logo TUL logo TUL

Zaměření katedry

Věda a výzkum/zaměření katedry:

Naše činnost v rámci vědy, vývoje a výzkumu je diverzifikována a lze ji rozdělit na 8 základních okruhů, která se navzájem ovlivňují a doplňují. Dílčí i celkové výsledky jsou uplatnitelné v mnoha dalších oblastech průmyslu.

  • Robotická a automatická manipulace
  • Servisní robotika
  • Hodnocení experimentálních a průmyslových dat
  • Machine vision
  • Optimalizace tvarovacího procesu skloviny
  • Studium reologických vlastností skla a skloviny
  • Studium gravitačního tvarování skla
  • Aplikace ultrazvuku ve sklářské výrobě

 

 

Katedra se významně podílí na výzkumném záměru:

MSM 4674788501 - OPTIMALIZACE VLASTNOSTÍ STROJŮ V INTERAKCI S PRACOVNÍMI PROCESY A ČLOVĚKEM

 

 

Robotická a automatická manipulace

V oblasti robotizované manipulace je výzkum a vývoj směřován do problematiky bezdestrukční a bezdefektní robotizované manipulace s tvarově složitými výrobky. Jsou koncipovány nové principy úchopných hlavic a úchopných prvků určených pro manipulaci s objekty typu deska až po objekty s tvarově složitým profilem povrchu navíc zatížené vysokoteplotním polem na teplém konci výrobních linek. V současné době probíhá výzkum možností implementace systémů robot vision do automatizovaných výrobních linek s akcentem na eliminaci prvků polohovací techniky s cílem ON-LINE detekce těžiště a orientace objektu v návaznosti na systém řízení a programování trajektorie průmyslových robotů. Výzkum je rovněž podpořen optimalizací úchopných hlavic s využitím moderních metod výpočetní techniky a numerické matematiky.

 

Servisní robotika

Výzkumný tým katedry pracuje na vývoji mobilní platformy servisního robotu pro pohyb na vertikálních skleněných stěnách. Jde o koncepci na bázi podtlakových úchopných prvků v kombinaci s inteligentní vakuovou technikou se specificky navrženou kinematikou mechaniky podvozku a kombinovaným elektropneumatickým pohonem. V současné době je vyroben prototyp a probíhá jeho testování. Spolu s platformou podvozku je řešen unikátní koncept mycí jednotky a testován systém bezdrátové komunikace s robotem.

 

Hodnocení experimentálních a průmyslových dat

Výzkum a vývoj je zaměřen na využití fraktální geometrie, statistiky a dalších matematických nástrojů pro popis dat z experimentů, průmyslových laboratoří a z průmyslové výroby. Cílem je vývoj samostatných softwarových aplikací pro praktické využití v laboratořích, při off-line a on-line kontrole. V současné době jsou některé aplikace ve zkušebním nasazení v průmyslové výrobě.

 

Machine vision

Aplikace strojního vidění do průmyslové výroby je dnešním trendem. Výzkum a vývoj je zaměřen na užití kamer (s plošným senzorem, s lineárním senzorem, inteligentních kamer, monochromatických, barevných) pro kontrolu jakosti výrobků a výroby. Vedle výběru vhodných kamer pro danou aplikaci je řešena problematika propojení a komunikace mezi kamerou a PC nebo kontrolním systémem, návrh software (na bázi LabView, Matlab a specifických operačních systémů kamer), řešení vhodného osvětlení a dalších reálných problémů při průmyslovém nasazení.

 

Optimalizace tvarovacího procesu skloviny

Virtuální simulace technologických procesů jsou významným nástrojem pro rychlejší uvedení nového výrobku na trh, pro zvýšení efektivnosti nově zaváděného výrobního procesu, pro zkvalitnění vyráběné produkce a v neposlední řadě také pro zvýšení životnosti tvarovacích nástrojů. Výzkum na katedře je zaměřen numerické simulace tvarování skloviny, což je velmi komplexním problémem, který zahrnuje problematiku sdílení tepla, viskózního toku dávkované skloviny, zatěžování viskoelastického materiálu v průběhu geometrické transformace, teplotního namáhání tvarovacích nástrojů, tepelné únavy a životnosti tvarovacích nástrojů, identifikace zbytkových pnutí v tvarované výrobku a relaxace napětí. V tomto ohledu patří katedra ke světové špičce.

 

Studium reologických vlastností skla a skloviny

Základním požadavkem, kladeným na virtuální simulace, je spolehlivost numerických výstupů. Nedílnou součástí virtuálních simulací jsou proto paralelně realizované verifikace výstupních, ale i vstupních dat (teploty, průběhy lisovacích tlaků). Pro zabezpečení spolehlivosti počítačového modelu je nezbytný exaktní popis materiálových vlastností jednotlivých komponent. Současná úroveň znalosti reologických vlastností reálných sklovin je omezená. Pro získání přesnějšího popisu materiálových vlastností jsou na katedře realizovány experimenty umožňující vyhodnotit základní reologické parametry analyzovaných sklovin.

 

Studium gravitačního tvarování skla

Technologie gravitačního tvarování skla má úzkou souvislost s novými trendy v oblasti zpracování plochého skla, a to nejen ve výrobě tvarově stále komplexnějších autoskel nebo nových architektonických prvků, ale také v oblasti užitkového a uměleckého skla. Na katedře jsou realizovány experimenty zaměřené na vyhodnocení časového vývoje deformace v závislosti na změně okrajových podmínek, získaná data jsou implementována do počítačového modelu, který je používán pro vyhodnocení jednotlivých interakcí a následně také pro optimalizaci tvarovacího procesu.

 

Aplikace ultrazvuku ve sklářské výrobě

Využití ultrazvuku v procesech opracování skla je alternativou k běžně užívaným konvenčním metodám. V centru zájmu výzkumu na katedře je především vrtání neobvyklého profilu do plochého skla. V laboratorních podmínkách je vyhodnocován vliv jednotlivých parametrů se zaměřením na optimalizaci celého procesu opracování.

 

O skle:

Díky své amorfní struktuře a vlastnostem z toho vyplývajícím a dalším vlastnostem je sklo materiálem obtížně nahraditelným jinými a v některých případech nenahraditelným. Přestože se s nástupem plastů předpokládalo, že nahradí velkou část tradičních sklářských výrobků (obalové sklo, bižuterii, automobilové sklo,…) nestalo se tak a sklářství každoročně celosvětově zvyšuje výrobu.

Aplikace skla v současné době jsou: ploché sklo (stavební sklo, automobilové sklo, interiérové sklo), obalové sklo, užitkové sklo, domácenské sklo, laboratorní sklo, bižuterie, skleněná vlákna, technické sklo ...