Skip to main content
Ova se stranica prikazuje pomoću automatiziranog prijevoda. Umjesto toga, pogledaj na engleskom?

FlowBot portal za hidrodinamička istraživanja

TU Delft razvio je revolucionarni i globalno jedinstven sustav: FlowBot. Zahvaljujući Siemensovoj tehnologiji, ovaj portalni sustav nudi svu fleksibilnost i preciznost potrebnu za provođenje temeljnih istraživanja protoka fluida oko objekata koji se nepravilno kreću.

Rezultati ovog istraživanja koriste se, između ostalog, za optimizaciju dizajna automobila, brodova i zrakoplova. Do sada su se vjetrotuneli često koristili u dinamici fluida za određivanje sila koje djeluju na pokretne objekte. Nedostatak ove metode je da se mjerenja vrše pri konstantnim brzinama protoka. U praksi se, međutim, automobili, zrakoplovi i brodovi uvijek kreću različitim brzinama i ubrzanjima. Da bismo unaprijedili naše razumijevanje hidrodinamike, poželjno je provesti temeljna istraživanja o objektima koji se kreću nekonstantnim brzinama i samoodređenim gibanjem. To je upravo ono što FlowBot omogućuje. Dizajniran je za pomicanje objekata kroz visoki, prozirni spremnik za vodu dimenzija 5 x 2 x 2 metra uz precizno prikupljanje podataka i mjerenja protoka i sila.

Impulzivni tokovi

"Istraživanje impulzivnih tokova relativno je novo", kaže Gertjan Mulder, voditelj projekta za FlowBot unutar odjeljka Fluid Mechanics. "Već smo imali malu, jednostavnu postavku za ovo, ali željeli smo biti u mogućnosti učiniti više u smislu brzine, ubrzanja i trzaja. Za ovo istraživanje važno je biti u stanju slijediti precizne puteve. To je moguće s novim FlowBotom kojim upravlja SINUMERIK. Točnost CNC upravljanja posebno je važna jer se sustavi s više osi moraju precizno slijediti."

Radi točno ono što mi želimo. Možemo se kretati u različitim smjerovima i lako programirati brzinu i ubrzanje s preciznošću.
Jesse Reijtenbagh, Doktorski kandidat, Tehničko sveučilište Delft

Precizna kontrola

Gertjan je kontaktirao integratora sustava Batenburg JB Systems, koji je, između ostalih projekata, automatizirao portal na SAM|XL u Delftu koristeći SINUMERIK. S CNC upravljačkim sustavom SINUMERIK moguće je programirati staze kretanja s velikom preciznošću, omogućujući točno određivanje brzine i ubrzanja za svaki položaj. Prvobitno namijenjen prvenstveno tokarilicama i glodalicama, ovaj sustav upravljanja sada se koristi u sve širem rasponu primjena. "U osnovi bilo gdje gdje su precizno koordinirani pokreti osi, poput ovog FlowBota, uvjet", kaže Frank de Korte, voditelj proizvoda SINUMERIK u Siemensu Nizozemskoj. "Naš upravljački sustav može upravljati do 31 osi. To je, u kombinaciji s otvorenošću sustava, njegova snaga." Gertjan: "Za nas je točnost puta bila najvažniji faktor. Zato smo se odlučili za portalno rješenje. Portal u kombinaciji s ovim upravljačkim sustavom može napraviti mnogo preciznije pokrete od robota sa 6 osi. To će donijeti mnogo bolje rezultate istraživanja u budućnosti."

Article block image - ONE - Groundbreaking FlowBot gantry for hydrodynamic research

Točni rezultati istraživanja

Doktorski kandidat Jesse Reijtenbagh provodi prve testove s FlowBotom za svoje istraživanje. "Radi upravo ono što želimo", kaže oduševljeno. "Možemo se kretati u različitim smjerovima i lako programirati brzinu i ubrzanje s preciznošću. Budući da možemo raditi s više osi istovremeno, možemo imati kamere i rasvjeta da prate objekt kroz spremnik za vodu. Na taj način ne propuštamo niti jedan detalj. Podaci o silama, položajima i drugim podacima pohranjuju se u jednoj datoteci. To nam pomaže uspostaviti veze između sile i brzine. Kvaliteta podataka je izvrsna, tako da ne trebamo koristiti filtre u obradi signala. Zahvaljujući visokoj preciznosti FlowBota, možemo, na primjer, proučavati savršene pokrete krila leptira i ptica. Još uvijek imamo puno toga za naučiti od prirode!"

Industrial Edge

Bitno je da istraživači mogu prikupiti veliku količinu mjernih podataka u kratkom vremenskom razdoblju: sile koje djeluju na ispitni objekt, zajedno s brzinama, ubrzanjima i položajima. Postupak prikupljanja podataka ne smije utjecati na točnost pokreta. Iz tog se razloga svi podaci mjerenja prikupljaju na uređaju Industrial Edge. Korištenjem namjenskog uređaja procesor u valjku SINUMERIK nije izložen dodatnom opterećenju, a prikupljanje podataka ne utječe na brzinu upravljanja. Industrial Edge radi besprijekorno s kontrolerom. Podaci, kako s kontrolera, tako i sa terenskih komponenti, pohranjuju se sinkrono i na visokoj frekvenciji i mogu se preuzeti putem sigurne veze s bilo kojeg mjesta. Za analizu istraživači koriste aplikaciju Analyze my Workpiece /Capture.

Gertjan: "Lako možemo sami odlučiti kada se podaci trebaju, a ne trebaju pohraniti. Pomoću FlowBota izvodimo mnoge testove uzastopno. Nije potrebno pohraniti podatke između dva mjerenja. Kao rezultat toga, Edge prikuplja samo korisne podatke o mjerenju. To nam omogućuje da lako analiziramo podatke u mnogim različitim eksperimentima, omogućujući nam da brzo uspostavimo korelacije između izmjerene sile i pređenog puta."

Tehnička implementacija

Marcel de Pagter, voditelj projekta u Batenburg JB Systems, opisuje zanimljiv i izazovan proces: "Za nas je ovo bio prvi projekt koji je koristio novi SINUMERIK ONE i prvi put je ovaj sustav upravljanja primijenjen na tako složenu aplikaciju. Kako bismo postigli ovaj krajnji rezultat, blisko smo surađivali s uključenim partnerima. Tijekom projekta fokusirali smo se prvenstveno na softver, e-inženjering, instalaciju i implementaciju komponenata povezanih sa sigurnošću."
Uz podršku kompanije Siemens, Batenburg JB Systems je optimalno iskoristio SINUMERIK upravljački sustav. Kako bi vrijeme puštanja u rad bilo što kraće, Batenburg JB Systems digitalno je pripremio, simulirao i testirao mnoge aspekte pomoću softvera SINUMERIK ONE Digital Twin.

Vrhunska izvedba

Trenutno FlowBot ima 23 sinkrono radne osi kojima upravlja jedan SINUMERIK kontroler. Broj osi bit će dodatno proširen u bliskoj budućnosti dodavanjem dva 6-osna robota. "FlowBot pomiče granice onoga što je moguće sa Sinumerik upravljačkim sustavom", kaže Frank de Korte. "Ovo nije bio standardni projekt ni za Siemens, ali od početka smo bili uvjereni da je ono što je TU Delft tražio moguće sa Sinumerik upravljačkim sustavom. Ono što je ovdje postignuto ne može se učiniti nijednim drugim kontrolnim sustavom i stoga smo na to vrlo ponosni." Mulder ga također opisuje kao uspješan projekt: "Ciljali smo na najveću točnost i možemo mjeriti čak i preciznije nego što smo se nadali. Osim toga, unatoč složenosti FlowBota, operacija je intuitivna i jednostavna za upotrebu. Zahvaljujući osovinama za automatsko praćenje, FlowBot je također jednostavan za programiranje."