki temu, ˝e wià˝e si´ z przep∏ywem kapita∏u,<br />
nowoczesnych technik produkcyjnych, metod organizacyjnych<br />
i know-how. W sytuacji Polski, która nie<br />
tworzy nowoczesnych rozwiàzaƒ technologicznych<br />
we w∏asnym zapleczu B+R, BIZ mog∏yby wprowadziç<br />
takie technologie do kraju. Dlatego wydaje si´<br />
potrzebne utworzenie specjalnej instytucji, która<br />
sprowadza∏aby inwestorów do Polski. W tym celu<br />
nale˝y zezwoliç na wi´kszà niezale˝noÊç ju˝ istniejàcej<br />
Agencji Informacji i Inwestycji Zagranicznych,<br />
tak aby mia∏a ona mo˝liwoÊç podejmowania wobec<br />
inwestorów pewnych zobowiàzaƒ w imieniu rzàdu.<br />
Obecnie agencja prowadzi g∏ównie dzia∏alnoÊç<br />
informacyjnà.<br />
LITERATURA<br />
1. http://www.mg.gov.pl/<br />
2. http://oberon.sourceoecd.org/vl=2664213/cl=37/nw=1/<br />
rpsv/sti2007/gh11-4.htm, „Technology balance of payments,<br />
2005”<br />
3. http://epp.eurostat.ec.europa.eu/, „Gross domestic expenditure<br />
on R&D (GERD)”<br />
4. http://www.research.fi, „Research in Finland”, str. 4<br />
5. http://www.tekes.fi/annual_review06/page22.asp, „Annual<br />
Review 2006”<br />
30<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
6. http://www.aka.fi<br />
7. http://www.sitra.fi, „Annual Report 2007”, Sitra, str. 59<br />
8. www.dpma.de, „Jahresbericht 2006”, Deutsches Patentund<br />
Markenamt, str. 9<br />
9. www.epo.org, „European applications filed in 2005”<br />
10. www.epp.eurostat.ec.europa.eu, „Total population”<br />
11. http://www.stat.fi/til/pat/index_en.html<br />
12. http://www.bmbf.de, „Administrative Structure of Government-funded<br />
Science and Technology (R&D) in Germany”<br />
13. http://globaleconomy.pl/content/view/2424/21/, M. Kolka,<br />
„Stan i perspektywy innowacyjnoÊci w Unii Europejskiej”<br />
14. „Nauka i technika w 2005”, GUS, Warszawa 2006, str. 200<br />
15. „Rocznik statystyczny województw 2007”, GUS, Warszawa<br />
2007, str. 586<br />
16. „Research and Development Statistics in Ireland 2006 – at<br />
a glance”, Forfas 2007, str. 12<br />
17. http://www.research.fi/en/resources/R_D_expenditure/<br />
R_D_expenditure_table<br />
18. „Forschung und Innovation in Deutschland 2007”, Bundesministerium<br />
für Bildung und Forschung, Bonn-Berlin 2007,<br />
str. 12<br />
19. http://epp.eurostat.ec.europa.eu, „R&D expenditure and<br />
personnel”, Statistics in focus 23/2007, str. 2<br />
20. http://148.81.190.219/e107/prezentacje/rafalski.htm, L. Rafalski<br />
„Jednostki badawczo-rozwojowe w 2008 r.”, prezentacja<br />
w ramach konferencji „Nowe finansowanie.<br />
Wi´ksza dost´pnoÊç. Lepsza jakoÊç”, Warszawa, 25 stycznia<br />
2008 r.<br />
Badania symulacyjne i szybkie prototypowanie ruchu<br />
robota czterono˝nego o strukturze ssaka<br />
MACIEJ T. TROJNACKI<br />
Wykaz wa˝niejszych oznaczeƒ<br />
l – d∏ugoÊç kroku,<br />
h – wysokoÊç podniesienia nogi,<br />
H – wysokoÊç podniesienia korpusu robota,<br />
l 0<br />
– przesuni´cie osi obrotu stopy wzgl´dem osi obrotu<br />
nogi w pozycji poczàtkowej,<br />
x Bj<br />
, y Bj<br />
– wspó∏rz´dne punktów B j<br />
w uk∏adzie Rxyz<br />
korpusu,<br />
α, β, γ – kàty: przechylenia, pochylenia i obrotu korpusu<br />
robota wzgl´dem nieruchomego uk∏adu odniesienia<br />
OXYZ,<br />
θ ij<br />
– kàt przegubowy zwiàzany z obrotem i-tego cz∏onu<br />
j-tej nogi,<br />
u RC<br />
– pr´dkoÊç ustalonego ruchu post´powego korpusu<br />
.<br />
robota do przodu lub ty∏u,<br />
γ C<br />
– maksymalna pr´dkoÊç kàtowa, z jakà obraca si´<br />
korpus robota,<br />
u i.j<br />
– sygna∏ sterujàcy serwomechanizmem realizujàcym<br />
obrót i-tego cz∏onu j-tej nogi,<br />
s j<br />
– sygna∏y ze styczników zamontowanych w stopach<br />
robota.<br />
Badania symulacyjne ruchu robotów pozwalajà<br />
w pierwszym przybli˝eniu zweryfikowaç poprawnoÊç<br />
przyj´tych metod syntezy ruchu. Wyniki takich<br />
badaƒ dla robotów czterono˝nych mo˝na odnaleêç<br />
w wi´kszoÊci prac zwiàzanych z syntezà ich ruchu,<br />
m.in. [1 – 15]. Z kolei animacja ruchu robota umo˝liwia<br />
wizualnà analiz´ poprawnoÊci realizacji ruchu,<br />
co ze wzgl´du na ograniczonà wyobraêni´ przestrzennà<br />
cz∏owieka u∏atwia wychwycenie ewentualnych<br />
b∏´dów w syntezie ruchu oraz stanowi uzupe∏nienie<br />
badaƒ symulacyjnych. Wyniki badaƒ symulacyjnych<br />
poparte animacjami ruchu mo˝na odnaleêç m.in.<br />
w pracach [10, 13, 14]. Realizacja badaƒ eksperymentalnych<br />
pozwala na ostatecznà weryfikacj´ przyj´tych<br />
rozwiàzaƒ. W szczególnoÊci badania eksperymentalne<br />
pozwalajà na wychwycenie trudnych do<br />
zamodelowania zjawisk fizycznych, np. zwiàzanych<br />
z tarciem. Takimi badaniami poparte sà np. prace<br />
Dr Maciej T. Trojnacki jest pracownikiem Przemys∏owego<br />
Instytutu Automatyki i Pomiarów w Warszawie.<br />
[3, 6, 7, 10 – 13, 16, 17, 19]. W niektórych pracach,<br />
jak [11, 16, 18, 19] autorzy pomijajà etap badaƒ<br />
symulacyjnych, realizujàc od razu badania eksperymentalne.<br />
Najbardziej kompleksowym podejÊciem<br />
w syntezie ruchu robotów czterono˝nych jest realizacja<br />
zarówno badaƒ symulacyjnych popartych<br />
animacjami ruchu, jak i badaƒ eksperymentalnych.<br />
Badania symulacyjne dostarczajà wprawdzie mniej<br />
wiarygodne wyniki w porównaniu z badaniami eksperymentalnymi,<br />
jednak˝e umo˝liwiajà analiz´ wi´kszej<br />
liczby parametrów, minimalizujàc koszty w przypadku<br />
koniecznoÊci modyfikacji algorytmu ruchu<br />
robota. Omawiane kompleksowe podejÊcie do syntezy<br />
ruchu robotów czterono˝nych mo˝na znaleêç<br />
np. w pracach [12, 17]. ¸agodne przejÊcie pomi´dzy<br />
realizacjà badaƒ symulacyjnych i eksperymentalnych<br />
mo˝na uzyskaç, stosujàc metod´ szybkiego<br />
prototypowania zaprojektowanych algorytmów ruchu.<br />
Idea takiej metody polega na tym, ˝e badania<br />
symulacyjne i eksperymentalne realizuje si´ w podobnym<br />
Êrodowisku, a zamiast docelowego kontrolera<br />
robota wykorzystuje si´ do realizacji badaƒ<br />
eksperymentalnych karty kontrolno-pomiarowe.<br />
Publikacja stanowi kontynuacj´ artyku∏u pt.: „Synteza<br />
ruchu robota czterono˝nego o strukturze ssaka”<br />
[20]. W pracy [20] dokonano przeglàdu metod syntezy<br />
ruchu robotów kroczàcych ze szczególnym<br />
uwzgl´dnieniem robotów czterono˝nych oraz przedstawiono<br />
metod´ syntezy ruchu robota czterono˝nego<br />
o strukturze ssaka. Omówiono w niej struktur´<br />
kinematycznà robota i pokazano jego model konstrukcji.<br />
Opisano sposób syntezy elementarnych ruchów<br />
robota, takich jak ruch pod∏u˝ny i ruch obrotowy.<br />
Podano rozwiàzanie zadania odwrotnego kinematyki<br />
dla nóg robota, umo˝liwiajàce wyznaczenie<br />
kàtów przegubowych. Syntez´ ruchu robota zrealizowano<br />
z uwzgl´dnieniem po∏o˝enia jego Êrodka<br />
masy i punktu zerowego momentu.<br />
W niniejszej pracy zamieszczono wyniki badaƒ<br />
symulacyjnych ruchu robota w pakiecie Matlab/<br />
Simulink, bazujàc na wczeÊniej opracowanej metodzie<br />
ruchu [20], oraz omówiono sposób realizacji anima-<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 31
cji jego ruchu z zastosowaniem przybornika Virtual<br />
Reality. Opisano Êrodowisko badaƒ eksperymentalnych<br />
oraz zamieszczono wyniki szybkiego prototypowania<br />
ruchu robota z zastosowaniem przybornika<br />
Real Time Windows Target pakietu Matlab<br />
i karty kontrolno-pomiarowej Advantech PCI 1710.<br />
Wykonane badania eksperymentalne zweryfikowa∏y<br />
poprawnoÊç proponowanych metod syntezy ruchu<br />
robota.<br />
Badania symulacyjne<br />
Ârodowisko badaƒ symulacyjnych<br />
W badaniach symulacyjnych ruch robota zadawany<br />
by∏ przy u˝yciu d˝ojstika, z wykorzystaniem<br />
aktualnego stanu 4 osi analogowych i 12 przycisków.<br />
Dla wszystkich zadawanych za pomocà osi analogowych<br />
d˝ojstika sygna∏ów wprowadzono stref´<br />
nieczu∏oÊci w celu wyeliminowania przypadkowego<br />
wychylenia d˝ojstika i jego skr´cenia. Sygna∏y te by∏y<br />
tak˝e filtrowane za pomocà filtru inercyjnego pierwszego<br />
rz´du w celu wyeliminowana zbyt szybkich<br />
i przypadkowych zmian tych sygna∏ów. Wychylenie<br />
pod∏u˝ne dêwigni d˝ojstika l U<br />
powodowa∏o ruch<br />
pod∏u˝ny korpusu robota, boczne l V<br />
– ruch boczny,<br />
skr´cenie l R<br />
– ruch obrotowy, natomiast równoczesne<br />
wychylenie pod∏u˝ne i skr´cenie dêwigni d˝ojstika<br />
– zakr´canie.<br />
Ustawienie przepustnicy l P<br />
determinuje pr´dkoÊç<br />
ruchu ustalonego robota:<br />
p RC<br />
= (–l P<br />
+ 100)/5000, m/s (1)<br />
Pr´dkoÊci decydujàce o ruchu robota sà okreÊlane<br />
w funkcji tej pr´dkoÊci. Mianowicie, pr´dkoÊç ustalonego<br />
ruchu pod∏u˝nego u RC<br />
jest okreÊlana z zale˝noÊci:<br />
u RC<br />
= p RC<br />
sgn(–l U<br />
), m/s (2)<br />
maksymalna pr´dkoÊç<br />
.<br />
kàtowa obrotu w∏asnego<br />
korpusu robota γ C<br />
jako:<br />
.<br />
γ C<br />
= 250 sgn(–l R<br />
)p RC<br />
π/180, rad/s (3)<br />
a maksymalna pr´dkoÊç ruchu bocznego v RC<br />
z równania:<br />
v RC<br />
= p RC<br />
sgn(–l V<br />
), m/s (4)<br />
Promieƒ zakr´tu robota jest okreÊlany na podstawie<br />
wielkoÊci skr´cenia dêwigni d˝ojstika l R<br />
z zale˝noÊci:<br />
R = l R<br />
/50 + 2,5 sgn(–l R<br />
), m (5)<br />
G∏ówna p´tla programu realizowana by∏a co<br />
dt = 0,02 s, czyli co przyj´ty krok dyskretyzacji. Taka<br />
wartoÊç kroku dyskretyzacji wynika z faktu, ˝e tyle<br />
samo wynosi okres PWM sterowania standardowymi<br />
serwomechanizmami.<br />
Wszystkie przyciski d˝ojstika by∏y sprawdzane<br />
w p´tli g∏ównej co a · dt. W p´tli tej, w zale˝noÊci od<br />
stanu przycisków, sterowane wielkoÊci by∏y zwi´kszane<br />
lub zmniejszane o zadane wartoÊci jednostkowe.<br />
WielkoÊci, które mog∏y byç zmieniane za pomocà<br />
przycisków, to: H, l, h i r, gdzie: H – wysokoÊç<br />
podniesienia korpusu robota, l – d∏ugoÊç kroku<br />
– domyÊlnie l = l max<br />
= 0,06 m, h – wysokoÊç kroku<br />
– domyÊlnie h = 0,03 m, r – po∏owa rozstawu stóp<br />
robota – domyÊlnie r = d / 2 = 0,05 m.<br />
Oprogramowanie generujàce ruch robota zosta∏o<br />
pomyÊlane w taki sposób, aby by∏o mo˝liwe zarówno<br />
wykorzystanie go w badaniach symulacyjnych<br />
z zastosowaniem pakietu Matlab/Simulink, jak i na<br />
rzeczywistym sterowniku robota. Ca∏oÊç oprogramowania<br />
zosta∏a napisana w j´zyku C. Na tej podstawie<br />
zosta∏a stworzona s-funkcja programu Matlab,<br />
która spe∏nia∏a funkcj´ wirtualnego sterownika robota.<br />
Zadaniem oprogramowania by∏o ostatecznie<br />
wyznaczanie wartoÊci PWM do sterowania serwomechanizmami<br />
na podstawie sygna∏ów pochodzàcych<br />
z d˝ojstika. WielkoÊci sterowaƒ serwomechanizmów<br />
by∏y wykorzystywane w badaniach eksperymentalnych<br />
robota metodà szybkiego prototypowania,<br />
tj. bez u˝ycia sterownika robota, a jedynie<br />
z zastosowaniem sterownika serwomechanizmów<br />
i karty kontrolno-pomiarowej dzia∏ajàcej pod kontrolà<br />
pakietu Matlab/Simulink.<br />
Schemat dzia∏ania oprogramowania w wersji<br />
symulacyjnej by∏ nast´pujàcy:<br />
1. Odczyt sygna∏ów sterujàcych ruchem robota<br />
z d˝ojstika,<br />
2. Wybór rodzaju i etapu ruchu na podstawie<br />
dotychczasowego ruchu i sygna∏ów pochodzàcych<br />
z d˝ojstika,<br />
3. Obliczenie pr´dkoÊci zwiàzanych z wybranym<br />
ruchem,<br />
4. Synteza ruchu punktów R i B j<br />
[20] (dla ruchu<br />
obrotowego i zakr´cania dodatkowo obrót γ) w uk∏adzie<br />
nieruchomym OXYZ,<br />
5. Transformacja wspó∏rz´dnych punktów B j<br />
do<br />
uk∏adu Rxyz zwiàzanego z korpusem robota,<br />
6. Rozwiàzanie zadania odwrotnego kinematyki<br />
– okreÊlenie kàtów θ i,j<br />
,<br />
7. Obliczenie pr´dkoÊci . .. i przyspieszeƒ kàtowych<br />
w przegubach robota (θ i,j<br />
, θ i,j<br />
),<br />
8. OkreÊlenie wspó∏rz´dnych Êrodka masy robota<br />
x CG<br />
, y CG<br />
, z CG<br />
w uk∏adzie zwiàzanym z korpusem robota,<br />
9. Wyznaczenie sk∏adowych si∏ dzia∏ajàcych na<br />
Êrodek masy robota G x<br />
, G y<br />
, G z<br />
w uk∏adzie zwiàzanym<br />
z korpusem robota,<br />
10.OkreÊlenie teoretycznego po∏o˝enia punktu<br />
zerowego momentu – x ZMP<br />
, y ZMP<br />
, z ZMP<br />
w uk∏adzie zwiàzanym<br />
z korpusem robota,<br />
11.Wyznaczenie sterowaƒ serwomechanizmów u i.j<br />
,<br />
12.Wizualizacja wyników i animacja ruchu robota.<br />
W niniejszej pracy prezentowane sà wyniki badaƒ<br />
symulacyjnych dla ruchu robota do przodu i jego<br />
obrotu w lewo.<br />
Animacja ruchu robota<br />
Równolegle z symulacjami ruchu robota realizowana<br />
by∏a animacja jego ruchu wykonana z zastosowaniem<br />
przybornika Virtual Reality pakietu<br />
Matlab/Simulink. Przybornik ten pozwala tworzyç<br />
realistycznie trójwymiarowe animacje. Umo˝liwia<br />
zadawanie ruchu uk∏adu podczas symulacji. Dzi´ki<br />
temu podczas symulacji mo˝na w bardzo szybki<br />
i wygodny sposób zrozumieç dzia∏anie projektowanego<br />
uk∏adu oraz przetestowaç go w czasie rzeczywistym<br />
poprzez zastosowanie dodatkowo przybornika<br />
Real Time Windows Target. Za pomocà bloku<br />
VR Sink (rys. 1a) definiuje si´ m.in., jakie elementy<br />
robota b´dà nap´dzane. Mo˝liwe jest zadawanie<br />
zarówno przesuni´ç, jak i obrotów. W trakcie animacji,<br />
32<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
która odbywa si´ w osobnym oknie (rys. 1b) mo˝na<br />
manipulowaç animowanà scenà, w tym prze∏àczaç<br />
si´ na zdefiniowane widoki z ró˝nych kamer. Przy<br />
u˝yciu przybornika VR animowane sà zarówno proste<br />
modele fizyczne, jak i z∏o˝one, które mogà byç zaprojektowane<br />
w takich programach, jak 3DStudio<br />
Max czy AutoCAD. Istnieje tak˝e mo˝liwoÊç pod-<br />
∏àczenia i obs∏ugi d˝ojstika lub myszki.<br />
Wyniki badaƒ symulacyjnych<br />
W badaniach symulacyjnych rozpatrzono elementarne<br />
ruchy robota takie, jak ruch pod∏u˝ny i ruch<br />
obrotowy. Wyniki tych badaƒ opisano na przyk∏adzie<br />
dwóch poni˝szych symulacji.<br />
Symulacja 1<br />
Pierwszà prezentowanà symulacj´ zrealizowano<br />
dla ruchu pod∏u˝nego do przodu. Symulacj´ przeprowadzono<br />
dla danych: p RC<br />
= 0,03 m/s (pr´dkoÊç<br />
ruchu ustalonego), l = 0,06 m (d∏ugoÊç kroku),<br />
h = 0,03 m (wysokoÊç kroku), l 0<br />
= 0,02 m (przesuni´cie<br />
osi obrotu stopy wzgl´dem osi obrotu nogi<br />
w pozycji poczàtkowej [19]) i H = 0,22 m (wysokoÊç<br />
podniesienia korpusu robota).<br />
Robot rozpoczà∏ ruch, rozp´dzajàc si´ do pr´dkoÊci<br />
p RC<br />
, wykonujàc przy tym przemieszczenia nóg 1 i 4<br />
o po∏ow´ nominalnej d∏ugoÊci kroku. Póêniej korpus<br />
porusza∏ si´ ruchem jednostajnym, a nogi 2 i 3,<br />
a nast´pnie 1 i 4 przemieÊci∏y si´ o zadanà d∏ugoÊç<br />
kroku. Wreszcie nastàpi∏o hamowanie korpusu robota<br />
i przemieszczenie nóg 2 i 3 o po∏ow´ nominalnej<br />
d∏ugoÊci kroku. Na rys. 2a zamieszczono przebiegi<br />
czasowe parametrów ruchu punktu R korpusu<br />
robota wyra˝one w nieruchomym uk∏adzie wspó∏rz´dnych<br />
OXYZ, a na rys. 2b tory ruchu punktów B 1<br />
Rys. 1. Okno parametrów bloku VR Sink przybornika Virtual Reality (a) oraz okno animacji ruchu robota (b)<br />
Rys. 2. Przebiegi czasowe parametrów ruchu punktu R korpusu robota (tylko sk∏adowe X) (a) oraz tory ruchu punktów B 1<br />
i B 2<br />
nóg<br />
robota w uk∏adzie Rxyz w trakcie ruchu do przodu<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 33
i B 2<br />
stóp robota w uk∏adzie Rxyz zwiàzanym z jego<br />
korpusem, z zaznaczeniem w nawiasach kolejnoÊci<br />
przenoszenia nóg oraz charakterystycznych chwil<br />
czasu t 0<br />
– t 4<br />
. Dla punktu B 3<br />
kszta∏t toru ruchu jest<br />
podobny do B 2<br />
, a dla B 4<br />
do B 1<br />
, co wynika z przyj´tej<br />
sekwencji przestawieƒ nóg. Wszystkie wartoÊci<br />
pokazano w uk∏adzie Rxyz zwiàzanym z robotem.<br />
Charakterystyczne chwile czasu wynoszà odpowiednio:<br />
t 0<br />
= 0,5 s, t 1<br />
= 1,5 s, t 2<br />
= 2,5 s, t 3<br />
= 3,5 s,<br />
t 4<br />
= 4,5 s.<br />
Na rys. 3 pokazano zmian´ w czasie kàtów przegubowych<br />
robota (z zaznaczeniem cienkimi czerwonymi<br />
liniami ich dopuszczalnych zakresów wynikajàcych<br />
z ograniczeƒ konstrukcyjnych i z zastosowanych<br />
serwomechanizmów). Na rys. 4 z kolei<br />
zilustrowano zmian´ w czasie pr´dkoÊci kàtowych<br />
w tych samych przegubach (z zaznaczeniem cienkimi<br />
czerwonymi liniami maksymalnych wartoÊci podanych<br />
przez producenta dla napi´cia zasilajàcego 6 [V]).<br />
Rys. 3. Kàty przegubowe robota z zaznaczeniem ich dopuszczalnych<br />
zakresów<br />
Rys. 4. Pr´dkoÊci kàtowe w przegubach robota z zaznaczeniem<br />
maksymalnych wartoÊci podanych przez producenta dla napi´cia<br />
zasilajàcego 6 [V]<br />
Na rys. 5 natomiast pokazano przebiegi czasowe<br />
wspó∏rz´dnych Êrodka masy robota (a) i punktu<br />
ZMP (b) w uk∏adzie zwiàzanym z korpusem robota.<br />
Wspó∏rz´dne Êrodka masy robota (rys. 5a) zmieniajà<br />
si´ g∏ównie wzd∏u˝ osi z, co jest zwiàzane z cyklicznym<br />
podnoszeniem i opuszczaniem nóg. Wspó∏rz´dne<br />
x zmieniajà si´ równie˝ cyklicznie, lecz w mniejszym<br />
stopniu, a wspó∏rz´dne y nie ulegajà zmianie.<br />
Z rys. 5b wynika, ˝e tylko wspó∏rz´dna x punktu ZMP<br />
zmienia si´ w trakcie ruchu robota do przodu. Na<br />
wykresie mo˝na zaobserwowaç asymetri´ przebiegu,<br />
która jest zwiàzana z niezerowà wartoÊcià wspó∏rz´dnej<br />
x 0<br />
Êrodka masy korpusu 1) .<br />
Symulacja 2<br />
Kolejnà symulacj´ przeprowadzono dla przypadku<br />
ruchu obrotowego<br />
.<br />
robota w lewo i nast´pujàcych<br />
parametrów: γ C<br />
= 7,5 °/s (maksymalna pr´dkoÊç<br />
kàtowa obrotu korpusu), h = 0,03 m (wysokoÊç<br />
kroku), l 0<br />
= 0,02 m (przesuni´cie osi obrotu stopy<br />
wzgl´dem osi obrotu nogi w pozycji poczàtkowej [20])<br />
i H = 0,22 m (wysokoÊç podniesienia korpusu).<br />
Obrót korpusu robota nast´powa∏ w czterech<br />
cyklach. W pierwszym cyklu nogi 1 i 4 (przenoszone)<br />
wykonywa∏y obrót w lewo, a 2 i 3 (podparte) w prawo<br />
przy równoczeÊnie obracajàcym si´ w lewo korpusie<br />
robota. W ten sposób korpus robota obróci∏ si´<br />
w lewo o 5°. W drugim cyklu nogi 2 i 3 wykonywa∏y<br />
obrót w lewo, a 1 i 4 w prawo, w efekcie czego korpus<br />
obróci∏ si´ o kolejne 5°, a nogi powróci∏y do pozycji<br />
wyjÊciowej wzgl´dem korpusu. Podobna sytuacja<br />
mia∏a miejsce w pozosta∏ych dwóch cyklach ruchu.<br />
W trakcie ka˝dego z cykli pr´dkoÊç kàtowa obrotu<br />
.<br />
w∏asnego korpusu<br />
.<br />
zmienia∏a si´ od zera do γ C<br />
,<br />
a nast´pnie od γ C<br />
do zera, czyli korpus raz by∏ rozp´dzany<br />
w ruchu obrotowym, a raz hamowany.<br />
Na rys. 6a pokazano przebiegi czasowe parametrów<br />
kàtowych ruchu korpusu robota wynikajàce<br />
z jego obrotu wokó∏ osi z. W trakcie obracania korpusu<br />
robota, Êrodek masy robota (rys. 6b) przemieszcza∏<br />
si´ cyklicznie tylko wzd∏u˝ osi z. Wspó∏rz´dne<br />
punktu ZMP praktycznie nie ulega∏y zmianie<br />
w trakcie obrotu korpusu robota (co by∏o spowodowane<br />
symetrycznym ruchem nóg wzgl´dem Êrodka<br />
geometrycznego korpusu), dlatego nie zosta∏y one<br />
zamieszczone. Na rys. 7 i 8 zaprezentowano przebiegi<br />
czasowe kàtów i pr´dkoÊci kàtowych w przegubach<br />
robota z zaznaczonymi cienkimi liniami ogranicze-<br />
1)<br />
Film prezentujàcy animacj´ ruchu robota do przodu zamieszczony<br />
jest pod adresem: http://pl.youtube.com/<br />
watch?v=u_UXwaNuwmo. ˚ó∏ty punkt na animacji symbolizuje<br />
Êrodek masy robota.<br />
Rys. 5. Wspó∏rz´dne Êrodka masy robota (a) i punktu ZMP (b) w uk∏adzie zwiàzanym z korpusem robota<br />
34<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Rys. 6. Przebiegi czasowe: parametrów kàtowych ruchu korpusu<br />
robota (obrót wokó∏ osi z) (a) i wspó∏rz´dnych Êrodka<br />
masy robota w uk∏adzie zwiàzanym z korpusem robota Rxyz (b)<br />
niami wynikajàcymi m.in. z zastosowanych serwonap´dów<br />
– analogicznie jak w poprzedniej symulacji 2) .<br />
Badania eksperymentalne<br />
Ârodowisko szybkiego prototypowania<br />
W przypadku badaƒ eksperymentalnych wykorzystano<br />
wczeÊniej wyznaczone wartoÊci sterowaƒ<br />
serwomechanizmów, które zapami´tano w sterowniku<br />
serwomechanizmów umieszczonym na robocie.<br />
W trakcie ruchu robota rejestrowano wielkoÊci<br />
dost´pne pomiarowo za pomocà karty kontrolno-<br />
-pomiarowej Advantech PCI 1710 i przybornika Real<br />
Time Windows Target pakietu Matlab/Simulink.<br />
Przybornik Real Time Windows Target umo˝liwia<br />
realizacj´ algorytmu sterowania w czasie rzeczywistym<br />
z zastosowaniem pakietu Matlab/Simulink<br />
w Êrodowisku Windows. Wymaga on dodatkowo<br />
zainstalowania kompilatora, np. j´zyka C. Przed rozpocz´ciem<br />
pracy z przybornikiem nale˝y go odpowiednio<br />
skonfigurowaç, tj.: wybraç odpowiedni<br />
kompilator oraz zainstalowaç jàdro (kernel). Przybornik<br />
Real Time Windows Target umo˝liwia wykorzystanie<br />
w schemacie blokowym Simulinka bloków<br />
reprezentujàcych dost´pne wejÊcia i wyjÊcia.<br />
Dzi´ki temu mo˝na w uk∏adzie sterowania wykorzystaç<br />
takie elementy, jak: d˝ojstik, porty LPT oraz<br />
dost´pne wejÊcia/wyjÊcia kart kontrolno-pomiarowych.<br />
Przybornik ten zosta∏ u˝yty do szybkiego prototypowania<br />
ruchu robota czterono˝nego. W trakcie<br />
badaƒ eksperymentalnych wykorzystano bloki Analog<br />
Input oraz Digital Input, które pozwoli∏y na odczyt<br />
odpowiednich sygna∏ów wysy∏anych z robota.<br />
Niezb´dnà czynnoÊcià przed przystàpieniem do<br />
badaƒ eksperymentalnych by∏o wyznaczenie zwiàzku<br />
pomi´dzy sterowaniem PWM serwomechanizmów<br />
a kàtami przegubowymi robota oraz zale˝noÊci<br />
pomi´dzy tymi kàtami a napi´ciami mierzonymi na<br />
2)<br />
Film prezentujàcy animacj´ obracania si´ robota w lewo<br />
zamieszczony jest pod adresem: http://pl.youtube.com/<br />
watch?v=kbXUJv7z87U, a pod adresem: http://pl.youtube.<br />
com/watch?v=yN4iuFuSbzQ mo˝na znaleêç film prezentujàcy<br />
animacj´ zró˝nicowanego ruchu robota, sk∏adajàcego si´<br />
z kilku elementarnych ruchów – m.in. z ruchu pod∏u˝nego do<br />
przodu i obrotu w lewo.<br />
Rys. 7. Kàty przegubowe robota z zaznaczeniem ich dopuszczalnych<br />
zakresów<br />
Rys. 8. Pr´dkoÊci kàtowe w przegubach robota z zaznaczeniem<br />
maksymalnych wartoÊci podanych przez producenta<br />
dla napi´cia zasilajàcego 6 [V]<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 35
Rys. 9. Kalibracja serwomechanizmów i potencjometrów w przegubach robota (a),<br />
sterownik serwomechanizmów (b) i uk∏ad do pomiaru pràdu pobieranego przez<br />
serwomechanizmy (c)<br />
Rys. 10. Schemat Êrodowiska szybkiego prototypowania dla robota<br />
potencjometrach w przegubach robota. W trakcie<br />
kalibracji (rys. 9a) okaza∏o si´, ˝e charakterystyki te<br />
zale˝à od obcià˝enia nogi, tj. od tego, czy noga jest<br />
w fazie podparcia czy przenoszenia.<br />
Do sterowania ruchem serwomechanizmów zastosowano<br />
prototypowy sterownik serwomechanizmów<br />
(rys. 9b), który zosta∏ po∏àczony przewodem<br />
z komputerem PC i generowa∏ sterowania PWM<br />
serwomechanizmami w zale˝noÊci od odbieranych<br />
danych. Zawiera∏ on tak˝e funkcj´ zapami´tywania<br />
przes∏anych danych, którà wykorzystano w badaniach<br />
eksperymentalnych robota. Dodatkowo robot zosta∏<br />
wyposa˝ony w uk∏ad do pomiaru pràdu pobieranego<br />
przez poszczególne serwomechanizmy (rys. 9c).<br />
Ostatecznie dla czterono˝nego robota kroczàcego<br />
zosta∏o przygotowane Êrodowisko szybkiego prototypowania,<br />
którego schemat pokazano na rys. 10.<br />
Do rejestrowania wyników badaƒ eksperymentalnych<br />
zosta∏a u˝yta karta kontrolno-pomiarowa<br />
Advantech PCI 1710. Karta ta posiada m.in. 16 pojedynczych<br />
lub 8 ró˝nicowych wejÊç analogowych,<br />
2 wyjÊcia analogowe (dok∏adnoÊç 12 bit) oraz<br />
16 wejÊç i 16 wyjÊç cyfrowych. W badaniach eksperymentalnych<br />
u˝yto 16 wejÊç analogowych i 4 wejÊcia<br />
cyfrowe. Badania zosta∏y przeprowadzone dla<br />
dwóch wariantów, tj. dla pomiaru 8 sygna∏ów z potencjometrów<br />
i 8 sygna∏ów zu˝ycia pràdu przez<br />
nap´dy, oraz dla rejestracji 12 sygna∏ów zu˝ycia<br />
pràdu przez serwomechanizmy. W obu przypadkach<br />
rejestrowano tak˝e sygna∏y ze styczników zamontowanych<br />
w stopach robota.<br />
Wyniki badaƒ eksperymentalnych<br />
Badania eksperymentalne wykonano najpierw dla<br />
elementarnych ruchów robota, a nast´pnie dla zró˝nicowanego<br />
ruchu robota zawierajàcego kilka elementarnych<br />
ruchów.<br />
W ramach niniejszej pracy zamieszczono wyniki<br />
badaƒ eksperymentalnych dla przypadku ruchu<br />
robota do przodu i obrotu w lewo, a nast´pnie porównano<br />
je z wynikami badaƒ symulacyjnych<br />
w celu ich weryfikacji.<br />
Eksperyment 1 – Ruch pod∏u˝ny do przodu<br />
W pierwszym eksperymencie robot porusza∏ si´ do<br />
przodu, przemieszczajàc si´ po wyk∏adzinie 3) .<br />
Ruch robota sk∏ada∏ si´ z 3 etapów, tj.: rozp´dzania,<br />
ruchu ustalonego oraz hamowania. W trakcie rozp´dzania<br />
i hamowania nogi robota wykonywa∏y przemieszczania<br />
o po∏ow´ nominalnej d∏ugoÊci kroku.<br />
W ruchu ustalonym korpus robota przemieszcza∏<br />
si´ analogicznie jak w symulacji 1, tj. z pr´dkoÊcià<br />
0,03 m/s. W trakcie ruchu robota wysokoÊç pod-<br />
Rys. 11. Zmiana kàtów przegubowych robota w trakcie ruchu<br />
do przodu obliczona na podstawie pomiaru napi´ç na potencjometrach<br />
i znanej charakterystyki (kàt – napi´cie)<br />
3)<br />
Film prezentujàcy ruch robota do przodu po wyk∏adzinie<br />
zamieszczony jest pod adresem: http://pl.youtube.com/<br />
watch?v=QNROENAMnQY.<br />
36<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
niesienia korpusu wynosi∏a 0,22 m, nominalna d∏ugoÊç<br />
kroku 0,06 m, a wysokoÊç kroku 0,03 m.<br />
Na rys. 11 i 12 zamieszczono porównanie wyników<br />
badaƒ symulacyjnych i eksperymentalnych.<br />
Prezentowane wykresy zawierajà rzeczywiste przebiegi<br />
czasowe kàtów (rys. 11) i pr´dkoÊci kàtowych<br />
(rys. 12) w przegubach robota z zaznaczeniem ich<br />
wartoÊci teoretycznych (cienkie linie), które wynikajà<br />
z przeprowadzonej symulacji. Oznaczenia kàtów<br />
przegubowych sà zgodne z [20]. Ostatni wykres<br />
(rys. 13) prezentuje sygna∏y ze styczników zamontowanych<br />
w stopach robota. Analizujàc uzyskane<br />
wyniki, mo˝na zauwa˝yç du˝à asymetri´ wyst´pujàcà<br />
w trakcie ruchu rzeczywistego robota. Przejawem<br />
tego jest m.in. nierównomierny rozk∏ad si∏ reakcji<br />
stóp, co jest widoczne zarówno w trakcie ruchu<br />
robota, jak i po jego zatrzymaniu (rys. 13).<br />
Rys. 14. Zmiana kàtów przegubowych robota w trakcie ruchu<br />
do przodu obliczona na podstawie pomiaru napi´ç na potencjometrach<br />
i znanej charakterystyki (kàt – napi´cie)<br />
Rys. 12. Zarejestrowane pr´dkoÊci kàtowe w przegubach robota<br />
oraz wartoÊci zadane (cienkie linie)<br />
Podobnie jak w symulacji obrót korpusu robota<br />
nast´powa∏ w czterech cyklach. W pierwszym cyklu<br />
nogi 1 i 4 (przenoszone) wykonywa∏y obrót w lewo,<br />
a 2 i 3 (podparte) w prawo przy równoczeÊnie obracajàcym<br />
si´ w lewo korpusie robota. Korpus robota<br />
obraca∏ si´ z maksymalnà pr´dkoÊcià kàtowà 7,5 °/s,<br />
wysokoÊç podniesienia korpusu wynosi∏a 0,22 m,<br />
a wysokoÊç kroku 0,03 m. Uzyskane wyniki badaƒ<br />
eksperymentalnych zilustrowano na rys. 14 – 16. Na<br />
rys. 15 i 16 pokazano odpowiednio rzeczywiste przebiegi<br />
czasowe kàtów i pr´dkoÊci kàtowych w przegubach<br />
robota z zaznaczeniem ich wartoÊci teoretycznych<br />
(cienkie linie), które wynikajà z przeprowadzonej<br />
symulacji. Na ostatnim wykresie (rys. 16)<br />
pokazano sygna∏y ze styczników zamontowanych<br />
w stopach robota.<br />
Z analizy uzyskanych wyników i z zarejestrowanych<br />
filmów wynika, ˝e ruch obrotowy robota cechuje<br />
si´ wi´kszà symetrià w porównaniu z ruchem pod∏u˝nym.<br />
Tym razem wyst´pujà zdecydowanie<br />
mniejsze przechylenia korpusu robota, co jest spowodowane<br />
symetrycznym wzgl´dem jego Êrodka<br />
geometrycznego ruchem nóg. Natomiast podob-<br />
Rys. 13. Sygna∏y ze styczników zamontowanych w stopach<br />
robota<br />
Po zatrzymaniu si´ robota jeden ze styczników<br />
zamontowanych w stopach by∏ roz∏àczony (s 3<br />
= 1),<br />
mimo ˝e stopa znajdowa∏a si´ w fazie podparcia.<br />
By∏o to efektem tego, ˝e noga ta przejmowa∏a<br />
mniejszà ni˝ pozosta∏e si∏´ reakcji pod∏o˝a. By∏o to<br />
spowodowane b∏´dami kàtów przegubowych nóg<br />
robota. Z kolei w trakcie ruchu robota, przy przenoszeniu<br />
nóg 2 i 3, przez chwil´ stycznik w drugiej<br />
stopie by∏ roz∏àczony (s 2<br />
= 0). By∏o to skutkiem tego,<br />
˝e w trakcie chodu diagonalnego robot przechyla∏<br />
si´ na boki – w tym przypadku przechyli∏ si´ w stron´<br />
przenoszonej nogi 2, która b´dàc tu˝ nad pod∏o˝em,<br />
zetkn´∏a si´ z nim, w efekcie czego stycznik w jej<br />
stopie zosta∏ na chwil´ zwarty.<br />
Rys. 15. Zarejestrowane pr´dkoÊci kàtowe w przegubach robota<br />
oraz wartoÊci zadane (przerywane linie)<br />
Eksperyment 2 – Ruch obrotowy w lewo<br />
W drugim eksperymencie robot przemieszcza∏ si´<br />
po ∏awce, obracajàc si´ w lewo 4) .<br />
4)<br />
Film prezentujàcy obracanie si´ robota w lewo na ∏awce<br />
zamieszczony jest pod adresem: http://pl.youtube.com/<br />
watch?v=BLBNsaocdnQ.<br />
Rys. 16. Sygna∏y ze styczników w stopach robota<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 37
nie jak w przypadku ruchu pod∏u˝nego równie˝<br />
w ruchu obrotowym mo˝na zaobserwowaç niesymetryczny<br />
rozk∏ad si∏ reakcji stóp, co by∏o spowodowane<br />
b∏´dami kàtów przegubowych nóg robota.<br />
W efekcie tych b∏´dów, na poczàtku symulacji,<br />
kiedy robot jeszcze sta∏, stycznik w pierwszej nodze<br />
by∏ rozwarty (s 1<br />
= 1), mimo ˝e stopa znajdowa∏a si´<br />
w fazie podparcia. Tego typu b∏´dy wyst´powa∏y<br />
zw∏aszcza w fazie czteropodporowej, gdy˝ wówczas<br />
si∏y reakcji stóp by∏y mniejsze i niewielki b∏àd ustawienia<br />
nogi powodowa∏, ˝e si∏a reakcji niekiedy by∏a<br />
zbyt ma∏a do tego, aby odpowiedni stycznik zosta∏<br />
zwarty.<br />
Dla opisanego w niniejszej pracy robota wykonano<br />
wiele innych eksperymentów, w których robot wykonywa∏<br />
elementarne i z∏o˝one ruchy 5) .<br />
Podsumowanie<br />
W pracy zamieszczono wyniki badaƒ symulacyjnych<br />
i eksperymentalnych ruchu robota poparte<br />
animacjami ruchu i filmami prezentujàcymi wyniki<br />
badaƒ eksperymentalnych. Badania te bazowa∏y<br />
na opracowanej w pracy [20] metodzie syntezy ruchu<br />
robota. Badania symulacyjne i eksperymentalne<br />
zrealizowano przy u˝yciu pakietu Matlab/Simulink.<br />
Animacje ruchu robota wykonano z zastosowaniem<br />
przybornika Virtual Reality. Badania eksperymentalne<br />
przeprowadzono metodà szybkiego prototypowania<br />
z zastosowaniem przybornika Real Time Windows<br />
Target pakietu Matlab i karty kontrolno-pomiarowej<br />
Advantech PCI 1710. Wykonane badania eksperymentalne<br />
zweryfikowa∏y poprawnoÊç proponowanych<br />
metod syntezy ruchu robota.<br />
Z dotychczasowych badaƒ dotyczàcych stabilnoÊci<br />
ruchu robota wynika, ˝e zmiana po∏o˝enia zarówno<br />
Êrodka masy robota (CG), jak i punktu zerowego<br />
momentu (ZMP) jest niewielka. Zarówno punkt zerowego<br />
momentu, jak i rzut Êrodka masy robota<br />
na p∏aszczyzn´ pod∏o˝a, znajdujà si´ we wn´trzu<br />
p∏aszczyzny podparcia dla wszystkich rozpatrywanych<br />
rodzajów ruchu robota.<br />
Uzyskane podczas badaƒ eksperymentalnych wyniki<br />
Êwiadczà o tym, ˝e w trakcie realizacji ruchu<br />
robota wyst´pujà du˝e b∏´dy, jeÊli chodzi o kàty<br />
i pr´dkoÊci przegubowe. Wynikajà one z tego, ˝e inna<br />
jest charakterystyka (kàty – sterowanie) dla nóg w fazie<br />
podparcia i dla przenoszenia, co jest zwiàzane<br />
z podatnoÊcià przegubów i wyst´pujàcych luzów.<br />
Do tego dochodzà b∏´dy odczytu kàtów przy wyznaczaniu<br />
charakterystyki (kàty – sterowanie), b∏´dy<br />
kalibracji potencjometrów (zwiàzane z odczytem<br />
kàtów), podatnoÊç osi potencjometrów i luzy w po-<br />
∏àczeniach osi potencjometrów z cz´Êciami nóg (tu<br />
równie˝ wyst´pujà ró˝nice odczytu kàtów w przypadku,<br />
gdy noga jest w fazie podparcia i przenoszenia).<br />
W symulacji komputerowej za∏o˝ono brak przechylania<br />
i pochylania robota w trakcie ruchu, natomiast<br />
w badaniach eksperymentalnych zauwa˝ono<br />
ich wyst´powanie. By∏o to spowodowane przede<br />
wszystkim dok∏adnoÊcià kàtowà zastosowanych<br />
serwomechanizmów. Efektem tych b∏´dów by∏o to,<br />
˝e wysokoÊci poszczególnych nóg robota ró˝ni∏y si´<br />
5)<br />
Pod adresem http://pl.youtube.com/watch?v=palR_IicoSo<br />
mo˝na znaleêç film prezentujàcy zró˝nicowany ruch robota<br />
po ∏awce, sk∏adajàcy si´ z kilku elementarnych ruchów.<br />
o kilka mm, mimo ˝e powinny one byç sobie równe.<br />
Dok∏adnoÊç t´ mo˝na poprawiç, zwi´kszajàc rozdzielczoÊç<br />
PWM serwomechanizmów oraz stosujàc<br />
serwomechanizmy cyfrowe, które cechujà si´ wi´kszà<br />
dok∏adnoÊcià, szybkoÊcià oraz wi´kszym momentem<br />
trzymajàcym, ale i wi´kszym poborem pràdu.<br />
Wyst´pujàce przechylenia i pochylenia robota<br />
wynika∏y tak˝e z faktu, ˝e przy zmianie fazy ruchu<br />
danej nogi z przenoszenia do podparcia lub odwrotnie<br />
zmienia∏ si´ zwrot momentu nap´dowego i zastosowane<br />
nap´dy nie by∏y w stanie odpowiednio<br />
szybko zareagowaç na t´ zmian´, gdy˝ posiadajà<br />
prosty regulator proporcjonalny. Zastosowane w stopach<br />
robota spr´˝yny, wprowadzajàc podatnoÊç,<br />
cz´Êciowo zmniejsza∏y opisany efekt, ∏agodzàc przejÊcie<br />
pomi´dzy fazami ruchu.<br />
Kierunki dalszych badaƒ mogà dotyczyç:<br />
– syntezy ruchu robota po równi pochy∏ej, schodach<br />
i w zró˝nicowanym Êrodowisku,<br />
– syntezy ruchu robota o strukturze kraba,<br />
– minimalizacji zu˝ycia energii przez nap´dy robota,<br />
– analizy dynamicznej ruchu robota.<br />
LITERATURA<br />
1. Bai S., Low K. H., Zieliƒska T.: Quadruped free gait generation<br />
for straight-line and circular trajectories. Advanced Robotics<br />
(1999), Vol. 13, No. 5, pp. 513 – 538.<br />
2. Brown C. C., Huissoon J. P.: Temporal gait control of a quadruped<br />
robot. Robotics and Autonomous Systems 30 (2000)<br />
305 – 314.<br />
3. Buehler M., Battaglia R., Cocosco A., Hawker G., Sarkis J.,<br />
Yamazaki K.: SCOUT: A simple quadruped that walks,<br />
climbs, and runs. IEEE Int. Conf. Robotics and Automation<br />
(ICRA), Leuven, Belgium, May 1998.<br />
4. Buono P.-L., Golubitsky M.: Models of central pattern<br />
generators for quadruped locomotion: I. Primary gaits.<br />
Journal of Mathematical Biology, Volume: 42, Issue: 4,<br />
April, 2001, pp. 291 – 326.<br />
5. Buono P.-L.: Models of central pattern generators for<br />
quadruped locomotion: II. Secondary gaits. Journal of<br />
Mathematical Biology, Volume: 42, Issue: 4, April, 2001,<br />
pp. 327 – 346.<br />
6. Chen Xuedong, Watanabe Keigo, Kiguchi Kazuo, Izumi<br />
Kiyotaka: A Real-Time Kinematics on the Translational Crawl<br />
Motion of a Quadruped Robot. Journal of Intelligent and<br />
Robotic Systems, Volume: 29, Issue: 2, October 2000, pp.<br />
111 – 131.<br />
7. Gonzalez de Santos P., Jimenez A.: Path tracking with quadruped<br />
walking machines using discontinuous gaits. Computers<br />
Elect. Engng 1995, Vol. 21, pp. 383 – 396.<br />
8. Gonzalez de Santos P., Jimenez M. A., Armada M. A.:<br />
Dynamic Effects in Statically Stable Walking Machines.<br />
Journal of Intelligent and Robotic Systems, Volume: 23,<br />
Issue: 1, September 1998, pp. 71 – 85.<br />
9. Hata Keiko, Saeki Katsutoshi, Sekine Yoshifumi: A pulsetype<br />
hardware CPG model for quadruped locomotion<br />
pattern. International Congress Series Volume: 1291, Complete,<br />
June, 2006, pp. 157 – 160.<br />
10. Kurazume Ryo, Yoneda Kan, Hirose Shigeo: Feedforward<br />
and Feedback Dynamic Trot Gait Control for Quadruped<br />
Walking Vehicle. Autonomous Robots, Volume: 12, Issue: 2,<br />
March 2002, pp. 157 – 172.<br />
11. Nagashino H., Nomura Y., Kinouchi Y.: A neural network<br />
model for quadruped gait generation and transitions.<br />
Neurocomputing, Volume: 38-40, June, 2001, pp. 1469 –<br />
1475.<br />
12. Sehoon Park, Yun-Jung Lee: Discontinuous zigzag gait<br />
planning of a quadruped walking robot with a waist-joint.<br />
Advanced Robotics, Vol. 21, No. 1 – 2, pp. 143 – 164 (2007).<br />
13. Takemura H., Deguchi M., Ueda J., Matsumoto Y.,<br />
Ogasawara T.: Slip-adaptive walk of quadruped robot. Robotics<br />
and Autonomous Systems 53 (2005), pp. 124 – 141. <br />
38<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Pojazdy ekologiczne<br />
– przysz∏oÊç samochodów hybrydowych<br />
ANTONI SZUMANOWSKI<br />
Jak wiadomo, nap´dy hybrydowe to nap´dy<br />
mieszane. Lepiej je nazwaç wieloêród∏owymi, gdy˝<br />
okreÊla to jednoznacznie ich sposób funkcjonowania<br />
– sumowanie energii z co najmniej dwóch êróde∏.<br />
Potoczna nazwa hybrydowe odnosi si´ w∏aÊnie do<br />
takiego (dwuêród∏owego) nap´du<br />
samochodów. W tym wypadku<br />
najcz´Êciej silnikowi spalinowemu<br />
(cieplnemu) towarzyszy bateria<br />
akumulatorów elektrochemicznych,<br />
zasilajàca silnik elektryczny.<br />
Nap´dem hybrydowym samochodu<br />
jest tak˝e system z ogniwem<br />
paliwowym, które zast´puje<br />
silnik spalinowy, stanowiàc z akumulatorami<br />
najbardziej klasyczny<br />
nap´d dwuêród∏owy zwany szeregowym<br />
(rys. 1a, b). Innym<br />
klasycznym uk∏adem jest nap´d<br />
równoleg∏y (rys. 2). Nazwy te sà<br />
ju˝ historyczne i nie nale˝y ich<br />
kojarzyç ze Êcis∏à typologià po-<br />
∏àczeƒ.<br />
Istotà nap´du hybrydowego<br />
samochodów jest wysoko sprawny<br />
system sumowania (ró˝nico-<br />
Rys. 1. Nap´dy hybrydowe szeregowe:<br />
a) z silnikiem spalinowym; b) z ogniwem<br />
paliwowym: czerwone strza∏ki<br />
oznaczajà przep∏yw energii podczas<br />
pracy hybrydowej, zielone – w czasie<br />
hamowania odzyskowego (podobnie na<br />
innych ilustracjach)<br />
Prof. zw. dr hab. in˝. Antoni Szumanowski jest pracownikiem<br />
Wydzia∏u SiMR PW.<br />
Dokoƒczenie z 38 str.<br />
14. Trojnacki M.: The modeling, programming and computer<br />
simulation of motion for a four-legged robot. Projektowanie<br />
Mechatroniczne, Red. T. Uhl, Wydawnictwo Instytutu Technologii<br />
Eksploatacji – PIB, Kraków 2006, ss. 149 – 160.<br />
15. Zieliƒska T., Trojnacki M.: Stabilizujàca rola stopy w diagonalnym<br />
chodzie robota. Prace Naukowe – Elektronika pod<br />
red. K. Tchonia i C. Zieliƒskiego, zeszyt 166, tom 1, Oficyna<br />
Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008,<br />
pp. 195 – 204.<br />
16. Hiroshi Kimura, Yasuhiro Fukuoka, Avis H. Cohen: Biologically<br />
inspired adaptive walking of a quadruped robot. Phil.<br />
Trans. R. Soc. A (2007) 365, pp. 153 – 170.<br />
17. Kimura Hiroshi, Akiyama Seiichi, Sakurama Kazuaki:<br />
Realization of Dynamic Walking and Running of the Quadruped<br />
Using Neural Oscillator. Autonomous Robots,<br />
Volume: 7, Issue: 3, November 1999, pp. 247 – 258.<br />
18. Mahajan A., Figueroa F.: Four-legged intelligent mobile<br />
autonomous robot. Robotics & Computer-Integrated<br />
Manufacturing 1997, Vol. 13, No. 1, pp. 51 – 61.<br />
19. Sukhatme, Gaurav S.: The Design and Control of a Prototype<br />
Quadruped Microrover. Autonomous Robots, Volume:<br />
4, Issue: 2, May 1997, pp. 211 – 220.<br />
20. Trojnacki M.: Synteza ruchu robota czterono˝nego o strukturze<br />
ssaka. Przeglàd Mechaniczny nr 12/09.<br />
wania) mocy obu wymienionych êróde∏. Jedno z nich<br />
(silnik cieplny) przyjmuje funkcje dostarczenia niezb´dnej<br />
energii, drugie (akumulatory) mocy szczytowej.<br />
Wyst´puje tu wi´c zjawisko akumulacji energii,<br />
przy szczególnym podkreÊleniu immanentnej cechy<br />
zarówno samochodów elektrycznych, jak i hybrydowych<br />
– hamowania odzyskowego pojazdu. Stàd integralnà<br />
cz´Êcià nap´du hybrydowego jest nap´d<br />
elektryczny, który w zale˝noÊci od rodzaju i pojemnoÊci<br />
zastosowanych akumulatorów mo˝e zapewniç<br />
jazd´ czysto elektrycznà samochodu od kilku<br />
(pe∏ny nap´d hybrydowy HEV bez do∏adowania<br />
akumulatorów z sieci) do kilkudziesi´ciu kilometrów<br />
(nap´d zwany plug in hybrid – PHEV, czyli<br />
rozszerzony nap´d elektryczny z silnikiem spalinowym,<br />
w którym akumulatory do∏adowywane sà<br />
z sieci).<br />
W obu przypadkach najwa˝niejszy jest dobór takiej<br />
struktury nap´du, aby uzyskaç „przerywanà” prac´<br />
silnika spalinowego w zakresie jego najwy˝szej<br />
sprawnoÊci (rys. 3).<br />
Poniewa˝ nap´d hybrydowy jest nap´dem z∏o-<br />
˝onym, czyli jego ogólna sprawnoÊç jest iloczynem<br />
u∏amków – sprawnoÊci wszystkich jego komponentów,<br />
przez które przenoszona jest moc, to ograniczenie<br />
dzia∏ania silnika spalinowego do quasi-stabilnej<br />
pracy w zakresie wysokich sprawnoÊci jest<br />
jedynà przyczynà wi´kszej sprawnoÊci ogólnej samochodu<br />
hybrydowego w porównaniu z samochodem<br />
klasycznym (rys. 4).<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 39
Rys. 2. Nap´d hybrydowy równoleg∏y z silnikiem spalinowym<br />
i jeden z przyk∏adów wykonania – Fiat Ecodriver<br />
Minimalizacja strat wewn´trznych<br />
nap´du hybrydowego jest<br />
wi´c celem zasadniczym jego projektowania.<br />
Nie jest to zadanie<br />
proste. Podstawowym krokiem jest<br />
dobór struktury nap´du. Jàdrem<br />
struktury jest, najogólniej mówiàc,<br />
(poza nap´dem szeregowym, gdzie<br />
sumowanie odbywa si´ na zasadzie<br />
sieci elektrycznej) dobór<br />
w∏aÊciwej przek∏adni mechanicznej,<br />
która albo sama, albo sterowana<br />
silnikiem elektrycznym jest<br />
typu CVT (ciàg∏a zmiana prze-<br />
∏o˝enia, momentu i pr´dkoÊci). Na<br />
Rys. 3. Porównanie punktów pracy silnika wysokopr´˝nego w cyklu europejskim NECE w: a) nap´dzie klasycznym oraz<br />
b) hybrydowym z przek∏adnià planetarnà, takim jak na rys. 4; ∏atwo zauwa˝yç, ˝e du˝y rozrzut punktów na rys. a) jest przyczynà<br />
niskiej sprawnoÊci przeci´tnej nap´du klasycznego<br />
kolejnych rysunkach (rys. 5a, b; 6) pokazano systemy<br />
z przek∏adnià planetarnà o dwóch stopniach<br />
swobody, która jest uwa˝ana za najlepszy w´ze∏<br />
rozdzielajàcy moment i pr´dkoÊç w nap´dzie hybrydowym.<br />
Omówione konstrukcje stanowià podstaw´ wspó∏czesnych<br />
pojazdów hybrydowych.<br />
Czy i kiedy wi´c samochody hybrydowe stanà si´<br />
powszechne?<br />
Rys. 4. Porównanie sprawnoÊci ogólnej nap´dów samochodowych<br />
realizujàcych cykl NECE<br />
***<br />
Historia samochodu elektrycznego zaczyna si´<br />
w roku 1881. W 1897 r. w Nowym Jorku pojawi∏y<br />
si´ taksówki elektryczne o zasi´gu jazdy ok. 40 km<br />
przy pr´dkoÊci ok. 20 km/h. W latach dwudziestych<br />
XX wieku w USA jeêdzi∏o ok. 30 000 pojazdów<br />
elektrycznych. Odkrycie w tym czasie z∏ó˝ ropy naftowej<br />
w Teksasie obni˝y∏o ceny ropy – i tak zacz´∏a<br />
si´ era pojazdów spalinowych. Pojazd spalinowy wygra∏<br />
wi´c z pojazdem elektrycznym i dominuje do dziÊ.<br />
Powstaje wi´c naturalne pytanie: jak d∏ugo jeszcze?<br />
W latach 2003 – 2006 popyt na rop´ osiàgnà∏ granic´<br />
mo˝liwej poda˝y, powodujàc poziom cen nieprzewidziany<br />
przez ekonomistów. Towarzyszy∏ temu<br />
wzrost spekulacji, a w efekcie odnotowaliÊmy powa˝ny<br />
Êwiatowy kryzys gospodarczy. Zdecydowana<br />
wi´kszoÊç analityków zgadza si´, ˝e zasobów<br />
ropy – w∏àczajàc te ostatnio oznajmione jako odkryte<br />
– starczy na oko∏o 45 – 50 lat, gazu naturalnego na<br />
60 lat. OczywiÊcie przy doÊç stabilnym poziomie<br />
zu˝ycia ropy, które niestety roÊnie, gdy˝ takie kraje<br />
jak Chiny czy Indie gwa∏townie si´ motoryzujà.<br />
Chiny np. w 2020 roku w stosunku do lat 2002 – 2005<br />
potrojà zu˝ycie ropy w transporcie. Do tego trzeba<br />
dodaç istotny wzrost kosztów wydobycia ropy<br />
z nowo eksploatowanych êróde∏ – szczególnie z dna<br />
morskiego czy piasków roponoÊnych.<br />
40<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Równie˝ zmiany klimatu globalnego<br />
sà ju˝ niekwestionowane.<br />
Przyczyna tych dynamicznych<br />
zmian wià˝e si´ z wcià˝ wzrastajàcà<br />
emisjà gazów cieplarnianych,<br />
w tym przede wszystkim<br />
CO 2<br />
. Pami´taç nale˝y, ˝e wskaênik<br />
emisji CO 2<br />
jest wynikiem zu˝ycia<br />
energii. Czyli im mniej i sprawniej<br />
jà zu˝ywamy, tym mniej emitujemy<br />
CO 2<br />
. Transport drogowy jest<br />
odpowiedzialny za ok. 30% emisji<br />
CO 2<br />
. Niemniej jednak w miastach<br />
stanowi to blisko 90%.<br />
Na postawione wczeÊniej pytanie<br />
odpowiedê jest naturalna:<br />
trzeba zmieniç system nap´dów<br />
pojazdu – w pierwszym rz´dzie<br />
miejskich. Trzeba wprowadzaç na<br />
rynek pojazdy ekologiczne.<br />
Zdefiniowaç trzeba je nast´pujàco<br />
(rys. 7):<br />
Zu˝ywajà minimum energii<br />
przy maksimum sprawnoÊci ogólnej.<br />
Cechujà si´ najni˝szym poziomem<br />
emitowanego ha∏asu.<br />
Sà bezpieczne przy zastosowaniu<br />
techniki automatycznej<br />
regulacji.<br />
W pojazdach elektrycznych i<br />
hybrydowych rola akumulatora<br />
elektrochemicznego jest nie do<br />
przecenienia. DziÊ nast´puje dynamiczny<br />
rozwój baterii litowych.<br />
W nap´dach akumulatorowych<br />
samochodów elektrycznych stosujemy<br />
akumulatory typu HE<br />
(wysokiej energii), a w nap´dach<br />
hybrydowych HP (o wysokiej<br />
g´stoÊci mocy). W nap´dach<br />
PHEV – plug in hybrid konieczny<br />
jest kompromis pomi´dzy odpowiednio<br />
du˝à g´stoÊcià energii<br />
a g´stoÊcià mocy. Coraz cz´Ê-<br />
Rys. 5. Nap´d z przek∏adnià planetarnà o dwóch stopniach swobody: a) nap´d Toyoty<br />
(1995-96), b) nap´d Szumanowskiego (1994)<br />
Rys. 6. Nap´d z dwoma przek∏adniami planetarnymi o dwóch stopniach swobody GM<br />
Alisson stworzony przez Daimlera, a tak˝e w autobusach Solaris<br />
ciej rozwa˝a si´ jako wspomagajàce êród∏o mocy<br />
super- lub ultrakondensatory elektrolityczne o bardzo<br />
ma∏ej pojemnoÊci elektrycznej, ale o zdolnoÊciach<br />
przenoszenia obcià˝eƒ pràdowych nawet<br />
wyra˝onych wartoÊcià 500 A. Niestety podra˝a to<br />
koszt nap´du.<br />
Koszt energii okreÊla<br />
si´ wskaênikami jej iloÊci<br />
(MJ/l). Podobnie w (g/km)<br />
na km opisuje si´ emisj´<br />
CO 2<br />
. Obni˝enie kosztów<br />
energii wià˝e si´ z ogólnà<br />
sprawnoÊcià nap´du oraz<br />
masà pojazdu.<br />
Aby dokonaç porównaƒ<br />
nowych rozwiàzaƒ<br />
oceny kosztów zu˝ycia<br />
energii i emisji, ocenia si´<br />
je, u˝ywajàc odpowiednich<br />
cykli jazdy.<br />
Rys. 7. Przyk∏ady pojazdów ekologicznych<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 41
Trzeba w tym miejscu podkreÊliç, ˝e g´stoÊç obj´toÊciowa<br />
energii odniesiona do masy najlepszych<br />
litowo-jonowych akumulatorów elektrochemicznych<br />
jest oko∏o 30 razy mniejsza, a g´stoÊç obj´toÊciowa<br />
odniesiona do zajmowanej przestrzeni jest oko∏o<br />
10 razy mniejsza ni˝ paliw p∏ynnych przetwarzanych<br />
przez silnik spalinowy (rys. 8).<br />
Rys. 8. W∏aÊciwoÊci energetyczne paliw w zestawieniu z akumulatorem<br />
litowo-jonowym<br />
SprawnoÊç przeci´tna nap´du elektrycznego jest<br />
oko∏o 3 razy wi´ksza ni˝ mechanicznego z silnikiem<br />
spalinowym, co w praktyce mimo wszystko przek∏ada<br />
si´ np. w pojazdach akumulatorowych na ponad<br />
10-krotnie mniejszy zasi´g jazdy z jednego ∏adowania<br />
w porównaniu z podobnymi parametrami samochodu<br />
klasycznego.<br />
Pojazdy elektryczne muszà wi´c byç wykorzystane<br />
racjonalnie, w okreÊlonych warunkach transportowych,<br />
np. w obr´bie aglomeracji przy limitowanych<br />
mocach oraz pr´dkoÊciach jazdy. Natomiast<br />
nap´dy hybrydowe, poprawiajàce znacznie sprawnoÊç<br />
spalania wymienionych paliw w silnikach<br />
cieplnych, nadajà si´ do wszechstronnego zastosowania.<br />
Szczególne miejsce znajduje tu nap´d zwany<br />
plug in hybrid.<br />
Bardzo istotnà rol´ w kosztach energii oraz emisji<br />
spalin spe∏nia masa pojazdu. Obecnie pracuje si´<br />
nad zmniejszeniem masy samochodów nawet trzykrotnie<br />
(rys. 9). Nie jest to sprawa wy∏àcznie nowych<br />
materia∏ów, ale techniki wytwarzania. Masowa, zrobotyzowana<br />
produkcja nie nadaje si´ teraz do tych<br />
technologii. W tym kontekÊcie otwierajà si´ mo˝liwoÊci<br />
produkcji niszowej, niskoseryjnej pojazdów<br />
ekologicznych, szczególnie elektrycznych, ale przede<br />
wszystkim plug in hybrid.<br />
W USA w 2007 r. sprzedano 352 tys. pojazdów<br />
hybrydowych. Znacznie ponad milion porusza∏o<br />
si´ po drogach amerykaƒskich w 2008 r. Ostro zarysowa∏<br />
si´ problem obni˝enia kosztów samochodów<br />
hybrydowych, w tym szczególnie akumulatorów.<br />
Wzrastajàcy rynek – czyli produkcja, obni˝y<br />
koszty. Niemniej jednak potrzeba nowych rozwiàzaƒ<br />
ca∏oÊciowych zmieniajàcych sposób dzia∏ania<br />
i form´ wspó∏czesnych samochodów. Przeprowadzone<br />
badania w wysoko rozwini´tych krajach<br />
wskazujà na wysokie preferencje blisko 60% klientów,<br />
którzy oczekujà Êredniej ceny samochodów HEV<br />
w granicach 20 000 USD, a dro˝szych, bo wi´ksze<br />
akumulatory PHEV, o zasi´gu czysto elektrycznym<br />
do ok. 36 km, w cenie 23 000 USD, zaÊ samochodów<br />
o zasi´gu do ok. 110 km (znów wi´ksza bateria)<br />
w cenie 26 000 USD.<br />
Bardzo istotnym dope∏nieniem tego rynku sà i b´dà<br />
niszowe pojazdy o konstrukcji rurowej, produkowane<br />
w warsztatach niewymagajàcych zastosowania<br />
drogich linii produkcyjnych.<br />
***<br />
Samochód przysz∏oÊci to cztery ko∏a plus komputer.<br />
Niewàtpliwie celem pojazdów ekologicznych jest<br />
ich elektryfikacja i hybrydyzacja.<br />
Dlaczego?<br />
Bezpieczeƒstwo energetyczne: umiarkowane<br />
zu˝ycie ropy naftowej w transporcie.<br />
Ograniczenie emisji CO 2<br />
.<br />
Polepszenie jakoÊci powietrza dla obszarów<br />
krytycznych (miasta).<br />
Z∏agodzenie kryteriów zwiàzanych z emisjà spalin<br />
powsta∏ych od chwili produkcji a˝ do spalania paliw<br />
w pojeêdzie.<br />
Samochód elektryczny (BEV) u˝ytkowany w<br />
mieÊcie.<br />
Pe∏ny nap´d hybrydowy (HEV) z dominujàcym<br />
silnikiem spalinowym, ale zasilanym gazem naturalnym<br />
lub jego mieszaninà z wodorem i biokomponentami<br />
– na podró˝e pozamiejskie.<br />
Plug in hybrid (PHEV) znajduje miejsce poÊrednie<br />
pomi´dzy BEV a HEV; stosuje si´ mniejszy silnik<br />
spalinowy ni˝ w HEV, gdy˝ nie trzeba wykorzystywaç<br />
go priorytetowo do do∏adowania akumulatorów,<br />
akumulatory majà wi´kszà pojemnoÊç ni˝ w HEV (np.:<br />
6 KWh zamiast 3 KWh), ale ponad dwukrotnie mniejszà<br />
ni˝ w ma∏ych pojazdach czysto<br />
elektrycznych.<br />
Takie rozwiàzanie niszowego<br />
pojazdu miejskiego PHEV mamy<br />
w kraju i najbli˝sze lata poka˝à, czy<br />
b´dzie on szeroko stosowany.<br />
Chcàc wi´c mieç wp∏yw na tworzony<br />
w∏aÊnie globalny rynek pojazdów<br />
ekologicznych, trzeba pami´taç<br />
o pewnym powiedzeniu<br />
„dzia∏ajmy lokalnie, ale myÊlmy<br />
globalnie”, gdy˝ tylko takie post´-<br />
Rys. 9. Konstrukcja ultralekkiego, 3-metrowego, niszowego<br />
samochodu miejskiego o ∏adownoÊci 450 kg, z ramà koszykowo-rurowà<br />
(Zak∏ad Nap´dów Wieloêród∏owych PW) i nap´dem<br />
elektrycznym plug in hybrid<br />
<br />
42<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Mobile robot with hydrostatic drive<br />
controlled by PLUS+1 module<br />
ARTUR GUZOWSKI<br />
ANDRZEJ SOBCZYK<br />
For many years some research works have been<br />
oriented on creating autonomous machines. Domain<br />
of remote control, especially for mobile application<br />
is developed very strongly in the world. The base of<br />
it is intelligent control of gripping device. In such<br />
systems usually electric drives are used, but lately<br />
hydrostatic drives are applied more often, especially<br />
in military and police mobile application.<br />
Professional literature shows three directions of<br />
hydraulic system improvement:<br />
– reduction of hydraulic elements numbers in the<br />
system,<br />
– usage a new, dedicated hydraulic components<br />
for specific application,<br />
– implementation of additional control and measuring<br />
transducers.<br />
Vossoughi G., Donath M. and Nguyen Q.H., Ha Q.P.,<br />
Rye D.C., Durrant-Whyte H.F. describe control system<br />
with position, velocity, acceleration and cylinder<br />
pressure feedback. This concept improves motion<br />
control of linkage work. Marcus Dapper presents a<br />
method of sensors used in control system of manipulator<br />
trajectory where feedback control was implemented.<br />
In this paper the idea of remote control mobile<br />
robot is presented. Such robot will allow to test of<br />
various intelligent autonomous control systems.<br />
Mgr in˝. Artur Guzowski i dr in˝. Andrzej Sobczyk sà<br />
pracownikami Wydzia∏u Mechanicznego Politechniki Krakowskiej.<br />
Dokoƒczenie z 42 str.<br />
powanie pozwoli na aktywne w∏àczenie si´ w nurt<br />
rozwoju pojazdów na przyk∏ad o nap´dzie hybrydowym.<br />
LITERATURA<br />
1. Szumanowski A.: Fundamentals of hybrid drives. ITEE, Radom<br />
2001.<br />
2. Szumanowski A.: Hybrid Electric Vehicle Drive Design. ITEE,<br />
Radom 2006.<br />
3. Szumanowski A., Nguyen K.V., Piórkowski P.: Analysis<br />
of Charging-Discharging of Nickel Metal Hybride (NiMH)<br />
Battery and Its Influence on the Fuel Consumption of Advanced<br />
Hybrid Drives. GPC Detroit, Michigan, USA 2000.<br />
4. Szumanowski A., Yuhua C., Piórkowski P.: Method of Battery<br />
Adjustment for Hybrid Drive by Modeling and Simulation.<br />
2005 IEEE Vehicle Power and Propulsion (VPP) Conference in<br />
Chicago, Illinois, USA.<br />
5. Szumanowski A., Chang Yuhua, Piórkowski P.: Analysis of<br />
Different Control Strategies and Operating Modes of Compact<br />
Hybrid Planetary Transmission Drive. 2005 IEEE Vehicle<br />
Power and Propulsion (VPP) Conference (Sep.7-9, 2005,<br />
Illinois Institute of Technology) in Chicago, Illinois, USA.<br />
Goal of project<br />
The goal of this project is a construction design<br />
and selection of components for drive system. The<br />
machine should have, as it was assumed, features of<br />
mobile robot. Hydraulic system was chosen as a robot<br />
drive and operation system. Such solution is very<br />
common in heavy duty machineries and some of<br />
project results could be used as a base for automation<br />
of bigger machines equipped with electro hydraulic<br />
system. Controlled object will be designed to give the<br />
possibility of creating mobile robot with features of<br />
autonomous machine.<br />
As a control system for electro hydraulic components,<br />
the Sauer-Danfoss PLUS+1 was applied. It is<br />
based on CANBus technology and it was chosen to<br />
drive particular mechanisms. In this paper the continuation<br />
of work described in article [1] is presented.<br />
Herein the implementation of three concepts of excavator<br />
control: automatic, semi-automatic and manual<br />
are shown.<br />
Robot structure<br />
Fig. 1 shows prototype of mobile robot. This robot<br />
structure consists of chassis and working mechanisms<br />
with gripping device. Low-weighted elements<br />
will be made from aluminium to reduce total weight of<br />
robot. The assumed vehicle speed is 20 km/h. Robot’s<br />
chassis consist of three rubber wheels of 200 mm<br />
diameter, on the left and right sides of the vehicle. To<br />
receive better drive capability both sets of wheels<br />
could be coupled by the use of cog belt. Two wheels,<br />
so called driving wheels, are driven with hydrostatic<br />
motors. Capability of turning is enabled by braking<br />
one of hydrostatic motor. It is similar to steering systems<br />
which are used in caterpillar mobile machines.<br />
Working mechanism of proposed mobile robot is<br />
four degrees of freedom mechanism. Movements of<br />
each element are driven by hydrostatic motor. Only<br />
Fig. 1. View of proposed mobile robot<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 43
Fig. 2. Scheme of hydraulic drive system<br />
the gripping device operations are<br />
driven by hydraulic cylinder.<br />
Hydraulic drive system<br />
Mobile robot hydraulic drive<br />
system is a two circuits system<br />
supplied by two pumps. It will<br />
give more possibility of driving<br />
and steering system; by using<br />
both pump delivery when other<br />
robot mechanisms are not<br />
working. The robot movement<br />
speed is limited and depends on<br />
the flow consumption by those<br />
mechanisms. Scheme of hydraulic<br />
drive system is presented in<br />
Fig. 2.<br />
Working mechanism could be<br />
driven by high-speed hydraulic<br />
motors located in articulated<br />
joints. A worm gear will be<br />
applied into robot’s arms drive<br />
to reduce the angular velocity,<br />
increase the torque and ensure<br />
self-locking for position keeping/<br />
locking. The assumed transmission<br />
ratio of worm gear<br />
equals 50. A worm gear will be<br />
also used as part of structure.<br />
The hydraulic scheme of driven<br />
by hydrostatic motors mechanisms<br />
is shown in Fig. 3.<br />
Control system<br />
Fig. 3. The conception schema of mobile robot mechanisms hydraulic drive and<br />
control system<br />
Control of the mobile robot<br />
will be possible in 3 modes:<br />
automatic, semi-automatic and<br />
manual. Idea of control is shown<br />
in Fig. 4.<br />
Automatic mode allows to<br />
use autonomous feature of designing<br />
machine. In that option<br />
robot realize tasks according to<br />
specified algorithms. The control<br />
system will be equipped with<br />
sensors to avoid collisions, and<br />
to recognize object to be caught.<br />
Additionally, it will be possible to<br />
investigate usage of picture<br />
analyses as a part of the recognition<br />
and robot position and<br />
orientation system in unknown<br />
environment – the special video<br />
camera is mounted on robot.<br />
Fig. 4. Idea of multi-modes mobile<br />
robot control system<br />
44<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Fig. 5. Elements of control system<br />
This last feature could help to<br />
evaluate the size and shape of<br />
objects and/or obstacles and<br />
choose the best way of catching<br />
or passing the obstacle.<br />
Semi-automated mode enables<br />
to take over control by radio<br />
remote control system. In that case, control system,<br />
installed on the machine, enables to inform the operator<br />
about obstacles in hazardous or invisible zones, by<br />
using video camera. In remote mode operator uses<br />
special control panel dedicated to PLUS+1 system<br />
controllers.<br />
In manual mode, control panel is directly connected<br />
to machine control system interface. Presence<br />
of operator enables to control the robot directly and<br />
with extra help of special detectors giving signals<br />
about danger coming from operation field (electric<br />
wire detectors, metal detectors, etc.)<br />
Main parts of the control system are PLUS+1 controllers.<br />
These controllers and other control system<br />
elements are supplied with 24 Volts DC. The angles<br />
between parts of robot’s arm are measured by<br />
angle encoders installed at the arm joints. Hence it is<br />
possible to control angle position and velocity of the<br />
worm gear. Complete specification of the elements<br />
connected to controller is shown in Fig. 5.<br />
Control unit consist of two Sauer-Danfoss micro<br />
controllers, MC050-020 type. Micro controller has<br />
50 pins, 32 bit fixed-point DSP, running at 150 MHz<br />
and 12 bit analog-to-digital converter. Among 50 of<br />
pins there are 24 inputs and 12 outputs.<br />
Summary<br />
In the paper the concept of designing and building<br />
mobile robots has been presented. Simplified structure<br />
of the robot has been shown. An interesting proposal<br />
of using hydrostatic motors with worm gears<br />
instead of cylinders for driving robot linkages has<br />
been made. It allows to make robot equipment more<br />
compact enlarging its working space.<br />
In addition, proposals of drive and control systems<br />
have been described and shown in schematic way.<br />
Control system base on PLUS+1 produced by<br />
Sauer-Danfoss was applied. Improved controllability<br />
and functionality will be obtained by the use of video<br />
camera, joysticks and two-way transmitters, as well<br />
as, compatible control panel.<br />
In next step, the specification of number, types,<br />
accuracy and measuring components localization<br />
on the machinery, what should ensure good quality<br />
of control, will be done. It will obtain assumed controllability<br />
of autonomous mobile vehicle in future.<br />
REFERENCES<br />
1. Vossoughi G., Donath M.: Dynamic Feedback Linearization<br />
for Electro-hydraulically Actuated Control Systems. Journal<br />
of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol. 117,<br />
1995, pp. 468 – 477.<br />
2. Nguyen Q.H., Ha Q.P., Rye D.C., Durrant-Whyte H.F.: Force/<br />
Position Tracking for Electro-hydraulic Systems of a Robotic<br />
Excavator, 2000.<br />
3. Dapper M.: Kraftsensorlose Manipulator Kraftsteuerung zur<br />
Abtastung unbekannter, harter Oberflächen. Rheinischen<br />
Friedrich-Wilhelms-Universität, Bonn 2003.<br />
4. Frankel J.F.: Development of a Haptic Backhoe Testbed.<br />
School of Mechanical Engineering. Georgia Institute of Technology,<br />
2004.<br />
5. Guzowski A., Sobczyk A.: Radio Control System of Excavator<br />
Drive Mechanism. 4 th FPNI PhD Symposium, Sarassota,<br />
June 2006.<br />
6. Buczak G., Gawlik A., Sobczyk A.: Wodny hydrostatyczny<br />
uk∏ad nap´dowy wózka transportowego. Hydraulika<br />
i Pneumatyka nr 5/2008, s. 12 – 16.<br />
metody i urzàdzenia pomiarowe<br />
Urzàdzenie do badania topografii<br />
powierzchni próbek wielkowymiarowych<br />
NPFLEX 3D Metrology System firmy Veeco jest<br />
urzàdzeniem przystosowanym do precyzyjnych pomiarów<br />
powierzchni elementów równie˝ o du˝ych<br />
wymiarach (rys. 1). W pomiarach wykorzystywana<br />
jest metoda interferencji Êwiat∏a bia∏ego. Przy u˝yciu<br />
NPFLEX mo˝na dokonywaç pomiarów parametrów<br />
powierzchni w sposób tradycyjny – metodami<br />
kontaktowymi podobnie jak w wypadku koordynacyjnych<br />
maszyn wspó∏rz´dnoÊciowych CMMs lub<br />
profilometrów przemys∏owych. Zaletami urzàdzenia<br />
sà: obrazowanie powierzchni w 3D, szybkie zbieranie<br />
danych pomiarowych oraz lepsza ocena potencjalnej<br />
funkcjonalnoÊci badanego elementu.<br />
Za pomocà NPFLEX mo˝liwe jest dokonywanie<br />
pomiarów w szerokim zakresie wymiarów i kszta∏tów<br />
próbek. Z pomiarów uzyskuje si´ pe∏nà informacj´<br />
dotyczàcà badanej powierzchni, wykorzystywanà<br />
nast´pnie w ró˝nego typu analizach. Pomiary<br />
dokonywane sà w kierunku pionowym z rozdzielczoÊcià<br />
rz´du nanometrów. Urzàdzenie s∏u˝y do pomiarów<br />
chropowatoÊci powierzchni, wymiarów krytycznych<br />
próbki, gruboÊci warstw oraz parametrów<br />
trybologicznych.<br />
W praktyce przemys∏owej kontrola jakoÊci wykonania<br />
przedmiotu polega na badaniu tekstury<br />
powierzchni (rys. 2). Wykoƒczenie powierzchni wp∏y-<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 45
Rys. 1. NPFLEX umo˝liwia analiz´ stanu powierzchni elementów o ró˝nych<br />
wymiarach: a) badanie turbiny silnika lotniczego, b) powierzchnia<br />
∏opatki turbiny z widocznà korozjà w˝erowà<br />
Rys. 2. Obraz powierzchni po frezowaniu, widoczne zadziory<br />
i rodzime defekty punktowe<br />
wa istotnie na jakoÊç elementu, jego funkcjonalnoÊç,<br />
trwa∏oÊç oraz podatnoÊç na zniszczenie.<br />
NPFLEX 3D Metrology System umo˝liwia pomiary<br />
topografii powierzchni na wszystkich etapach<br />
powstawania produktu, od powstania projektu do<br />
oceny produktu koƒcowego.<br />
Badania laboratoryjne<br />
W badaniach laboratoryjnych wymagana jest du˝a<br />
elastycznoÊç dotyczàca zarówno mo˝liwoÊci pomiarowych,<br />
jak i zakresu analizy wyników. Metoda<br />
interferencji Êwiat∏a bia∏ego pozwala na dokonywanie<br />
bezkontaktowych pomiarów w 3D nawet w wypadku<br />
powierzchni niemo˝liwych do badania innymi<br />
metodami. Przyk∏adem zastosowania mogà byç pomiary<br />
chropowatoÊci implantów medycznych.<br />
Kontrola procesu produkcji i kontrola jakoÊci<br />
W przemyÊle lotniczym kontroluje si´ jakoÊç<br />
powierzchni sto˝ka ochronnego rakiety, obrabianego<br />
metodà toczenia diamentem. Zwraca si´ uwag´ na<br />
falistoÊç, rozerwania, zawalcowania, zadziory – parametry<br />
wp∏ywajàce na aerodynamik´. Du˝e pole<br />
widzenia i mo˝liwoÊç analizowania tekstury w zakresie<br />
mikrometrów umo˝liwiajà precyzyjne okreÊlenie<br />
parametrów obróbki.<br />
Analiza procesu zniszczenia<br />
Badania uszkodzonych i zniszczonych elementów<br />
pozwalajà na wprowadzenie zmian do procesu<br />
produkcji. Po∏àczenie nanometrycznej rozdzielczoÊci<br />
z mo˝liwoÊcià dokonywania wielokrotnej analizy<br />
pojedynczego skanu umo˝liwia uzyskanie w sposób<br />
bezkontaktowy trójwymiarowych danych z uszkodzonego<br />
obszaru próbki (rys. 3).<br />
Przy u˝yciu NPFLEX mo˝na charakteryzowaç próbki<br />
o ró˝nych wymiarach i kszta∏tach bez koniecznoÊci<br />
wycinania fragmentów materia∏u. Urzàdzenie jest wyposa˝one<br />
w obiektywy z du˝à odleg∏oÊcià roboczà,<br />
umo˝liwia te˝ wiele wariantów mocowania próbek<br />
do badaƒ (rys. 4). Przestrzeƒ roboczà mo˝na równie˝<br />
dostosowaç do wymiarów próbek. W wypad-<br />
Rys. 3. Obraz powierzchni próbki po zniszczeniu<br />
Rys. 4. NPFLEX z obiektywem o odleg∏oÊci roboczej 34 mm,<br />
pomiar hypoidalnego ko∏a z´batego<br />
46<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
ku próbek o du˝ych wymiarach, takich jak ca∏y blok<br />
silnika, istnieje mo˝liwoÊç zdemontowania stolika<br />
pomiarowego. Dzi´ki zastosowaniu w g∏owicy<br />
optycznej opatentowanej technologii firmy Veeco<br />
uzyskano odpowiedni kàt apertury numerycznej dla<br />
du˝ych odleg∏oÊci roboczych. To sprawia, ˝e za pomocà<br />
NPFLEX mo˝na obrazowaç takie elementy<br />
topografii powierzchni, jak: g∏´bokie bruzdy, otwory<br />
o du˝ych ró˝nicach wysokoÊci.<br />
Interferometr NPFLEX jest zaprojektowany w sposób<br />
uwzgl´dniajàcy warunki pracy w hali fabrycznej.<br />
Jest wyposa˝ony w granitowà podstaw´ zdolnà<br />
do wytrzymania obcià˝enia ponad 200 kg. Konstrukcja<br />
jest odporna na drgania. Innowacyjne rozwiàzanie<br />
chroniàce obiektyw przed uszkodzeniem<br />
uniemo˝liwia jego kontakt z próbkà.<br />
NPFLEX mo˝e byç dostosowany do potrzeb konkretnego<br />
u˝ytkownika, m.in. mo˝e mieç nast´pujàce<br />
funkcje:<br />
– zastosowanie obrotowej g∏owicy optycznej<br />
pozwala na wielokrotne badania Êcian bocznych,<br />
ukoÊnych kraw´dzi i skoÊnych powierzchni,<br />
– modu∏ Through Transmissive Media oraz komora<br />
Êrodowiskowa umo˝liwiajà badania in-situ w warunkach<br />
zmiennych temperatur (ch∏odzenie i grzanie)<br />
materia∏ów dyspersyjnych o gruboÊci do 5 mm,<br />
– sk∏adane zwierciad∏o pozwala na obserwacje<br />
otworów dolnych i Êcian bocznych w elementach<br />
o kszta∏cie czaszy.<br />
Opracowano na podstawie materia∏ów<br />
firmy Veeco Instruments Inc.<br />
z czasopism zagranicznych<br />
Dziesi´ç zasad efektywnego<br />
i zrównowa˝onego projektowania<br />
Repas R: Ten Principles of Sustainable, Cost-Effective Design.<br />
Machine Design, November 05/2009.<br />
T∏umaczenie i opracowanie: Martyna Jachimowicz<br />
Producenci z wielu bran˝ k∏adà coraz wi´kszy nacisk na<br />
zrównowa˝ony rozwój. Przy projektowaniu i konstruowaniu<br />
maszyn oprócz kosztów istotne znaczenie majà takie<br />
czynniki, jak bezpieczeƒstwo, zmniejszenie odpadów i zanieczyszczeƒ<br />
oraz zmniejszona energoch∏onnoÊç. Zrównowa˝one<br />
projektowanie wymaga przeanalizowania wydajnoÊci<br />
technologicznej, bezpieczeƒstwa konstrukcji,<br />
funkcjonalnoÊci, produktywnoÊci, zu˝ycia materia∏ów oraz<br />
konserwacji.<br />
Zasady zrównowa˝onego projektowania sà nast´pujàce:<br />
1. Wyeliminowanie zb´dnych mechanicznych elementów<br />
nap´du<br />
Uproszczone konstrukcje z∏o˝one tylko z kilku komponentów<br />
pracujà w sposób bardziej efektywny i sà taƒsze.<br />
Stare technologie przenoszenia mocy przy u˝yciu serwonap´dów<br />
polegajàce na stosowaniu ∏aƒcuchów, mechanizmów<br />
z´batkowych, nap´dów Êlimakowych cz´sto sà<br />
przeszkodà w konstruowaniu wydajniejszych konstrukcji.<br />
Przestarza∏e elementy cz´sto si´ zu˝ywajà, wymagajà<br />
cz´stych konserwacji.<br />
Projektanci w coraz wi´kszym stopniu wykorzystujà<br />
zaawansowane sposoby projektowania i symulacje komputerowe<br />
w celu wyeliminowania zb´dnych komponentów<br />
z konstrukcji, np. wa∏ów transmisyjnych, a tak˝e kosztownych<br />
elementów hydraulicznych i pneumatycznych.<br />
Korzystajàc z narz´dzi mechatronicznych, konstruktor mo˝e<br />
analizowaç zu˝ycie energii, budowaç wirtualne prototypy<br />
i dokonywaç wyboru najlepszego pod wzgl´dem mechanicznym<br />
rozwiàzania konstrukcyjnego. To rozwiàzanie<br />
pozwala na zmniejszenie zu˝ycia energii, obni˝enie kosztów<br />
konserwacji oraz na zwi´kszenie okresu sprawnoÊci<br />
urzàdzenia i jego niezawodnoÊci.<br />
Konstruktorzy maszyn stosujà technologi´ nap´du bezpoÊredniego<br />
(direct drive motion) w celu poprawienia<br />
wydajnoÊci. Wspomniana technologia pozwala na tworzenie<br />
bardziej dok∏adnych, niezawodnych oraz bardziej wydajnych<br />
energetycznie urzàdzeƒ taƒszych w utrzymaniu.<br />
Przyk∏adowo wymiana przek∏adni Êlimakowej na nap´d<br />
bezpoÊredni przy u˝yciu si∏ownika spowodowa∏a wzrost<br />
wydajnoÊci mechanicznej maszyny z 29 do 98%. Zastosowanie<br />
technologii nap´du bezpoÊredniego pozwala na<br />
stosowanie mniejszych serwonap´dów, co skutkuje zu˝yciem<br />
mniejszej iloÊci energii.<br />
2. Zmniejszenie masy niezb´dnych komponentów mechanicznych<br />
Po wyeliminowaniu wszystkich zb´dnych elementów<br />
konstrukcyjnych, nast´pnym krokiem jest zmniejszenie<br />
masy pozosta∏ych elementów. W tym celu stosuje si´<br />
zaawansowane narz´dzia do analizy napr´˝eƒ i odkszta∏ceƒ<br />
oraz modelowania konstrukcji. To pozwala projektantom<br />
na dobór alternatywnych materia∏ów, które sà l˝ejsze<br />
i poprawiajà wydajnoÊç energetycznà urzàdzenia.<br />
Metody projektowania szeroko stosowane w przemyÊle<br />
lotniczym pozwalajà na zmniejszenie wagi elementów<br />
konstrukcji bez zmiany jej wytrzyma∏oÊci. Korzystajàc z metod<br />
projektowania 3D (CAD, MES), mo˝na zaprojektowaç<br />
elementy o bardziej skomplikowanych kszta∏tach. Zaawansowane<br />
techniki wytwarzania umo˝liwiajà uzyskanie<br />
po˝àdanych kszta∏tów bez koniecznoÊci stosowania dalszej<br />
obróbki wykaƒczajàcej.<br />
3. Zastàpienie nap´du hydraulicznego elektrycznym<br />
Tam gdzie jest to mo˝liwe, zamiast hydraulicznych<br />
i pneumatycznych elementów nap´du nale˝y stosowaç<br />
nap´d elektryczny (rys. 1). Elementy hydrauliczne i pneumatyczne<br />
pomimo ni˝szych kosztów poczàtkowych sà dro˝sze<br />
w eksploatacji i wp∏ywajà na wy˝sze koszty energii.<br />
Rys. 1. Nap´dy elektryczne, np. TL-Series firmy Rockwell<br />
Automation korzystajà z oprogramowania narz´dziowego<br />
RSLogix 5000 firmy Rockwell, pozwalajàcego na okreÊlenie<br />
profili obcià˝eƒ i ruchu, które zadecydujà o wyborze odpowiedniego<br />
silnika liniowego, a nast´pnie mogà szybko<br />
skonfigurowaç system sterowania ruchem<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong> 47
Nap´dy elektryczne ∏àczà du˝à szybkoÊç z du˝à dok∏adnoÊcià,<br />
powtarzalnoÊcià i niezawodnoÊcià. Ponadto<br />
ich modu∏owa konstrukcja pozwala na stosowanie w wielu<br />
typach maszyn.<br />
4. Przeprowadzanie kontroli po zaprojektowaniu elementów<br />
mechanicznych konstrukcji, ale przed projektowaniem<br />
uk∏adu sterowania<br />
Kontrola bezpieczeƒstwa konstrukcji pozwala in˝ynierom<br />
na okreÊlenie ryzyka we wczesnym stadium powstawania<br />
projektu. Sprawdzenie dotyczy stopnia zintegrowania<br />
uk∏adu sterowania i pomaga w doborze architektury<br />
tego uk∏adu. Wbudowanie systemu kontroli bezpieczeƒstwa<br />
w uk∏ad sterowania umo˝liwia skrócenie czasu wytwarzania<br />
urzàdzenia, a u˝ytkownikom pozwala na optymalizacj´<br />
produkcji dzi´ki zautomatyzowanemu systemowi,<br />
który steruje pracà maszyny w sposób bardziej efektywny<br />
i bezpieczny (rys. 2).<br />
Rys. 2. GuardMotion jest nowoczesnym rozwiàzaniem w zakresie<br />
bezpieczeƒstwa maszynowego, umo˝liwia konstruktorom<br />
maszyn wprowadzenie rozwiàzaƒ zwi´kszajàcych<br />
bezpieczeƒstwo u˝ytkowania i zapewniajàcych maksymalne<br />
wykorzystanie mo˝liwoÊci maszyn<br />
5. Zabezpieczenie i kontrola dost´pu do ruchomych<br />
cz´Êci<br />
JeÊli ryzyko zwiàzane z u˝ytkowaniem danej maszyny<br />
nie mo˝e zostaç wyeliminowane, wówczas instaluje si´<br />
bariery ochronne. Niezamontowane na sta∏e zabezpieczenia,<br />
takie jak zdejmowalne wahliwe lub przesuwne kurtyny<br />
bezpieczeƒstwa, sà stosowane, gdy konieczny jest<br />
cz´sty dost´p do niebezpiecznego obszaru. W innych<br />
wypadkach zintegrowany system bezpieczeƒstwa monitoruje<br />
obecnoÊç operatora maszyny.<br />
Zintegrowany system bezpieczeƒstwa jest przydatny do<br />
tych zastosowaƒ, w których konieczne sà zaawansowane<br />
funkcje. Prawid∏owo zaprojektowany system bezpieczeƒstwa<br />
i zabezpieczenia redukujà czas dost´pu i powodujà, ˝e<br />
maszyna staje si´ bezpieczniejsza, a jej praca bardziej<br />
wydajna.<br />
6. Zintegrowane systemy bezpieczeƒstwa zmniejszajà<br />
z∏o˝onoÊç uk∏adu sterowania<br />
Coraz cz´Êciej ∏àczy si´ standardowe funkcje sterowania<br />
z funkcjà kontroli bezpieczeƒstwa maszyn, co pozwala<br />
uniknàç podwójnego oprzyrzàdowania, wp∏ywa na zwi´kszenie<br />
produktywnoÊci i zmniejszenie kosztów produkcji.<br />
Zintegrowane kontrolery bezpieczeƒstwa zmniejszajà liczb´<br />
specjalnych elementów zabezpieczajàcych znajdujàcych<br />
si´ w hali produkcyjnej, a tak˝e liczb´ operacji zwiàzanych<br />
z utrzymaniem ruchu. BezpoÊrednià korzyÊcià dla u˝ytkowników<br />
maszyn jest mniejsza liczba awarii oraz wi´ksza<br />
˝ywotnoÊç maszyny, przy mniejszych nak∏adach na konserwacj´.<br />
Ponadto zintegrowane systemy sterowania i kontroli<br />
zapewniajà szerszy dost´p do danych operacyjnych<br />
maszyny i pozwalajà na Êledzenie jej stanu. Zmniejsza to<br />
liczb´ przerw w pracy i ponownych rozruchów maszyny.<br />
Kontrolery pr´dkoÊci sterujà dzia∏aniem takich urzàdzeƒ<br />
jak lampki kontrolne, kurtyny Êwietlne oraz wy∏àczniki bezpieczeƒstwa.<br />
Kontrolery pr´dkoÊci zmniejszajà pr´dkoÊç<br />
roboczà maszyny do poziomu bezpiecznego zarówno dla<br />
urzàdzenia, jak i dla operatora. Kontrolery pr´dkoÊci pozwalajà<br />
operatorowi dokonywaç przeglàdu oraz wykonywaç<br />
inne zadania, podczas gdy maszyna pozostaje w ruchu.<br />
Ich stosowanie zwi´ksza równie˝ okres sprawnoÊci maszyny<br />
i zmniejsza zu˝ycie energii, poniewa˝ maszyna nie musi<br />
byç cz´sto wy∏àczana i ponownie uruchamiana.<br />
Innym sposobem skojarzenia kontroli bezpieczeƒstwa ze<br />
standardowym systemem sterowania maszynà jest po-<br />
∏àczenie sieciowe. Wprowadzenie po∏àczeƒ sieciowych daje<br />
producentom wiele korzyÊci, w tym: zwi´kszenie wydajnoÊci<br />
produkcji, zmniejszenie okablowania na hali fabrycznej,<br />
lepszà diagnostyk´ maszyn i urzàdzeƒ, szybszy<br />
dost´p do wszelkich danych zwiàzanych z pracà urzàdzeƒ.<br />
Sieç umo˝liwia bezprzewodowà komunikacj´ i ca∏kowità<br />
automatyzacj´ procesu produkcji.<br />
7. Rozmieszczenie kontrolerów i urzàdzeƒ sprz´gajàcych<br />
w pobli˝u miejsca stosowania<br />
Podczas gdy wiele urzàdzeƒ sterujàcych jest montowanych<br />
w szafach sterowniczych, mo˝liwe jest przeniesienie<br />
ca∏ego uk∏adu sterujàcego w po∏o˝enie znajdujàce<br />
si´ blisko maszyny.<br />
Standardowe elementy automatyki, tzn. kontrolery, rozruszniki<br />
silnika, nap´dy, czujniki, styczniki, elementy sieciowe,<br />
skrzynki rozdzielcze, urzàdzenia I/O i HMI mogà byç<br />
rozmieszczone bezpoÊrednio na maszynie (on-machine).<br />
Niektóre podzespo∏y sterowania montowano na maszynach<br />
od zawsze, jednak zmiana polega na liczbie podzespo∏ów<br />
przeniesionych bli˝ej miejsca dzia∏ania aplikacji.<br />
Rozwiàzanie on-machine skraca czas projektowania i instalacji,<br />
a tak˝e czas monta˝u ca∏ego uk∏adu sterowania.<br />
To rozwiàzanie pozwala równie˝ na wyeliminowanie b∏´dów<br />
zwiàzanych z instalacjà.<br />
8. Rozwój kodowania modu∏owego<br />
Programowanie elementów automatyki jest kosztowne<br />
i poch∏ania oko∏o 80% kosztów projektowania i wykonania<br />
ca∏ego uk∏adu sterowania. Wykorzystanie do programowania<br />
standardowych metod programowania i modeli<br />
pozwala na skrócenie czasu programowania, diagnozowania<br />
i konserwowania systemu.<br />
9. Lepsze wykorzystanie diagnostyki<br />
Urzàdzenia zbierajàce dane sà obecnie integralnà cz´Êcià<br />
kontrolerów. Umo˝liwia to monitorowanie i zapobieganie<br />
ewentualnym uszkodzeniom maszyny.<br />
Urzàdzenia wyposa˝one w po∏àczenia z siecià Internet<br />
i Ethernet pozwalajà na wykrywanie uszkodzeƒ na odleg∏oÊç.<br />
Wp∏ywa to na obni˝enie kosztów przez wyeliminowanie<br />
kosztów dojazdu i przeglàdu na miejscu.<br />
10. Wbudowanie systemów IT do maszyny<br />
Urzàdzenia IT, w które sà wyposa˝one maszyny, mogà<br />
dostarczaç informacji na temat wydajnoÊci energetycznej<br />
oraz ca∏kowitej sprawnoÊci wykorzystywanego sprz´tu.<br />
Systemy IT zwi´kszajà tak˝e korzyÊci wynikajàce ze stosowania<br />
systemów monitorujàcych track-and-trace. Dzi´ki<br />
tym systemom u˝ytkownik mo˝e przeÊledziç ca∏y proces<br />
produkcyjny i wprowadziç ewentualne zmiany.<br />
48<br />
ROK WYD. LXIX ZESZYT 1/<strong>2010</strong>
Z KRAJU I ZE ÂWIATA<br />
Nast´pny zeszyt<br />
Precision Urban Hopper to<br />
niewielki robot, majàcy wielkoÊç<br />
pude∏ka na buty, którego na potrzeby<br />
wojska opracowa∏a firma<br />
Boston Dynamics z Massachusetts.<br />
Robot porusza si´ na czterech<br />
sporych kó∏kach i potrafi<br />
przeskoczyç przeszkod´ o wysokoÊci<br />
nawet 7,5 m dzi´ki poruszanej<br />
t∏okiem „nodze”. Robot wyposa˝ony<br />
jest w system GPS i ma<br />
pomóc w dzia∏aniach zwiadowczych<br />
na terenie miast.<br />
Z raportu, który powsta∏ w<br />
2009 r. na potrzeby Polskiej<br />
Agencji Rozwoju Przedsi´biorczoÊci<br />
w ¸ódzkim Regionalnym<br />
Parku Naukowo-Technologicznym,<br />
wynika, ˝e w Polsce sà modne<br />
technoparki, a ich rozwój zwiàzany<br />
jest ze strategià UE, która<br />
w znaczàcy sposób finansuje te<br />
inicjatywy. W polskie technoparki<br />
zainwestowano 650 mln z∏, a po-<br />
∏owa tych Êrodków pochodzi∏a<br />
z funduszy unijnych. Zgodnie z raportem<br />
w Polsce jest 47 tzw.<br />
inicjatyw parkowych, w których<br />
dzia∏ajà 583 firmy i pracuje ponad<br />
17 tys. osób.<br />
Fundacja na rzecz Nauki Polskiej<br />
po raz kolejny wyró˝ni∏a<br />
polskich uczonych, których odkrycia<br />
i osiàgni´cia zapewniajà Polsce<br />
miejsce w nauce Êwiatowej. W<br />
dziedzinie nauk humanistycznych<br />
i spo∏ecznych nagrod´ otrzyma∏<br />
prof. Jerzy Strzelczyk z Instytutu<br />
Historii Uniwersytetu im. A. Mickiewicza<br />
w Poznaniu. Prof. Andrzej<br />
Koliƒski z Wydzia∏u Chemii Uniwersytetu<br />
Warszawskiego otrzyma∏<br />
nagrod´ za dzia∏alnoÊç w<br />
dziedzinie nauk przyrodniczych<br />
i medycznych. W dziedzinie nauk<br />
Êcis∏ych nagrod´ otrzyma∏ prof.<br />
Józef BarnaÊ z Instytutu Fizyki<br />
Uniwersytetu im. A. Mickiewicza<br />
i Instytutu Fizyki Molekularnej PAN<br />
w Poznaniu, a w dziedzinie nauk<br />
technicznych prof. Bogdan Marciniec<br />
z Wydzia∏u Chemii Uniwersytetu<br />
im. A. Mickiewicza.<br />
Japoƒski producent komputerów<br />
NEC przedstawi∏ wynalazek<br />
nazwany Tele Scouter. Zintegrowano<br />
w nim oprawki do okularów<br />
z minikomputerem i monitorem,<br />
a ca∏oÊç funkcjonuje jako t∏umacz.<br />
S∏owa wypowiedziane przez rozmówców<br />
sà nagrywane, a nast´pnie<br />
przesy∏ane do serwera,<br />
gdzie zostajà przeanalizowane i<br />
przet∏umaczone. Serwer przesy∏a<br />
t∏umaczenie w formie tekstowej<br />
do Tele Scoutera interlokutora,<br />
który na monitorze czyta je ju˝<br />
w swoim j´zyku. Urzàdzenie jest<br />
na razie w stadium eksperymentalnym.<br />
Z ARCHIWUM<br />
Ocenia si´, ˝e Stany Zjednoczone<br />
wyprodukowa∏y w r. 1967<br />
20,3 mln ton papieru, a wi´c<br />
o 100 tys. ton wi´cej ni˝ przed<br />
rokiem oraz 21,9 mln ton tektury<br />
i kartonu.<br />
Polska eksportuje ok. 1100<br />
ró˝nych asortymentów narz´dzi<br />
skrawajàcych, precyzyjnych i pomiarowych<br />
elektrycznych i pneumatycznych.<br />
Obecnie narz´dzia<br />
takie produkuje 67 zak∏adów, nie<br />
liczàc wytwórców spó∏dzielczoÊci<br />
pracy.<br />
Po raz czwarty Paƒstwowy<br />
Inspektorat Gospodarki Paliwowo-Energetycznej,<br />
NOT i Trybuna<br />
Ludu og∏osi∏y konkurs<br />
oszcz´dzania paliw i energii.<br />
Ogólna suma nagród w konkursie<br />
wynosi 1 325 000 z∏, w tym<br />
nagroda pierwsza – 100 tys. z∏<br />
oraz dwie drugie po 50 tys. z∏.<br />
Prezydium Komitetu Nauki i<br />
Techniki zapowiedzia∏o uruchomienie<br />
w najbli˝szym czasie<br />
dwóch zak∏adów wytwarzajàcych<br />
tlenek glinu. Tym samym sprawa<br />
produkcji aluminium z glinu,<br />
wed∏ug oryginalnej metody, ruszy<br />
wreszcie z miejsca.<br />
Produkcja tworzyw sztucznych<br />
w Stanach Zjednoczonych osiàgn´∏a<br />
w ub. r. poziom 6570 tys. ton.<br />
Ponad 2/3 tej produkcji to tworzywa<br />
polimeryzacyjne: polietylen<br />
1736, tworzywa winylowe 1301<br />
i styrenowe 1153 tys. ton.<br />
Âwiatowe zapotrzebowanie na<br />
rud´ ˝elaznà nieustannie roÊnie,<br />
co powoduje, ˝e wzrasta równoczeÊnie<br />
zale˝noÊç krajów –<br />
producentów ˝elaza i stali od<br />
importu surowca. W 1950 roku<br />
17% przetopionej na Êwiecie rudy<br />
˝elaza pochodzi∏o z importu.<br />
W 1964 roku udzia∏ ten wzrós∏<br />
do 30%, a w roku bie˝àcym<br />
prawdopodobnie do 33%. Przewiduje<br />
si´, ˝e w 1975 roku udzia∏<br />
importowanej rudy w Êwiatowej<br />
produkcji ˝elaza osiàgnie 36%.<br />
Wed∏ug stanu na dzieƒ 1 stycznia<br />
br. przemys∏ polski produkuje<br />
6035 wyrobów powszechnego<br />
u˝ytku uprawnionych do oznaczania<br />
znakiem jakoÊci. W tej liczbie<br />
153 wyroby posiadajà atest klasy<br />
Q, 5131 oznaczonych jest jedynkà,<br />
a 751 – tzw. znakiem kontrolnym.<br />
Przeglàd Mechaniczny nr 6/1968<br />
Komputerowa analiza napr´˝eƒ MES<br />
wybranych elementów metalowego<br />
sprz´g∏a podatnego skr´tnie<br />
– w artykule przedstawiono wyniki<br />
przeprowadzonej analizy napr´˝eƒ<br />
wybranych elementów metalowego<br />
sprz´g∏a podatnego skr´tnie z wykorzystaniem<br />
metody elementów skoƒczonych,<br />
do zamodelowania oraz symulacji<br />
komputerowej obcià˝eƒ poszczególnych<br />
podzespo∏ów zastosowano<br />
program Autodesk Inventor<br />
2009.<br />
Aplikacja gospodarki narz´dziowej<br />
dla NX<br />
– w pracy opisano aplikacj´ wspomagajàcà<br />
gospodark´ narz´dziowà,<br />
pozwalajàcà na przechowywanie zbioru<br />
danych oraz na ich ∏atwy eksport<br />
do systemu NX, przedstawiona w artykule<br />
aplikacja mo˝e zostaç wykorzystana<br />
do zarzàdzania narz´dziami<br />
skrawajàcymi w systemie CAD/CAM<br />
oraz byç inspiracjà do tworzenia technologicznych<br />
baz danych usprawniajàcych<br />
dzia∏anie firm i przedsi´biorstw.<br />
Techniki szybkiego prototypowania<br />
– przedstawiono mo˝liwoÊci, jakie<br />
daje zastosowanie technik szybkiego<br />
prototypowania, omówiono podstawy<br />
procesu rapid prototyping oraz podano<br />
obszary zastosowania tych metod,<br />
a tak˝e ich g∏ówne zalety i wady,<br />
w zamieszczonej w pracy tabeli zestawiono<br />
najcz´Êciej stosowane techniki<br />
rapid prototyping z podaniem nazwy<br />
i krótkiej charakterystyki procesu.<br />
Przeglàd eksperymentalnych metod<br />
badaƒ uk∏adów dolotowych t∏okowych<br />
silników spalinowych<br />
– w artykule dokonano przeglàdu<br />
i krótkiego opisu eksperymentalnych<br />
metod badaƒ uk∏adu dolotu powietrza,<br />
g∏ównie w aspekcie strat przep∏ywu<br />
powietrza, warunków przep∏ywu<br />
strugi powietrza i nape∏nienia cylindrów<br />
t∏okowego silnika spalinowego,<br />
w przeglàdzie uwzgl´dniono metod´<br />
Tanaki, nast´pnie opisano metod´<br />
Hubera i jej modyfikacje przeprowadzone<br />
w WAT oraz metody opracowane<br />
w Instytucie Pojazdów PW przez<br />
F. Rawskiego. Przeglàd koƒczy opis<br />
metody Hartenberga.