let. - vol. 50 (2004) {t. - no. 10 STROJNIŠKI VESTNIK 10 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING strani - pages 445 - 502 ISSN 0039-2480 Stroj V STJVAX cena 800 SIT 1. 2. 3. 4. istem za spremljanje in optimiranj ostopka frezanja z uporabo genetskih algoritmov A System for Monitoring and Optimizing the Milling Process w Genetic Algorithms gi~no mehko krmiljenje aktivne metenja brez upada njegove zra~nosti The Fuzzy-Logic Control of Activ Suspensions without Suspension-Degeneration predni mehatronski postopek ---- rtovanja odprtega krmilja strojev An Advanced Mechatronic Approac to Open Machine-Control Design Parameterizacija momenta na rmilnem obro~u in optimizacija vodilni{kega mehanizma cevne turbi The Parameterization of the Tor on a Regulating Ring and the Optimization of the Guide-Vane Mechanism of a Bulb Turbine © Strojni{ki vestnik 50(2004)10,445 Mese~nik ISSN 0039-2480 © Journal of Mechanical Engineering 50(2004)10,445 Published monthly ISSN 0039-2480 Vsebina Contents Strojni{ki vestnik - Journal of Mechanical Engineering letnik - volume 50, (2004), {tevilka - number 10 Razprave Milfelner, M., Čuš, F.: Sistem za spremljanje in optimiranje postopka frezanja z uporabo genetskih algoritmov 446 Guclu, R: Logično mehko krmiljenje aktivnega vzmetenja brez upada njegove zračnosti 462 Hace, A., Polič, A., Jezernik, K.: Napredni mehatronski postopek načrtovanja odprtega krmilja strojev 469 Krotec, S.: Parameterizacija momenta na krmilnem obroču in optimizacija vodilniškega mehanizma cevne turbine 487 Papers Milfelner, M., Čuš, F.: A System for Monitoring and Optimizing the Milling Process with Genetic Algorithms Guclu, R.: The Fuzzy-Logic Control of Active Suspensions without Suspension-Gap Degeneration Hace, A., Polič, A., Jezernik, K.: An Advanced Mechatronic Approach to Open Machine-Control Design Krotec, S.: The Parameterization of the Torque on a Regulating Ring and the Optimization of the Guide-Vane Mechanism of a Bulb Turbine Strokovna literatura Osebne vesti Navodila avtorjem 494 Professional Literature 496 Personal Events 501 Instructions for Authors stran 445 I^HsSTTlMlDC © Strojni{ki vestnik 50(2004)10,446-461 © Journal of Mechanical Engineering 50(2004)10,446-461 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 UDK 621.914:519.85 UDC 621.914:519.85 Izvirni znanstveni ~lanek (1.01) Original scientific paper (1.01) Sistem za spremljanje in optimiranje postopka frezanja z uporabo genetskih algoritmov A System for Monitoring and Optimizing the Milling Process with Genetic Algorithms Matja` Milfelner - Franci ^u{ V prispevku je predstavljen sistem za spremljanje in optimiranje postopka frezanja z oblikovnim krogelnim frezalom. Sistem združuje različne metode in tehnologije, to so: evolucijske metode, tehnologija obdelave, merilna in nadzorna tehnologija, inteligentna postopkovna tehnologija s podporo ustrezne programske in strojne opreme. Sistem za spremljanje in optimiranje postopka frezanja združuje sistem za spremljanje postopka frezanja in model optimiranja. Sistem za spremljanje postopka frezanja je namenjen spremljanju in zbiranju veličin odrezovalnega postopka z uporabo zaznaval in spremembo teh podatkov v numerične vrednosti, ki so izhodišče za optimiranje postopka frezanja z oblikovnim krogelnim frezalom. Z modelom optimiranja določamo rezalne parametre pri postopku frezanja na podlagi analitičnega modela rezalnih sil ter modela obstojnosti orodja z genetskim algoritmom. Sistem uporabimo za napovedovanje rezalnih sil, optimiranje rezalnih parametrov, zmanjšanje celotnega časa obdelave, povečanje natančnosti, zanesljivosti, produktivnosti in zmanjšanje stroškov obdelave. © 2004 Strojniški vestnik. Vse pravice pridržane. (Ključne besede: optimiranje odrezovanja, sile rezanja, parametri rezanja, frezala oblikovna krogelna, algoritmi genetski) This paper presents a system for monitoring and optimizing the ball-end milling process. The system combines different methods and technologies, like evolutionary methods, manufacturing technology, measuring and control technology and intelligent process technology with the appropriate hardware and software support. The system for monitoring and optimizing the ball-end milling process combines the process monitoring system of the ball-end milling process and the optimization model. The monitoring system is designed for monitoring and collecting the variables of the milling process by means of sensors and the transformation of those data into numerical values, which are the starting point for the optimization of the ball-end milling process. The optimization model is used for the optimization of the milling parameters with genetic algorithms. The optimization is based on the analytical cutting-force model and the tool-wear model. The developed methods can be used for the cutting-force estimation and the optimization of the cutting parameters. The integration of the proposed system will lead to a reduction in the production costs and production time, flexibility in machining-parameter selection, and an improvement in product quality. © 2004 Journal of Mechanical Engineering. All rights reserved. (Keywords: optimization, cutting forces, cutting parameters, ball-end mill, genetic algorithms) 0 UVOD V prispevku je predstavljen razvoj sistema za spremljanje in optimiranje postopka odrezovanja, ki je prikazan na postopku odrezovanja materiala (jekel) z oblikovnim krogelnim frezalom. Postopek frezanja je eden izmed najpomembnejših in vsestranskih postopkov obdelave materiala, s katerim lahko obdelujemo zapletene površine in oblike izdelkov. Z združitvijo 0 INTRODUCTION This paper presents a system for monitoring and optimizing the machining process, which is shown in detail in the process of machining steels with ball-end milling. The milling process has become a very important and useful procedure for the manufacture of 3D surfaces of different shapes. Due to the widespread use of highly auto- 0 SšnrKitafcflM]! mn stran 446 Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring sodobnih večosnih, frezalnih strojev z velikimi hitrostmi pa se je v proizvodnji pojavila zahteva po spremljanju in optimiranju postopka odrezavanja. Namen je razviti inteligentni sistem za spremljanje in optimiranje postopka frezanja, ki bo zbiral podatke med samim postopkom odrezovanja ter s pomočjo teh postopek optimiral. Z uporabo sodobnih metod umetne inteligence smo razvili model za optimiranje rezalnih parametrov na osnovi izmerjenih vhodnih parametrov. Sistem za spremljanje in optimiranje postopka frezanja z oblikovnim krogelnim frezalom temelji na vrednostih izmerjenih rezalnih sil z dinamometrom, analitičnemu modelu rezalnih sil, modelu obstojnosti orodja ter optimiranju rezalnih parametrov z genetskim algoritmom (GA). Sistem bo namenjen inžinerjem za določevanje optimalnih rezalnih parametrov z najmanjšim številom preizkusov ter za zagotavljanje največjih zmogljivosti izbranih opravil na obdelovalnem stroju. 1 PREDSTAVITEV SISTEMA V zadnjem obdobju se je pojavila zahteva po vrhunski kakovosti izdelkov. Zaradi tega se inženirji srečujejo s težkimi nalogami - kako izboljšati produktivnost in ohraniti kakovost izdelkov. S povečevanjem rezalne hitrosti z namenom, da bi povečali produktivnost, se poslabša stabilnost sistema, kar vodi do preobremenitve stroja in zaradi tega do loma orodja. Pri tem je pomemben ustrezen nadzor obdelovalnega postopka s sistemom za spremljanje in optimiranje postopka odrezovanja. Z združitvijo obdelovalnih sistemov z veliko stopnjo avtomatizacije in prilagodljivosti v proizvodnji zagotovimo zanesljivost, natančnost in kakovost izdelka. Zahtevana velika prilagodljivost obdelovalnega postopka zahteva povečanje rezalnih parametrov. Rešitev tega problema je v razvoju sistemov za spremljanje in optimiranje postopka odrezovanja, ki temeljijo na metodah umetne inteligence. Cilj raziskave je razvoj prilagodljivega in zanesljivega sistema za spremljanje in optimiranje postopka odrezovanja (SOPO), ki je predstavljen na postopku frezanja z oblikovnim krogelnim frezalom (sl. 1). Sistem je razdeljen na naslednje dele: - tehnološki parametri, - sistem za spremljanje postopka frezanja, - model optimiranja rezalnih parametrov, - modul za posredovanje optimalnih rezalnih parametrov obdelovalnemu stroju. Sistem za spremljanje in optimiranje postopka odrezovanja je namenjen optimiranju postopka frezanja z genetskim algoritmom, s katerim optimiramo rezalne parametre ob vsaki spremembi rezalnih sil. S sistemom lahko prej napovemo vse pomembne veličine odrezovalnega postopka, ki se bodo kasneje dejansko pojavljale pri samem postopku obdelave. mated machine tools in industry, manufacturing requires reliable monitoring and optimization models and methods. The main objective of this paper is to develop an intelligent online monitoring and optimization system for the ball-end milling process. By exploring the advantages of artificial intelligence methods, the optimization model is developed. The system for monitoring and optimizing the ball-end milling process is based on the measured cutting forces, the analytical cutting-force model, the tool-wear model and the optimization of cutting parameters with the genetic algorithm (GA). The developed system will be applied to the manufacturing process for the determination of the optimum cutting parameters with the fewest number of experiments and the maximum cutting power on the tool machine. 1 PRESENTATION OF THE SYSTEM In recent years there has been an increase in the demand for high-quality products. Consequently, manufacturing engineers are faced with the difficult task of improving productivity without comprising quality. The use of high machining speeds to increase productivity exacerbates the stability problems and might even lead to tool breakages in certain situations. This emphasizes the proper control of the machining process through an online monitoring and optimization system. The success of manufacturing systems with a high level of automation and flexibility is the capability to strictly control the quality of the products, to guarantee working processes with a known reliability, and the availability of the whole system. The high flexibility required for the manufacturing process also involves increasing the severity of the operating parameters. The solution to this problem is in the development of systems for monitoring and optimizing the cutting process based on artificial intelligence. The main objective of this research is to develop flexible and reliable system for monitoring and optimization (SOPO), which is shown on the ball-end milling process. (Fig. 1). The system is divided into: - technological parameters, - monitoring system, - optimization model, - response module. The system for monitoring and optimizing of the cutting process has been developed for the optimization with a genetic algorithm at various obtained cutting forces. The system can show all the important cutting process variables, which will later actually appear in the machining process itself. | lgfinHi(š)bJ][M]lfi[j;?n 0410 stran 447 I^BSSIfTMlGC Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring Sl. 1. Sistem za spremljanje in optimiranje postopka odrezovanja Fig. 1. System for monitoring and optimizing the of machining process 2 REZALNE SILE PRI OBLIKOVNEM KROGELNEM FREZALU Frezanje z oblikovnim krogelnim frezalom je zelo pogost postopek obdelave, posebej v avtomobilski, letalski in preoblikovalni industriji [1]. Uporablja se za obdelavo prosto oblikovanih površin, kot so npr. utopi, matrice, votlice, kalupi, turbine, propelerji in letalski sestavni deli. Zaradi različnih vzrokov, kakor so konstrukcijski (strukturni), optimirani ali estetski videz, postajajo geometrijske oblike izdelkov vedno bolj zahtevne. Z uporabo RPN/RPI sistemov in RNK obdelovalnih centrov lahko izdelamo zelo zahtevne oblike površin z oblikovnim krogelnim frezanjem. Napovedovanje rezalnih sil pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom je zelo pomembno. V fazi načrtovanja rezalnega postopka znanje o rezalnih silah pomaga tehnologu pri določevanju rezalnih parametrov za obdelavo. Napovedovanje rezalnih sil je v podporo pri načrtovanju postopka, izbiri primernih rezalnih razmer za zmanjšanje obrabe, deformacije in loma orodja, ter pri konstruiranju boljših vpenjalnih priprav, kar izboljša kakovost izdelka. Model rezalnih sil pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom [2] je del združenega sistema SOPO pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom. 2.1. Geometrijska oblika oblikovnega krogelnega frezala Geometrijska oblika frezala ima pomemben vpliv na karakteristiko rezalne sile pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom. Pri oblikovnem krogelnem frezalu poteka rezalni rob orodja po 2 CUTTING FORCES IN BALL-END MILLING Ball-end milling is a very common machining process, especially in the automobile, aerospace, die and mould industries [1]. It is used for machining freely shaped surfaces such as dies, moulds, turbines, propellers, and for aircraft structural elements. For various reasons, such as the structural, optimization or esthetic points of view, nowadays, most industrial part geometries are becoming more and more complicated. The recent advances in CAD/ CAM systems and CNC machining centers allows us to supply this demand for machining very complex sculpture surfaces by ball-end milling. The importance of predicting the cutting forces in ball-end milling is evident. In the process-planning stage, knowledge of the cutting forces helps the process engineers to select “appropriate values” for the process parameters. The prediction of cutting forces gives support in the planning of the process, in selecting suitable cutting parameters for the reduction of excessive wear, the deformation and breakage of the tool, and helps to design better fixtures that increase the quality of the parts. The cutting force model for ball-end milling [2] can be utilized in an intelligent system for monitoring and optimization in the ball-end milling process. 2.1 Geometry of a ball-end milling cutter Cutting-edge geometry plays a very important role in the cutting force characteristics in the ball-end milling process, whereas the straight-end mill, ball-end mill cutting-edge geometry varies locally in the ball 0 BnnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO | | ^SSfiFlMlGC | stran 448 Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring površini krogle. Prav tako kakor se spreminja lokalni kot vijačnice, se spreminja tudi polmer frezala R, ki vpliva na rezalne sile in rezalno hitrost. Amplituda in potek rezalne sile pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom sta odvisna od: vrste in geometrijske oblike frezala, rezalnih parametrov ter materiala obdelovanca. Geometrijska oblika in rezalne sile pri oblikovnem krogelnem frezalu so prikazane na sliki 2. Rezalni rob frezala leži na površini poloble in je določen z nespremenljivim kotom vijačnice. Rezalni robovi imajo kot vijačnice lb na prehodu iz polokroglega dela frezala na valjasti del. Glede na zmanjšanje polmera frezala v ravnini X-Y proti konici frezala v smeri Z se spreminja kot vijačnice - lokalni kot vijačnice. Enačba ovojnice na polkrožnem delu frezala se glasi: part. For example, as well as varying the local helix angle, varying the radius R directly affects the cutting forces through its effect on the cutting velocity. The selection of the proper cutter/cutting-edge geometry, as well as other process factors, is very important over the amplitude and waveform of the generated cutting forces during the machining. The geometry and the cutting forces on the ball-end milling cutter are shown in Figure 2. The cutting edge of the milling cutter lies on the hemisphere surface and is determined with the constant helix angle. The cutting edges have the helix angle lb at the transition from the hemispherical part of the milling cutter into the cylindrical part With respect to the reduction of the milling cutter radius in the X-Y plane towards the milling cutter tip in the Z direction the helix angle - the local helix angle changes. The expression for the envelope of the ball part is given by: x2+y2+(R0-z)2=R02 (1) koordinata točke z, ki leži na rezalnem robu frezala, je: z = R0 - polmer polkrožnega dela frezala, y - kot med konico rezalnega roba pri z=0 in vzdolžno lego z, lb - kot vijačnice rezalnega roba frezala. Za frezala z nespremenljivo dolžino se lokalni kot vijačnice spreminja glede na polmer frezala in ga izračunamo po enačbi: The z - coordinate of the point located on the cutting edge of the milling cutter is: tan lb (2), R0 - radius of the hemispherical part of the milling cutter y - angle between the cutting edge tip in case of z=0 and the axial position z. lb - helix angle of the cutting edge of the milling cutter For the milling cutters of constant length the local helix angle changes with respect to the milling cutter radius and it is calculated according to the equation: tan lb (y) = • tan l R0 (3), R(y) - polmer orodja v ravnini X-Y glede na kot k. Kotna lega k v smeri osi Z od središča polkrožnega dela do točke na rezalnem robu je: k = arcsin Polmer rezalnega roba v ravnini X-Y, ki se dotika točke na spiralnem in krogelnem rezalnem robu pri kotu y, določimo: R(y) - tool radius in X-Y plane with respect to angle k The angular position k in the direction of the Z axis from the center of the hemispherical part to the point on the cutting edge: R(y) R0 (4). 0 The radius of the cutting edge in the X-Y plane, which touches the point on the helical and spherical cutting edge with angle y, is determined as follows: R(y) = 1-(ycotlb-1)2-R0 (5). Kotni razmik med rezalnimi robovi na frezalu: fP = Angular spacing between the cutting edge on the milling cutter: 360° Nf Nf - število rezalnih robov. Kotna lega rezalnega roba: Nf - number of cutting edges Angular position of the cutting edge: (j) yNq j = 1,2,...,Nq (6), (7), gfin^OtJJlMISCSD 04-10 stran 449 |^BSSITIMIGC y -i~ dFR j \ lA i \ \dFT ni <9.: |C(z) dFR fz-sin9 dFA Sl. 2. Rezalne sile in geometrijska oblika pri oblikovnem krogelnem frezalu Fig. 2. Cutting forces and geometry in the case of ball-end milling cutter NQ- število kotnih leg, Q(j) - kotna lega rezalnega roba, <|.P - kotni razmik med rezalnimi robovi. Debelina vzdolžnih delov na rezalnem robu frezala: N - number of angular positions Q(j) - angular position of cutting edges populacije / Generation S. of initial population J 1 1 Selekcija / Selection Križanje/ Crossover r < pc Mutacija / Mutation r < pm Ne No Optimalni rezalni parametri / Optimal cutting conditions fz, vc, AD, RD Sl. 4. Optimiranje rezalnih parametrov z genetskim algoritmom Fig. 4. Optimization of cutting parameters with the genetic algorithm 0 SnnBjfokJl[p)l]D§[i^O | | ^SsFvWEIK | 0,000 0,005 0,01 0 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 Čas t [ s] Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring učinkovite rezalne parametre z uporabo hevrističnih metod. Zelo težko je razložiti logično povezavo med rezalnimi veličinami, ker so te odvisne od rezalnih parametrov (rezalne hitrosti V, podajanja/, globine frezanja AD in širine frezanja RD). Iz tega razloga za določevanje in optimiranje rezalnih parametrov uporabimo genetske algoritme. Pri optimiranju rezalnih parametrov upoštevamo vse vplivne dejavnike, ki se pojavljajo pri postopku frezanja. Ob upoštevanju vseh naštetih predpostavk smo razvili model optimiranja na temelju genetskih algoritmov, ki je namenjen določevanju optimalnih rezalnih parametrov pri postopku frezanja z oblikovnim krogelnim frezalom. Model temelji na sprotnem optimiranju rezalnih parametrov, na podlagi rezalnih sil, zajetih s sistemom za spremljanje postopka frezanja. Optimiranje rezalnih parametrov (rezalne hitrosti V, podajanja/, globine frezanja A in širine frezanja RD ) z genetskim algoritmom temelji na vrednostih rezalnih sil F, Fr in F7 izmerjenih s sistemom za spremljanje postopka frezanja, analitičnemu modelu rezalnih sil in izkustvenem modelu obstojnosti orodja (sl. 4). 5 ANALIZA REZULTATOV Za potrditev sistema za spremljanje postopka frezanja in modela optimiranja smo opravili obsežno število preizkusov na NK frezalnem stroju, pri različnih parametrih frezanja. V tem poglavju so predstavljeni rezultati preizkusov ter primerjava in analiza rezalnih sil, v odvisnosti od rezalnih parametrov. 5.1 Uporabljena preizkusna oprema Razviti analitični model rezalnih sil za oblikovno krogelno frezalo uporabimo za napovedovanje rezalnih sil in optimiranje rezalnih parametrov. Za preizkuse smo uporabili: - RNK frezalni stroj MORI SEIKI FRONTIER - M, - merilno ploščo KISTLER 9259A, - material obdelovanca Ck45, - oblikovno krogelno frezalo tip R216.44-10030-040-AL10G - GC 1010 s premerom 10 mm, kotom vijačnice 30° inštirimi rezalnimi robovi. 5.2 Povezava med rezalno silo in rezalnimi parametri Rezalna sila F in rezalna hitrost V sta glavni vplivni veličini^obdelovalnega postopka. Zmnožek rezalne sile in hitrosti je sorazmeren rezalni moči obdelovalnega stroja. Količina odvzetega materiala je glavno kazalo produktivnosti postopka odrezovanja. Velikost rezalne sile med odrezovanjem je odvisna od rezalnih parametrov (rezalne hitrosti V, podajanja/, globine frezanja AD in širine frezanja RD). Povečanje rezalne hitrosti je prednost, ker povečuje logues, were optimized by heuristic methods. The formulation of the relations between the cutting quantities is very difficult because they depend on the cutting parameters (cutting speed Vc, feeding fz, axial depth AD, radial depth RD). For this reason the genetic algorithm was used for the optimization of the cutting parameters. All the influencing factors that appear in the ball-end milling process were considered. By taking into account all the influencing factors the genetic algorithm optimization model for ball-end milling was developed. The online optimization of the cutting parameters is based on the cutting forces collected by the monitoring system. The optimization of the cutting parameters (cutting speed Vc, feeding fz, axial depth AD, radial depth RD) is based on the measured cutting forces FX, FY and FZ, the analytical cutting-force model and the empirical tool-wear model. (Fig. 4). 5 ANALYSIS OF THE RESULTS An extensive number of tests were made on the milling machine to confirm the monitoring system and the optimization model with different cutting parameters. This chapter presents the results of the experiments and the comparison and analysis of cutting forces depending on the cutting parameters. 5.1 Experimental setup The developed analytical cutting-force model for ball-end milling is applied for the cutting-force estimation and the optimization of the cutting parameters. The experimental model consists of: - CNC milling machine MORI SEIKI FRONTIER -M, - piezoelectric dynamometer KISTLER 9259A, -workpiece material Ck45, - solid ball-end milling cutter type R216.44-10030-040-AL10G - GC 1010 with four cutting edges, of 10 mm diameter and 30° helix angle, 5.2 Relationship between the cutting force and the cutting parameters The cutting force, F and the cutting speed, V, are the two main quantities for an efficient machining operation. Their product is proportional to the cutting power of the milling machine. The metal removal rate is the main indicator of the productivity of the cutting process. The cutting force developed during the machining can be controlled by varying the cutting parameters (cutting speed V, feeding/, axial depth AD, radial depth RD). An increase of the cutting speed | lgfinHi(š)bJ][M]lfi[j;?n 0410 stran 455 I^BSSIfTMlGC Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring Sl. 5. Največje rezalne sile v odvisnosti od rezalne hitrosti in podajanja Fig. 5. Relationship between the maximum cutting force, the cutting speed and the feeding količino odvzetega materiala. Rezalno hitrost je smiselno povečati do vrednosti, pri kateri največja rezalna sila ne preseže kritične vrednosti, ker to vodi do deformacije orodja, obdelovalnega stroja in obdelovanca. Na sliki 5 je prikazana vrednost največje rezalne sile F za frezalo R216.44-10030-040-AL10G v odvisnosti rezalne hitrosti V, podajanja fz, globine frezanja AD. 5.3 Določitev obstojnosti orodja z genetskim algoritmom Za določitev obstojnosti orodja v odvisnosti od največje rezalne sile F smo razvili izkustveni model obstojnosti. Izkustveni model je predstavljen v naslednji obliki: is an advantage; however, an the increase in cutting force is a disadvantage because no increase in the metal removal rate results from it, but rather larger deformations of the machine and workpiece occur. Figure 5 presents the maximum cutting force, Fmax, for the cutter R216.44-10030-040-AL10G, according to cutting speed Vc, feeding fz, and axial depth AD. 5.3 Estimation of tool wear using the genetic algorithm Based on the tool wear and the maximum cutting force, Fmax, a relationship for the empirical tool wear model is developed. It is proposed in the following format: Fmax=K1 + (K2-T)K (23), F - največja rezalna sila, T - obstojnost orodja v mm, K1, K, K - koeficienti obstojnosti. V izkustvenem modelu za določitev obstojnosti orodja imajo največji vpliv koeficienti obstojnosti. K1 je stopnja rezalne sile in je odvisen od rezalnih parametrov pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom. K je gradient obstojnosti orodja, ki je odvisen od rezalnih parametrov, rezalnega orodja in materiala obdelovanca. Če je vrednost K majhna, potem se obraba orodja počasi zvečuje in nasprotno. Koeficient K pove, kako hitro se bo pojavil lom orodja, ko se rezalna sila poveča čez kritično vrednost. Vrednost koeficienta K3 je tem večja, čim trši je material obdelovanca oz. pri neprimernih rezalnih parametrih. Iz preizkusnih vrednosti največje rezalne sile F , zajete s sistemom za spremljanje postopka frezanja, lahko z uporabo genetskega algoritma določimo koeficiente obstojnosti. Program za določitev koeficientov obstojnosti je napravljen v programskem paketu MATLAB. Z genetskim Fmax - maximum cutting force T - tool life [mm] K1, K2, K3 - tool-wear coefficients. In the empirical tool-wear model, the tool-wear coefficients have their physical meaning. K1 is the cutting-force level, which depends on the cutting parameters of the ball-end milling operations. K2 is the tool-wear gradient, which depends on the cutting parameters, the tool and the workpiece materials. A small K2 indicates slow progress of the wear. K3 represents how fast the tool is broken when the cutting force is above a critical level. The harder the workpiece material is or the more uncomfortable cutting parameters the tool has, the larger K3 is. From the experimental data of the maximum cutting force, Fmax, the coefficients of the proposed tool-wear model can be found by using the genetic algorithm. The program for the determination of the tool-wear coefficients was made with the program package MATLAB. The genetic algorithm is used to 0 BnnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO | | ^SSfiFlMlGC | stran 456 Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring algoritmom poiščemo optimalne koeficiente obstojnosti, ki jih uporabimo v modelu. Vsoto razlik rezalnih sil, dobljenih iz sistema za spremljanje postopka frezanja in rezalnih sil iz izkustvenega modela smo uporabili kot funkcijo uspešnosti. Funkcijo uspešnosti zapišemo kot: 1 N E - povprečna absolutna napaka Fmmaoxd ( e li) - največja rezalna sila, določena z modelom, Fmeakxsp ei riment - največja rezalna sila, dobljena s preizkusom. search for the optimum tool-wear coefficients, which will be used in the model. The sum of the difference between the experimental cutting-force data and the cutting force obtained from the developed model is used as the optimum objective function. The objective function is: model (i) F eksperiment max(i) (24), E – average absolute error Fmmaoxd(ei)l - estimated maximum cutting force Fmeakxsp(ei)riment - experimental maximum cutting force Preglednica 1. Primerjava eksperimentalnih z izkustvenimi vrednostmi rezalne sile Fmax Table 1. The comparison of the experimental and empirical cutting forces Fmax Obstojnost orodja Tool life mm 19250 260,7 260,7 38500 280,0 280,2 57750 290,8 3 Povprečna napaka Average error Preizkus Experiment Fmax [N] 256,9 77000 326,3 327,1 96250 355,3 3 Izkustveni model Empirical model 246,7 302,6 353,3 115500 392,4 380,8 3,03 134750 429,3 409,6 4,81 173250 467,6 470,4 0,60 231000 536,4 568,3 5,62 Napaka Error % 4,14 0,01 0,10 3,92 0,24 0,58 2,30 Preglednica 2. Optimalni koeficienti obstojnosti Table 2. Optimum tool-wear coefficients Koeficienti obstojnosti Tool-wear coefficients R216.44-10030-040-AL10G K1 246,70577 K2 0,0004 K3 1,26198 Za določitev koeficientov obstojnosti pri frezanju s frezalom R216.44-10030-040-AL10G in rezalnimi parametri (širina frezanja RD = 0,4 mm, globina frezanja A = 0,4 mm, podajanje fz = 0,1 mm/zob, rezalna hitrost Vc = 188,5 m/min) smo izbrali naslednje vhodne parametre za delovanje genetskega algoritma. Velikost populacije 500 organizmov. Največje število generacij 30. Velikost posameznega kromosoma 10 bitov. Uporabili smo genetski operaciji križanje in mutacijo. Verjetnost križanja pc = 0,55 in mutacije pc = 0,1. Optimalne koeficiente obstojnosti je genetski algoritem našel v tretji generaciji s povprečno napako modela 2,30%. Izkustveni model obstojnosti orodja je prikazan v diagramu (sl. 6). For the determination of the tool-wear coefficients in ball-end milling the R216.44-10030-040-AL10G milling cutter and cutting parameters (radial depth RD = 0.4 mm, axial depth A D = 0.4 mm, feeding fz = 0.1 mm/tooth, cutting speed Vc = 188.5 m/min) were used. The evolutionary parameters for the genetic algorithm were as follows: population size, 500; number of generations, 30; and number of genes for each chromosome, 10. The genetic operations known as crossover and mutation were used. The probability of crossover was pc = 0.55 and the probability of mutation was pc = 0.1. The optimum tool-wear coefficients were found in the 3rd generation with an average error of 2.30%. The empirical tool-wear model is presented in the diagram (Fig. 6). stran 457 bcšd04 Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring Sl. 6. Izkustveni model obstojnosti orodja Fig. 6. Empirical tool-wear model 5.4 Optimiranje postopka frezanja z oblikovnim krogelnim frezalom Za optimiranje rezalnih parametrov pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom smo razvili model optimiranja na podlagi genetskega algoritma. Algoritem smo napravili v programskem okolju MATLAB. Z algoritmom smo dokazali, da informacijo, ki jo dobimo iz izmerjenih rezalnih sil, lahko prepoznamo s predlagano metodo. Rezalne sile, obstojnost orodja in rezalne parametre pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom lahko napovemo z majhnim številom generacij in z zadovoljivo napako. Algoritem daje hitre in natančne rezultate, ki jih lahko vključimo v postopek sprotnega spremljanja postopka frezanja. Pri frezanju z oblikovnim krogelnim frezalom je zelo pomembna določitev optimalnih rezalnih parametrov. Zaradi velikih rezalnih hitrosti, trdih materialov in majhnih premerov orodja lahko zelo hitro pride do loma orodja. Z neprimerno izbranimi rezalnimi parametri podaljšamo čas obdelave in zmanjšamo obstojnost orodja. Za tehnologa je zelo težko izbrati optimalne rezalne parametre pri zelo velikem številu različnih orodij, materialih obdelovanca in načinih obdelave. Rezalni parametri so optimirani glede na najmanjši obdelovalni čas, tako da poiščemo največje rezalne parametre, ki jih določimo glede na dobo trajanja orodja. Vsoto razlik največjih rezalnih sil, dobljenih iz analitičnega modela 5.4 Optimization of the ball-end milling process For the optimization of the cutting parameters in ball-end milling the genetic algorithm optimization model was developed. The optimization algorithm was made in MATLAB. The present model has been proven to provide a reliable optimization of the cutting process for ball-end milling. The cutting forces, the tool life and the cutting parameters in ball-end milling can be estimated in a few evolution generations with an acceptable error. The algorithm has a fast reaction and accurate results that can be applied to the online monitoring of the milling process. In ball-end-milling operations it is important to select the tool’s optimum cutting conditions. Because of the high cutting speeds and the hard materials the small tools are very easily broken. A conservative selection of cutting parameters would result in a longer machining time, and other unsuitable selections of cutting parameters would mean frequent tool changes, which also wastes machining time. It is very difficult for operators to select the optimum cutting parameters for so many different types of tools, workpieces and different machining tasks. The cutting parameters were optimized based on the minimum machining time to find the maximum cutting parameters that are able to meet the tool-life requirements for a specific machining task. The genetic algorithm was used to optimize the tool cutting parameters with the analytical cutting-force model. The sum of the difference of the maximum 0 BnnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO | | ^SSfiFlMlGC | stran 458 Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring rezalnih sil in rezalnih sil iz empiričnega modela, cutting forces, which were obtained from the analyti- smo uporabili kot funkcijo uspešnosti. Zapišemo cal force model and the empirical model, were used jo kot: for the objective function. The objective function is: oz. 13( X max Xmax Ymax Ymax Zmax Zmax Min(E)= F model -F dovoljena + F model -F dovoljena + F model -F dovoljena or Min(E) = Fmmaoxdel - Fm model dovoljena max )(25) (26) ob upoštevanju pogojev: Conditions: Fmodel ^ Fdovoljena Fmodel ^ Fdovoljena Fmodel ^ Fdovoljena Xmax Xmax , Y max Y max , Z max Z max , Fmodel ^ Fdovoljena Fmodel ^ Ypdovoljena Fmodel ^ Fdovoljena Xmax Xmax , Y max 7 max , Z max Z max , Fmodel ^ F max max dovoljena F model ^ F max max dovoljena E - absolutna napaka FXmodel, FYmodel, FZmodel, Fmmodel - najveLja rezalna sila, določena z analitičnim modelom, FXdovoljena FYdovoljena FZdovoljena Fmdovoljena dopustna največja rezalna sila glede , na obstojnost Za določitev optimalnih rezalnih parametrov smo izbrali optimiranje po dveh spremenljivkah (podajanju fz in rezalni hitrosti V). Izbrali smo naslednje vhodne parametre: velikost populacije 500 organizmov, število generacij 15 in velikost posameznega kromosoma 10 bitov. Uporabili smo genetski opravil križanje in mutacijo. Verjetnost križanja pc = 0,65 in mutacije pc = 0,1. Optimalne rezalne parametre je genetski algoritem našel v trinajsti generaciji z napako 0,28%. Evolucijski potek genetskega algoritma za določitev E - absolute error model model model model FXmmodaexl , FY mmoadxel , FZmmoadxel , Fmmaoxdel - maximum cutting forces calculated by the analytical cutting-force model FXd omvaoxljena , FYdmo vaoxljena , FZdmovaoxljena , Fmdaoxvoljena - maximum cutting forces determined by the tool-life estimation For the determination of the optimum cutting parameters the optimization of two variables (feeding fz and cutting speed Vc) was used. The evolutionary parameters for the genetic algorithm were as follows: population size, 500; number of generations, 15; and number of genes of each chromosome, 10. The genetic operations crossover and mutation were used. Probability of crossover was pc = 0.65 and the probability of mutation was pc = 0.1. The optimum cutting parameters were found in the 13th generation with an average error of 0.28%. The evolution of the genetic algorithm for the deter- - 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Velikost populacije / Population size: M=500 Število generacij / No. of generations: G=30 Verjetnost križanja / Probability of crossover: p =0,65 Verjetnost mutacije / Probability of mutation: p =0,1 Napaka / Error : E-------- Rezalna sila / Cutting force F *100:-------- Podajanje / Feeding f : Rezalna hitrost / Cutting speed V *100: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Generacija / Generation Sl. 7. Evolucijski potek genetskega algoritma Fig. 7. Evolution of the genetic algorithm grin^OtJjiMiscsD 04-10 stran 459 |^BSSITIMIGC Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring Preglednica 3. Optimalni rezalni parametri Table 3. Optimum cutting parameters Rezalni parametri Cutting parameters Vhodni parametri Initial parameters Optimalni parametri Optimum parameters Fmax 247,60 N 247,61 N RD 0,4 mm 0,4 mm AD 0,4 mm 0,4 mm fz 0,1 mm/zob (mm/tooth) 0,11 mm/zob (mm/tooth) Vc 188,5 m/min 199,5 m/min lm 100 mm 100 mm Tc 2,5 s 2,1 s Časovna razlika obdelave Cutting time difference 16,4 % optimalnih rezalnih parametrov je prikazan v diagramu (sl. 7). Iz dobljenih vrednosti vidimo, da se čas obdelave pri optimalnih rezalnih parametrih zmanjša za 16,4%. 6 SKLEP V prispevku je predstavljen razvoj sistema za spremljanje in optimiranje postopka frezanja z oblikovnim krogelnim frezalom. Sistem je namenjen spremljanju postopka frezanja in je preizkušen z velikim številom preizkusov, z različnimi rezalnimi orodji, materiali obdelovancev in rezalnimi parametri. Za optimiranje rezalnih parametrov smo razvili računalniški program z metodo optimiranja genetskih algoritmov. Sistem je namenjen spremljanju in napovedovanju rezalnih sil, obstojnosti orodja in optimiranju rezalnih parametrov. Osnovna zamisel, ki je opisana, je prikaz odnosov med orodjem in obdelovancem, določenim z analitičnim modelom rezalnih sil. Rezultati prikazujejo, da lahko razvite metode, predstavljene v prispevku, uporabimo za napovedovanje obstojnosti orodja, rezalnih sil, optimiranje rezalnih parametrov, povečanje natančnosti, zanesljivosti, produktivnosti ter zmanjšanje stroškov in časa obdelave. mination of the optimal cutting parameters is presented in Fig. 7. With the optimum cutting parameters the machining time was reduced by 16.4 %. 6 CONCLUSION This paper presents a system for monitoring and optimizing the ball-end milling process. An extensive number of tests with different cutting tools, workpieces and cutting parameters, were performed to confirm the monitoring system. For the optimization of the cutting parameters in ball-end milling the genetic algorithm optimization program was developed. The system is intended for cutting-force monitoring and the prediction of cutting forces, tool wear and the optimization of the cutting parameters. The basic concept included in the paper is the representation of the relations between the tool and the workpiece, determined by the analytical cutting-force model. Experimental results show that the proposed model presented in the paper can be used for tool-wear and cutting-force estimations, optimization of the cutting parameters, improvements to product accuracy, reliability, productivity and a reduction in production costs and production time. 7 LITERATURA 7 REFERENCES [1] Lee, P., Y. Altintas (1996) Prediction of ball end milling forces from orthogonal cutting data, International Journal of Machine Tools and Manufacturing, Vol. 36, 1059-1072, 1996. [2] Milfelner, M., F. Čuš (2003) Simulation of cutting forces in ball-end milling. Robotics and Computer Integrated Manufacturing, Vol. 19 (1/2), 99-106. [3] Ramaraj, T C. (1994) Analysis of the mechanics of machining with tapered end milling cutters, Transactions American Society for Mechanical Engineers, Vol. 116, 398-604. [4] Liao, T W., L.J. Chen (1998) Manufacturing process modeling and optimization based on multi-layer perceptron network, ASME, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol. 120, 109-119. 0 SšnrKitafcflM]! ma stran 460 Milfelner M., ^u{ F.: Sistem za spremljanje - A System for Monitoring [5] Čuš, F., J. Balič (2003) Optimization of cutting process by GA approach, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, Vol. 19, (1/2), 113-121. [6] Goldberg, E. E. (1989) Genetic algorithm in searching, optimization and machine learning, Addison-Wesley. [7] Hui, W. J., Y.G. Xi (1996) Operation mechanism analysis of genetic algorithm, Control Theory and Applica- tion, Vol. 13(3), 297-303. [8] Brezočnik, M. (2000) Uporaba genetskega programiranja v inteligentnih proizvodnih sistemih, Fakulteta za strojništvo, Maribor. [9] Kopač, J., S. Šali (2001) Tool wear monitoring during the turning process, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 113, (1/3), special issue “5th APCMP, Seoul, Korea”, 312-316. Naslov avtorjev: dr. Matjaž Milfelner prof. dr. Franci Čuš Fakulteta za strojništvo Univerza v Mariboru Smetanova 17 2000 Maribor matjaz.milfelner@uni-mb.si franc.cus@uni-mb.si Authors’ Address: Dr. Matjaž Milfelner Prof. Dr. Franci Čuš Faculty of Mechanical Eng. University of Maribor Smetanova 17 SI-2000 Maribor, Slovenia matjaz.milfelner@uni-mb.si franc.cus@uni-mb.si Prejeto: Received: 21.4.2004 Sprejeto: Accepted: 30.9.2004 Odprto za diskusijo: 1 leto Open for discussion: 1 year stran 461 bcšd04 © Strojni{ki vestnik 50(2004)10,462-468 © Journal of Mechanical Engineering 50(2004)10,462-468 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 UDK 629.3.01:004.94 UDC 629.3.01:004.94 Pregledni znanstveni ~lanek (1.02) Review scientific paper (1.02) Logi~no mehko krmiljenje aktivnega vzmetenja brez upada njegove zra~nosti The Fuzzy-Logic Control of Active Suspensions without Suspension-Gap Degeneration Rahmi Guclu V tem prispevku uporabljamo model vozila s štirimi prostostnimi stopnjami z željo, da načrtamo in preverimo zmogljivosti aktivnega vzmetenja, ki ga logično mehko krmilimo, ne da bi kakorkoli zmanjšali delovno področje vzmetenja. Težnja k ničnemu premiku vzmetene mase utegne izničiti delovno razdaljo vzmetenja. Zato v tej raziskavi predlagamo nov pristop. Silostne izvršilnike vgradimo vzporedno z vzmetenjem. Osnovna zamisel, da predlagamo logično mehki krmilnik, izhaja iz dejstva, da je uspešen, iz možnosti, da taksen krmilnik uporabimo v vozilnih sistemih in iz možnosti, da s pomočjo logično mehkega algoritma premagamo upadanje zračnosti vzmetenja.Udobnost vožnje izboljšamo, tako da znižamo velikost gibov karoserije vozila. Poskakovanje karoserije in zibanje vozila modeliramo tako v časovnem (v primeru potovanja po nagnjeni stopničasti poti) kot v frekvenčnem prostoru. Rezultate simulacije primerjamo z rezultati pasivnega vzmetenja. Na koncu raziskave razpravljamo o zmogljivosti krmilnika s stališča udobnosti vožnje, o prednosti predlaganega pristopa in o izboljšanju zmogljivosti sistema. © 2004 Strojniški vestnik. Vse pravice pridržane. (Ključne besede: modeli vozil, obese, logično mehki krmilniki, simuliranje) In this paper a four-degrees-of-freedom vehicle model is used in order to design and check the performance of fuzzy-logic-controlled (FLC) active suspensions without causing any degeneration in the suspensions’ working limits. Aiming at a zero displacement for a sprung mass might finish the suspensions’ working distance. Therefore, in this paper a new approach is proposed. The force actuators are mounted parallel to the suspensions. The main idea behind proposing a fuzzy-logic controller is its success, the ability to use these types of controllers on vehicle systems and the ability to overcome the suspension-gap degeneration problem within the fuzzy-control algorithm. The improvement in the ride comfort is achieved by decreasing the amplitudes of the motions of the vehicle body. The body bounce and the pitch motions of the vehicle are simulated in both the time domain, in the case of travelling over a ramp-step road profile, and in the frequency domain. The simulation results are compared with the results from passive suspensions. At the end of the paper , the performance of the controller, the advantage of the proposed approach and the improvement in the system performance are discussed in terms of the ride comfort. © 2004 Journal of Mechanical Engineering. All rights reserved. (Keywords: vehicle models, suspensions, fuzzy-logic controllers, simulations) 0 INTRODUCTION The main functions of a vehicle’s suspension system are to provide effective isolation from road-surface unevenness, to provide stability and directional control during handling maneuvers with ride comfort, and to provide support to the vehicle. Traditional vehicle-suspension systems are composed of two parallel components: the springs and the viscous dampers. Passive-suspension system designers are faced with the problem of determining the suspension’s spring and damper coefficients. They have to compromise two important factors that conflict with each other: the ride comfort and the road holding. Good ride comfort needs soft springs; however, this means poor road holding. Furthermore, when talking about passive suspensions, there is no way to get rid of the resonance frequencies, such as the most important one at around 1 Hz, which is the result of the vehicle-body dynamics. Therefore, the improvement of vehicle-suspension systems has attracted more interest and been the subject of much research and development in recent years. This activity has two 0 BnnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO | | ^SsFvWEIK | stran 462 Guclu R.: The Fuzzy-Logic Control - The Fuzzy-Logic Control reasons: one is commercial and the other is scientific. The main reason for the commercial activity is the desire of automotive manufacturers to improve the performance and quality of their products. On the other hand, researchers and control-system designers have claimed that the automatic control of a vehicle-suspension system is possible when developments in actuators, sensors and electronics are considered. If the performance characteristic of a planned suspension system is taken into consideration, active suspension control becomes more attractive. In the past twenty years, many studies have been published on active and semi-active suspension systems. Most of the investigators used the quarter-car model. Procop and Sharp studied active automotive suspensions using road preview on a quarter model [1]. Hrovat surveys the applications of optimal control techniques to the design of active suspensions in one of his papers, starting with a quarter-vehicle model [2]. Non-linear control of a quarter-car active suspension is reviewed by Alleyne and Hedrick [3]. Burton and Truscott have brought together analyses of active and passive quarter-car systems and a full-scale test rig in their paper [4]. Redfield and Karnopp examined the optimal performance comparisons of variable-component suspensions on a quarter-car model [5]. Yu and Crolla presented an optimal self-tuning control algorithm using a quarter-car model, considering both external and internal disturbances [6]. Dan Cho presented the application of sliding-mode control to stabilize an electromagnetic suspension system with experimental results [7]. Yagiz et al. proposed the application of sliding-mode control on a quarter-vehicle model [8]. The aim of this paper is to apply fuzzy-logic control to automotive suspension systems without causing any degeneration of the suspension’s working limits. If not prevented, as a result of the continuously changing elevation of the road surface, the classical approach of control algorithms has a negative effect on the suspension gap, preventing the suspensions and controllers from functioning and causing a very harsh ride. Fuzzy logic has come a long way since it was first presented in 1965, when Zadeh published his seminal paper “Fuzzy Sets” in the Journal Information and Control [9]. Since that time, the subject has been the focus of much independent research. The attention currently being paid to fuzzy logic is most likely the result of popular consumer products that employ fuzzy logic and the availability of FLC processors [10]. The superior qualities of this method include its simplicity and its satisfactory performance. The fuzzy-logic method has been proposed for the active control of vehicle-suspension systems ([11] to [13]). 1 VEHICLE MODEL The physical model of the vehicle is presented in Figure 1. The controllers are placed between the sprung and unsprung masses in parallel. The vehicle model has four degrees of freedom: these are body bounce zM, body pitch q, front-wheel hop zmf and rear-wheel hop zmr. In this model, M and J represent the body mass and inertia, ksf and ksr are the front and rear suspension-spring constants, cf and cr are the front and rear damper coefficients, uf and ur are the control force inputs to the front and the rear of the vehicle, respectively. mf and mr are the front and rear unsprung masses, ktf and ktr are the stiffness of the front and rear wheels, zf(t) and zr(t) are the front- and rear-wheel inputs, respectively. The mathematical model of the vehicle is: []&& []& [] [] [] M X+C X+ K X= AZ+ BU (1), where, X *i uporabniški - poslji - vmesnik user interface < pos'lji odgovori send reply ¦ \ pošiljatelj ^j ser.kom. kanala posreduj ser.com. sender proxy send , odgovori ¦" reply " TCP/IP strežnik / server odgovori polji reply send _____I______I____ podatkovni strežnik data server reply send r ~\ krmilna logika ' logic control ^ odgovori en reply f \ strežnik krm. vmesnika hardware server polji odgovori send reply T 1 deljen pomnilnik XY krmilnik / shared memory controller / posreduj I- proxy -i časovnik timer / posreduj *- proxy j ,prekinitvena / rutina / irq handler / sprejemnik ser.kom. kanala ser.com. receiver h ^__ odgovori čas. / rUeply timer / pošlji send I___ upravitelj naprave device manager odgovori - reply pošlji odgovori send reply pošlji send ______I odgovori ~ reply ~ pošlji send " interpolator interpolator send '¦vmesni pomnilnik ref. točk. orepovloy0" setpoint server Sl. 5. Programska zgradba RNK/PLK Fig. 5. The CNC/PLC software architecture gfin^OtJJIMISCSD 04-10 stran 477 \^BSSITIMIGC Hace A., Poli~ A., Jezernik K.: Napredni mehatronski - An Advanced Mechatronic skupnem deljenem pomnilniku. - Uporabniški vmesnik izvaja funkcije, kot so sporočanje informacij operaterju, ročni vnos krmilnih ukazov, vnos in interpretacija delovnega programa, na podlagi katerega se krmilijo interpolator, XY krmilnik in krmilna logika, ter nadzor sistema; podpira vhodno/izhodne naprave, to so tipkovnica, miška in monitor, nadalje pa tudi mrežni protokol uporabniške ravni, ki je zgrajena na skladu TCP/IP. - TCP/IP odjemalec/strežnik skrbita za mrežno Ethernet povezavo z računalnikom VČS. Protokol TCP/IP omogoča povezavo več oddaljenih računalnikov in hkrati relativen varen prenos podatkov. Protokol uporabniške ravni, ki določa pomen komunikacijskega sporočila, je v osnovi ukazni interpreter. Podatki se izmenjujejo na zahtevo strežnika na računalniku VČS ciklično. Tako se zagotovi zvezno osveževanje podatkov na uporabniškem vmesniku. Za primerno kratko periodo in dovolj hitro odzivnost sistema na posredovanje operaterja pa mora biti informacijski paket čim manjši glede na pasovno širino komunikacijskega kanala. Zato je k periodičnemu informacijskemu paketu, ki vsebuje osnovne informacije o stanju stroja, dodana še dogodkovno krmiljena informacijska shema. Ta zbira krajša sporočila, ki imajo pogosto prednost in vsebujejo informacijo o drugih dogodkih na stroju (npr: napake, opozorila) ter morajo biti samodejno obdelana ali sporočena operaterju. - Pošiljatelj in sprejemnik serijskega komunikacijskega kanala komunicirata z zunanjim PLK prek serijske povezave RS232. PLK odgovarja na zahteve pošiljatelja in se odziva z ustreznimi sporočili, ki jih pošilja sprejemniku. Sporočila so sestavljena iz spremenljivk s preddoločenim pomenom, da so lahko čim krajša, saj je hitrost prenosa po serijskem kanalu razmeroma majhna. Eksperimentalni rezultati Krmilni računalnik RNK je bil izveden na osebnem računalniku z AMD ATHLON 800MHz Thunderbird procesorjem na GA-7IXE4 matični plošči z 64MB RAM. Na računalnik VČS je bil priključen s povezavo Fast Ethernet (100Mbps), s serijsko povezavo RS232 pa na zunanji PLK. Na tem sistemu so se lahko krmilni algoritmi položajne zanke izvajali s kratko periodo 200us, tipična nastavitev je bila 1ms, kar je omogočalo veliko natančnost položajnega vodenja pri velikih rezalnih hitrostih do 1m/s. Postopki krmilne logike so se izvajali s periodo 4ms, kar je dovolj hitro za razmeroma počasne procese, ki jih nadzirajo logične krmilne funkcije. Podatki na uporabniškem vmesniku so se osveževali s periodo 0,5s. Na to je vplivala razmeroma počasna serijska povezava z zunanjim PLK, ki je s 19200 Baudov prenosne hitrosti podatkov omejila komunikacijsko periodo na 200ms. 0 srinataleflMllflilrSO | ^BSfirTMlliC | stran 478 area. - the user interface implements the user input/output module and the G-code program interpreter that issues path requests and logic control commands, and system monitoring; it supports input and output devices such as a keyboard, a mouse and a monitor as well as the application-layer protocol that is stacked on the TCP/IP. - the TCP/IP client/server deals with the Ethernet network communication link to the HMI computer. The TCP/IP protocol makes possible the connection to remote computers and a reliable communication link. A dedicated application-layer protocol essentially presents the command interface. The data transfer is performed cyclically on the basis of the HMI computer requests, thus having contiuous data displayed on the GUI. However, the information scheme has to be as tiny as possible to achieve a high refresh rate and a rapid response to operator interventions. Therefore, only the main machine-status information is included in the communication packet, and a so-called eventdriven messaging scheme with small packets is added to support sporadic events (such as faults and alarms) on the machine that must be or automatically processed either passed to the operator promptly in order to provide user-friendly machine management. - the serial comm. sender/receiver provide data exchange between the external PLC and the CNC controller via a serial RS232 communication link. The PLC responds to sender requests. It sends data to the receiver and thus supplies the requested data that consists of variables with a predefined meaning in order to have short messages and so preserve a relatively high update rate due to the low communication bandwidth. Experimental results The CNC controller was implemented on a PC with AMD ATHLON 800MHz Thunderbird processor on a GA-7IXE4 motherboard with 64MB of RAM, connected via a Fast Ethernet (100Mbps) link to the HMI computer and the RS232 connection with the external PLC. The positioncontrol period achieved by the proposed system ranges from 200us, but is typically 1ms, which allowed highly accurate position control at a high speed of 1m/s. The control logic process was executed during a 4ms period, which was fast enough for the relatively slow processes controlled by the logic control functions. The GUI data was cyclically refreshed during a 0.5s period due to the slow PLC communication bandwidth of 19200 Baud transfer rate; this gave a communication period of 200ms. Hace A., Poli~ A., Jezernik K.: Napredni mehatronski - An Advanced Mechatronic 200 180 160 140 120 100 - 340 I500 500 0. 1 0.05 0 .05 0.1 5 A7 W V 0 /V A V A A A/\ \A/ "\/ 500 /A A vA/" v V 0 0. 1 0.05 0 05 360 380 400 420 X (mm) 440 460 /\ -AA V/ A \A/ " v V Sl. 6. Krmilni rezultati Fig. 6. Control results Na sliki 6 so prikazani rezultati položajnega krmiljenja rezalnega sistema.Krmilni signal na izhodu RNK je predstavljal referenčno hitrost servomotorjem. Krmilni algoritem je bil v tem primeru računan s periodo 250us. Na diagramu levo je prikazan testni obris v ravnini XY, desna diagrama pa trajektorije posameznih osi z referenčno hitrostjo zgoraj, sledilnim položajnim pogreškom v sredini in krmilnim izhodnim signalom spodaj. 2.3.2 Načrtovanje programljive krmilne logike Osnovni namen PLK je izvajanje dogodkovno naravnanih logičnih funkcij, kakor so vklop/izklop stroja, izbira avtomatskega cikla oziroma ročnega upravljanja, zagon/zaustavitev cikla, nadzor aktuatorjev, zaznavanje napak in spremljanje obratovalnih razmer. Klasično se programiranja krmilnih funkcij lotimo na podlagi časovnega diagrama izvajanja tehnoloških funkcij stroja in na podlagi krmilne sheme elektroožičenja [9]. S tem so podane tehnološke funkcije stroja in zgradba njegovega krmilja. Izvedba funkcij za upravljanje, nadzor in varovanje stroja ter funkcij za samodejno zaustavljanje, razpoznavo in odpravo napak, pa je prepuščena presoji in izkušnjam programerja. Zaganjanje takšnih strojev se po navadi lahko prične šele po končanju vseh strojnih in elektromontažnih del. Krmilna logika se v obliki programa naloži na PLK, nakar se prične s Figure 6 shows the control results. The output of the CNC position controller was the speed-command signal transmitted to the servomotors. The position-control algorithm was executed at 250us intervals. The left diagram presents the test contour in the XY plane, the right diagrams present the response of the X and Y axes, respectively, showing the reference speed signal, the following error and the control signal. The results show high-performance position tracking. 2.3.2 Programmable logic control design The basic task of the PLC is to run event-handling logic functions, such as operation mode selection, machine start/stop/pause, manual operation, supervision of actuators, error detection, operating condition monitoring, etc. In practice, the programming of logic control functions is based on a timed bar-chart of technological functions and on the control wiring diagram [9]. This specifies the technological functions of the machine and the control architecture. The implementation of the functions for the management, control and protection of the machine and the functions for automatic-stop, diagnosis and error recovery are dependent on the logic control designer’s experiences, and the dependency between the different control functions cannot be verified until the target system is built and tested. The testing of such a machine starts after the assembly is finished and is based on a try-and-fix approach. The control program is loaded into the controller and the start-up procedure gfin^OtJJIMISCSD 04-10 stran 479 |^BSSITIMIGC 0.5 1.5 2.5 3.5 0.5 1.5 2.5 3.5 -5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 time (s) 500 0.5 1.5 2.5 3.5 0.1 0.5 1.5 2.5 3.5 -5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 time (s) Hace A., Poli~ A., Jezernik K.: Napredni mehatronski - An Advanced Mechatronic testiranjem osnovnih funkcij v ročnem režimu obratovanja, sledi testiranje avtomatskih funkcij in na koncu še optimizacija delovanja stroja. Za skrajšanje razvojnega cikla načrtovanja krmilnih funkcij je bil razvit nov način obravnave dogodkovnih sistemov ([11] do [13]), ki omogoča načrtovanje in analizo pravilnosti zasnovanih krmilnih funkcij ter simulacijo zmogljivosti ciljnega sistema še pred izvedbo, vključujoč mehanske, elektronske in informacijske komponente. Na ta način je mogoče preveriti konstrukcijske in funkcionalne rešitve ciljnega sistema že v zgodnji fazi razvojnega cikla, kar bistveno skrajša trajanje in zmanjša stroške projekta v primerjavi z ugotavljanjem funkcionalnih pomanjkljivosti že zgrajenega ciljnega sistema. Metoda temelji na predpostavki, da logične krmilne funkcije predstavimo kot dogodkovne sisteme, za katere so značilna specifična stanja. Sistem v vsakem trenutku zavzame le eno diskretno stanje, prehod v novo stanje pa se zgodi ob pojavu dogodka pri izpolnjenih pogojih. Stanja krmilnih funkcij so pogosto povezana s stanji aktuatorjev, ki jih funkcija krmili, ali pa s stanji delovnega postopka. Prehod krmilne funkcije med stanji se zgodi ob pojavu dogodka, npr. pritisk na gumb, aktiviranje zaznavala ali doseganje mejne vrednosti. Novo stanje, ki ga bo funkcija zavzela po pojavu dogodka, je odvisno od trenutnega stanja funkcije in dogodka ter od trenutnega stanja preostalih funkcij na stroju in od vhodnih krmilnih signalov. Petrijeve mreže (PM) ([5] in [10]) so med pogosteje uporabljanimi orodji za obravnavo dogodkovnih sistemov ([16] in [17]). Ena od njihovih prednosti je, da jih je mogoče hitro spremeniti v enega od standardiziranih načinov za programiranje PLK-jev [3]. Petrijeve mreže so v osnovi dvodelni graf, ki premore dve vrsti vozlišč, po navadi predstavljenimi s krogi in pravokotniki. Stanja funkcij prikazujejo krogi, trenutno delujoče stanje označuje krožec. Pravokotniki simbolizirajo dogodke, ki povzročijo prehode med stanji. Dopustne prehode med stanji funkcije begins by checking the manual control functions first, the automatic functions next, and then finally the performance optimization. To shorten the development cycle of the logic control design, a new matrix-based approach for the handling of the event-driven systems was introduced ([11] to [13]). It enables the design and analysis of the proposed logic control functions and a performance analysis of the target system, even before it is actually built, including machine construction, electronics and information technology. This enables the verification of the construction and the functionality of the target system in the early development phase. Possible modifications of the solutions involve relatively small costs compared to late-development-phase modifications on the actually built system, which is of great importance for the project’s timing and costs. The method is based on the assumption that the logic control functions are considered as discrete event-driven systems that are characterized by specific discrete states. In every instance the system occupies only a single discrete state. The state transition is triggered by a specific event and under predefined conditions. Each control function’s discrete state is related to the state of the controlled actuators or with the state of the controlled process. The transition of the control function between the states happens if an event such as a button being pressed, a sensor being activated, a threshold value being reached, etc., occurs. The new state of the control function depends on the current state of the control function, the occurred event, the state of the other control functions in the system and the control input signals. Petri nets (PNs) ([5] and [10]) are a widely used tool for the treatment of event-driven systems ([16] and [17]). They can be easily converted into standardized PLC programming languages [3]. A PN net is a bipartite graph with two types of nodes, usually represented by circles and rectangles. The circles stand for function states; a currently active state is indicated by a token. Rectangles symbolize events that cause state transitions. The allowed transitions between function states are determined by directed arcs. An additional arc, which is fcfiYPripravljen za Nazaj Vrezanje Backwards Backward Y I „(2,4) Discret- e v entsyi Korak1 „(2 Discret- e ventsy1________A Stop QStep1 ------'-'---- • (1,2) T3i------1 r— T1 »(2,3) -Dis cre-t e ve ntsyf V tStop u(2,1) Dis centsystem 1 Korak2 tStep2»(1,3) Pomik traka (2) T3±* Belt conveyer (2) 1 Korak3 Q Step3 T4 c*zf Prenos materiala (1) Transport material (1) T1 T3 »(3,2) »(3,1) Dis crete-ev ent sI CW „(3,3) CCW9»(3, 4) T4 0»(3 Nazaj Reverse" 1 y— »(4,4) T2 syste m MT4 u(4,2) %Stop V redu \y— »(5,1) ntsystem 1 Napaka OError/Fault Y7- »(5,2) Naprej Forward u(4,3) Pogon potiskalca (3) Pusher (3) L>—"—1 »(4,1) T3rj-n r^T1 T2 Start Zaznavanje napak (5) Upravljanje (4) Error-handling (5) User start/stop (4) u(1,4) Sl. 7. Petrijeve mreže krmilnih funkcij postopka prenosa materiala Fig. 7. Petri Nets of the control functions for the transport-of material procedure 0 BnnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO I I ^SSfiflMlGC I stran 480 Hace A., Poli~ A., Jezernik K.: Napredni mehatronski - An Advanced Mechatronic ponazarjajo usmerjene črte. Dodatna puščica, povezana v pravokotnik, pomeni zunanje pogoje, ki vplivajo na prehod med stanji ob pojavu dogodka [9]. Nekaj primerov PM, ki pomenijo krmilne funkcije rezalnega stroja s slike 1, prikazuje slika 7. Strukturo grafa PM lahko predstavimo z vpadnostno (incidenčno) matriko M [10]. Stolpci matrike M pomenijo stanja krmilne funkcije, medtem ko vrstice pomenijo dogodke. Komponente matrike M(ij) lahko zavzamejo vrednosti: f+1, /-stanje je posledic a /-dogo dka M(i,j) = •! 0. /-stanje ni povezano z [-dogodkom [-1, /-stanje je pogoj za ^dogodek (1). Vpadnostne matrike PM s slike 7 predstavlja (2): Stanje sistema po k dogodkih predstavlja vektor m(k). Njegove komponente so razpoložljiva stanja funkcije, pri čemer velja: m(k)-- ;'1. stanje delujoče [0, stanje ni delujoče (3). Vektorje stanja PM s slike 7 predstavlja (4). Imena komponent ustrezajo imenom prostorom PM s slike 7. Pripravljen na rezanje = Korak1 1 Korak2 Korak3 ,m2 = Stop Naprej Nazaj ,m3 = ¦ Stop ¦ CW CWW ,m4 = Stop Start Nazaj V redu ,m5=\ m _ [Napaka] RdyToCit Srepl Step 2 (4). connected to a rectangle, adds an external condition that has an affect on a state transition when an event occurs [9]. Some examples of PNs representing the logic control functions of the cutting machine from Figure 1 are presented in Figure 7. A pure PN-graph structure can be presented by the incidence matrix M [10]. The columns of the matrix M represent the states of the function, whereas the rows represent the events of the function. The component M(ij) can have the values: I +1. /-state is a consequence of /"-event M{i.j) = ¦ 0. /-state is not related to /-event 1-1. j -state is a condition for /-event (1). Equation (2) represents the incidence matrices: (2). The state of the function after the k-th occurrence of events is denoted by the vector m(k). Its components represent the states of the function where: m(k) = il ^teactive (3). '0. state inactive The state vectors of the PN from Figure 7 are represented by (4). The name of the component corresponds to the PN place. OK m; = 1 En or: Fault Si-op Stop Srop III: = Forward ,Ht3 = cw mA = Start Backward C CIV Revei'se Podobno kakor trenutno stanje krmilne funkcije m(k) so z uporabo vektorjev zapisani tudi dogodki in zunanji pogoji, ki vplivajo na sistem. Komponente vektorja x(k) predstavljajo dogodke za krmilno funkcijo, komponente vektorja u(k) pa predstavljajo zunanje pogoje za pojav dogodkov. 1. doeodekje '1. poaoj je izpolnjen x{k) = < ' . u{k\ = ¦'. '0. dogodka ni '0. pogoj ni izpolnjen (5). Vektorje dogodkov za PM s slike 7 predstavlja (6), zunanje pogoje zanje pa opisuje (7). (4). Similar to the control function’s current state m(k), the control function’s events and external conditions are described using vectors. The components of the vector x(k) represent the events for the control function, while the components of the vector u(k) represent the external conditions for the occurrence of the events. ' 1. event occurred ' 1. condidtion met x(k) = i , u(k) = J ' 0. event not occurred ' 0. condition not met (5). The event vectors for the PN from Figure 7 are described by (6). Equation (7) represents the external conditions for the appearance of these events. (6). I isfinHS(š)bJ][M]ifln;?n 04 stran 481 I^HSfTflMlDC Hace A., Poli~ A., Jezernik K.: Napredni mehatronski - An Advanced Mechatronic "1 < Čas < 3 m3,2 m1,3 &m42 & pos <10 m5 ,1 1 Čas>3 m&m&pos> 10 65 ,u2 = ,u3 = m4,1&m13 & pos > 5 ,u4 mz Čas>7 .m 3,1 _ Čas>7 s>7 1 rit> ' 65 1 ¦-:.: 1 ";-.i wi;&poj>5 . m;- L ™«>7 _ _'¦¦¦-'-_ tone > 7 _ time>l J r3.8<\^ */i/ a \ ^\ D0 Sl. 3. Ključne izmere vodilniskega mehanizma Fig. 3. Key dimensions of the guide-vane mechanism 2 PARAMETERIZACIJA MOMENTA V programu Pro/E je mogoče parameterizirati fizikalne veličine. Statične - geometrijske parametre, kakor so razdalje in koti, določimo intuitivno, tj. neposredno z merjenjem želene izmere, pri dinamičnih, med katere spada tudi moment, pa je treba napisati preglednico veličine v odvisnosti od časa in jo kot dinamični pogon določiti na izbrani osi. 2 PARAMETERISATION OF THE TORQUE In the Pro/E software the physical quantities can be parameterized. Static parameters like distances and angles are defined intuitively, i.e., directly by measuring the dimensions. Dynamic parameters, including torque, have to be inserted into a program in the form of a table of the quantity as a function of time and defined on an axis as a dynamic drive. 0 BnnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO | | ^SSfiFlMlGC | stran 490 Krotec S.: Parametrizacija momenta - The Parametrization of the Torque Odvisnost od časa je na prvi pogled nelogična, saj se pri vodilniškem mehanizmu pojavljajo vse veličine v odvisnosti od relativnega odprtja vodilnika. Vendar je posebnost programa Pro/E ta, da je glavni parameter čas. Program izračunava vse parametre v odvisnosti od časa Če torej uporabnik želi prikazati katerikoli parameter v odvisnosti od poljubno izbranega parametra, mora najprej poiskati odvisnost obeh parametrov od časa. Pri vodilniškem mehanizmu je bila tako tabelirana vsota hidravličnega momenta in momenta trenja v odvisnosti od časa. Podatki o teh dveh momentih so bili s Turboinštituta [1] podani v odvisnosti od relativnega odprtja vodilnika, zato je bilo najprej treba analizirati odvisnost odprtja vodilnika od časa. Tako smo posredno prišli do odvisnosti vsote momentov od časa. S preglednico vsote momentov je bil definiran dinamični pogon, določen na osi vodilniške lopate, kjer vsota momentov dejansko deluje. Pri analizi mehanizma nato določimo želene parametre reakcij, to so sile, momenti, hitrosti, sunki, ki se jih lahko prikaže v odvisnosti od želenega parametra. Tako dobimo preglednico momenta na krmilnem obroču v odvisnosti od relativnega odprtja vodilnika kot reakcije na vsoto hidravličnega momenta in momenta trenja, ki deluje na osi vodilniških lopat (sl. 4). The function of time might seem illogical at first glance, but a feature of the program Pro/E is that time is the main variable. The program calculates all the parameters as a function of time. If the user wants to present any parameter as a function of another, the dependence of both parameters on time has to be found first. A table of the sum of the hydraulic and friction torques as a function of time was created. But the data about these torques were given by the Turboinštitut [1] as a function of the relative guide-vane opening. Therefore, an analysis of the guide-vane opening as a function of time had to be calculated first. This was an indirect route to the sum of torques as a function of time. Dynamic drive was defined on the axis of a guide vane where this sum of torques actually acts. The desired parameters of reactions like forces, torques, impulses etc. are then defined during a mechanism analysis. They can be presented as functions of any defined parameter. Also, the searched torque on the controlling ring as a function of the relative guide-vane opening as a reaction to the sum of torques is calculated (Fig. 4). 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 -0,2 -0,4 -0,6 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 A0/A0,Maks (-) Sl. 4. Vsota hidravličnega momenta in momenta trenja na čepih vodilniških lopat kot funkcija relativnega odprtja vodilnika Fig. 4. Sum of hydraulic and friction torques on the guide-vane stem as a function of the relative opening of the guide wheel 3 OPTIMIZACIJA MEHANIZMA Vsota hidravličnega momenta in momenta trenja se iz osi vodilniške lopate prek ročice in vezice prenaša na os krmilnega obroča. Krmilni obroč je gnan z enim ali dvema hidravličnima batoma, ki morata moment premagati. Potek momenta v odvisnosti od relativnega odprtja vodilnika ni prem in se značilno spreminja preko lokalnih vrhov, ki vplivajo na izmere vodilniškega mehanizma (sl. 4). Zaradi lastnosti vodilniškega mehanizma, da je s spreminjanjem dolžin 3 OPTIMIZATION OF THE MECHANISM The sum of the hydraulic and friction torques is transferred from the guide-vane axis to the controlling ring axis over links and levers. The controlling ring is driven by one or two hydraulic pistons, which have to ensure sufficient force to overcome this torque. The magnitude of the torque as a function of guide-vane opening is not linear, and because of the nature of the mechanism the magnitude itself can be changed by changing the lengths of the links and I isfinHi(š)bJ][M]ifln;?n 04 stran 491 I^HsSTTlMlDC Krotec S.: Parametrizacija momenta - The Parametrization of the Torque vezice in ročice spreminja tudi potek momentov, se odpira možnost optimiranja odnosno znižanje lokalnih vrhov krivulje momenta. Iskanje najnižje vrednosti vrha krivulje momenta na krmilnem obroču je bilo izvedeno z algoritmi za optimizacijo konstrukcij v programu Pro/E Optimizacija je postopek, ki reši problem najmanjših in največjih vrednosti neke ciljne funkcije ob določenih začetnih pogojih. Večina problemov ima eno samo ciljno funkcijo, obstajajo pa tudi problemi z več ciljnimi funkcijami in tudi taki brez ciljne funkcije. Probleme z več ciljnimi funkcijami rešujemo s tako imenovanimi večciljnimi metodami, problemi brez ciljne funkcije pa v resnici niso pravi optimizacijski problemi. V ciljni funkciji se pojavljajo spremenljivke, s spreminjanjem le-teh pa je ciljno funkcijo mogoče znižati ali zvišati. V večini primerov pa spremenljivke ne morejo zavzeti poljubne vrednosti. Vrednosti, ki jih lahko zasedejo, pa so predpisane z omejitvami, po navadi z območji števil ali drugimi funkcijami [2]. Pri optimizaciji vodilniškega mehanizma za cevno turbino je bil uporabljen gradientni projekcijski algoritem, ki je eden od algoritmov zvezne optimizacije [2]. Ciljna funkcija je bila funkcija momenta na krmilnem obroču v odvisnosti od relativnega odprtja vodilnika, in sicer taka z najmanjšim vrhom. Spremenljivki sta bili dve. To sta dolžini ročice in vezice. Začetni pogoji, tj. začetni dolžini ročice in vezice sta bili določeni na podlagi dolžin pri vodilniških mehanizmih sedanjih cevnih turbin. Omejitev je bila skrajšanje ali podaljšanje vezice in ročice za 15%. Po optimizaciji se je vrh funkcije momenta na krmilnem obroču znatno zmanjšal (sl.5), glede na prvotno stanje za 7 odstotkov. Tako je bila naloga zmanjšanja vrha momenta na krmilnem obroču zadovoljivo rešena. 1,2 levers. The Pro/E software has helped once more at finding the lowest maximum value of the torque on the controlling ring, i.e. there is an optimization algorithm built into Pro/E. Optimization is a process that solves the problem of minimizing or maximizing an objective function for determined initial conditions. Most problems have one objective function, but there are problems with multiple objective functions, and problems with no objective function. Problems with multiple objective functions are solved by using multi-objective design study optimization algorithms. Problems without an objective function, in fact, are not real optimization problems. There are variables in the objective function. By changing the values of variables the maximum or minimum of the objective function can be found. In most problems the variables cannot take on any value. The values that can be taken on by variables are defined by constraints. These constraints are usually intervals or other functions [2]. The gradient projection algorithm, which is one of the continuous optimization algorithms, was used [2]. The torque on the controlling ring as a function of guide-vane opening was chosen as an objective function. There were two variables in the function: the length of the link and the length of the lever. The initial conditions, which are initial lengths, were determined on the basis of experience. The lengths of the levers and links on other turbines were taken into consideration. The constraints were defined by shortening or lengthening the link or the lever, each by 15%. The maximum of the torque as a function of guide-vane opening was reduced by 7% after the optimization. In such a manner the task of reducing the torque on the controlling ring was successfully solved. 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 /A "v. Po optimizaciji / After optimization // — Pred optimizacijo / Before optimization 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 A0/A0,maks [-] Sl. 5. Primerjava momentov na krmilnem obroču pred optimizacijo in po njej Fig. 5. Comparison of torques on the controlling ring before and after the optimization 0 BnnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO | | ^SSfiflMlGC | stran 492 Krotec S.: Parametrizacija momenta - The Parametrization of the Torque 4 SKLEP Zmanjšanje momenta na krmilnem obroču za 7 odstotkov se na prvi pogled ne zdi veliko, vendar pripomore k skupnemu zmanjšanju stroŠkov za vodilniŠki mehanizem, prav tako pa za hidravlično opremo. Tudi poraba energije za obratovanje vodilniškega mehanizma je nekoliko manjša. Predvsem pa je rezultat optimizacije tudi spodbuda za nadaljnje delo na tem področju. V programu Pro/E je vgrajen tudi eden od optimizacijskih algoritmov, ki zmore optimizirati več ciljnih funkcij. Tako bi bilo mogoče uporabno optimizirati vodilniški mehanizem z več ciljnimi funkcijami, več spremenljivkami in več omejitvami. To bi bilo predvsem uporabno za vgradnjo elastične vezice, ki zahteva določeno dolžino. Mehanizem pa bi optimizirali z oddaljenostjo krmilnega obroča od vrtišča vodilnih lopat. 4 CONCLUSIONS A reduction of the torque on the controlling ring by 7% does not look like much, at first. But it does reduce the cost of a guide wheel and the hydraulic equipment. The energy consumption for operating the guide wheel is also reduced. Another of the results of the successful optimization is the stimulation for further work in this area. This would be with multi-objective optimization, which can also be performed in Pro/E. Optimizing of the mechanism with several objective functions with more variables and more constraints would be useful, primarily for building in an elastic guide-vane link that requires its own length. The distance of the controlling ring from the pivot point of the guide vanes would be optimized in this case. dolžina vezice dolžina ročice relativno odprtje vodilnika odprtje vodilnika polmer krmilnega obroča oddaljenost vrtišča vodilniške lopate od krmilnega obroča nagnjenost vodilniške lopate glede na os turbine polmer pritrditve ročice na vodilniško lopato zavrtitev ročice na čepu vodilniške lopate število vodilniških lopat v mehanizmu 5 OZNAČBE 5 SYMBOLS lV AV DO a RV b z link length lever length relative guide-vane opening guide-vane opening radius of controlling ring distance from guide-vane pivot point to centre of the controlling ring tilt of the guide vane upon the turbine centreline radius of the lever attachment to the guide vane angle of the lever on the guide-vane stem number of guide vanes in the guide-vane mechanism 6 LITERATURA 6 REFERENCES [1] Poročilo modelnega preizkusa cevne turbine (Report on model turbine test), Turboinstitut, Ljubljana 2003 [2] http://www-fp.mcs.anl.gov/otc/Guide/OptWeb/opt.html Avtorjev naslov: Simon Krotec Litostroj E.I. d.o.o. Litostrojska 40 1000 Ljubljana simon.krotec@litostroj-ei.si Author’s Address: Simon Krotec Litostroj E.I. Ltd. Litostrojska 40 1000 Ljubljana, Slovenia simon.krotec@litostroj-ei.si Prejeto: Received: 12.2.2004 Sprejeto: Accepted: 30.9.2004 Odprto za diskusijo: 1 leto Open for discussion: 1 year stran 493 bcšd04 © Strojni{ki vestnik 50(2004)10,494-495 © Journal of Mechanical Engineering 50(2004)10,494-495 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 Strokovna literatura Professional Literature Strokovna literatura Professional Literature Iz revij DOMAČE REVIJE EGES, Energetika, gospodarstvo in ekologija skupaj, Ljubljana 2004, 2 Grobovšek, B.: Ogrevanje s kamini in lončenimi pečmi - 2. del Grobovšek, B.: Sodobne toplotne črpalke za sisteme ogrevanja in pripravo tople sanitarne vode Priprava pitne in tehnološke vode z membransko tehnologijo 2004, 3 Martinc, P., Gerbec, J.: Sodobni absorpcijski hladilni agregati (I. del) Pogačar, M.: Kako najlažje izvesti regulacijo ventilatorskih konvektorjev? Grobovšek, B.: Kondenzacija vodne pare na površini okenskih stekel Hanžič, A., Voršič, J., Muzek, V.: Sonce - neizčrpen vir energije Elektrotehniški vestnik, Ljubljana 2004, 1-2 Hodžič, A, Nedeljkovič, D, Ambrožič, V: Numerični izračun temperature rotorja motorja in olja v hidrodinamični sklopki pri zagonu transportnega traku Rijavec, D., Fefer, D.: Analiza merjenja in regulacije pretoka zraka v kabinskih enotah Humar, I., Bulic, E., Sinigoj, A.R.: Načini objavljanja rešenih nalog iz predmeta Osnove elektrotehnike na spletu in vrednotenje uporabe 2004, 1-2 Gradišar, D., Mušič, G.: Razvrščanje proizvodnih opravil z orodji za vodenje projektov Podberšič, M., Matko, V., Šegula, M.: Izbiranje ustreznega filtra EMI z analizo signala v frekvenčnem prostoru Les, Ljubljana 2004, 5 Gorišek, Ž., Straže, A., Jene, R.: Vpliv toplotne obdelave na sorpcijske lastnosti lesa 2004, 6 Špiler, J.: Grafično programiranje NC strojev Livarski vestnik Ljubljana 2004, 2 Schindelbacher, G., Pabel, T., Rockenschaub, H.: Učinek vročega izostatskega stiskanja in lokalnega hlajenja na mehanske lastnosti aluminijevih zlitin Markočič, I.: Fizika tehnologije peskanja Materiali in tehnologije, Ljubljana 2004, 1-2 Milička, K., Dobeš, F.: The high-temperature characterisation of welded joints using small-punch testing Jaklič, A., Kolenko, T., Glogovac, B., Keček, B., Jamer, J.: Simulacijski model ogrevanja gredic v peči Allino Šelih, J., Ducman, F, Mladenovič, A., Sever Škapin, A., Pavšič, P., Makarovič, M. Legat, A.: Možnosti uporabe odpadkov v gradbeništvu in industriji gradbenih materialov Obzornik za matematiko in fiziko, Ljubljana 2004, 3 Plestenjak, B.: Numerično reševanje hiperboličnega kvadratnega problema lastnih vrednosti Organizacija, Maribor, Kranj 2004, 4 Dobnikar, A., Lotrič, U., Šter, B., Trebar, M.: Inteligentni sistem vodenja proizvodne linije gumijevih profilov 2004, 6 Mayer, J.: Zaupanje kot pogoj za ustvarjalno sodelovanje Sitar, AS.: Pomen zaupanja pri učenju v združbah Vakuumist, Ljubljana 2004, 1-2 Samardžija, Z.: Osnove metod SEM in AFM za preiskave površin Uplaznik, M., Mihailovič, D.: Osnove elektronske nanolitografije Panjan, P: Zaščita orodij za preoblikovanje pločevine s trdimi zaščitnimi prevlekami (2. del) Varilna tehnika, Ljubljana 2004, 1 Aračič, S., Samardžič, I., Despotovič, B.: Varivost in korozijska odpornost moderne kompozitne cevi iz Sanicro/4L7, ki se uporablja v kotlogradnji 2004, 2 Rihar, G.: Varjenje nerjavnih cevovodov v farmacevtski industriji 04-10 grin^(afcflM]SCLD I ^BSfiTTMlliC | stran 494 Strokovna literatura - Professional Literature Gubeljak, N., Predan, J.: Konstruiranje proti porušitvi varjene konstrukcije TUJE REVIJE Automatika, Zagreb 2003, 1-2 Matuško, J., Petrovič, I., Peric, N.: Application of extended Kalman filter for road conditon estimation Bellini, A., Bifaretti, S., Costantini, S.: A digital speed filter for motion control drives with a low resolution position encoder CDA Condizionamento dell’aria Riscaldamento Refrigerazione, Milano 2004, 4 Laurenti, L., Marcotullio, F., Rampazzi, L.: Scambio termico acqua-tubo in un pannello radiante 2004, 5 Laria , R.: Tecniche di potabilizzazione e di disinfezione 2004, 7 Fanger, P.O.: Qualita'dell’aria Pagani, M., Rigato, M.: Centrali termiche De Carli, M., Del Bianco, R, Fellin, F., Manente, M., Tonon, M., Zecchin, R.: Il terreno come sorgente termica IDR, Industrie Diamanten Rundschau, Willich 2004, 2 Kniifermann, M.M.W., Fleming, M.A.: Optimierung des Bearbeitungsprozesses beim Hartdrehen Schulte, M., Kresing, I., Weinert, K.: Schleifprozesssimulation - Unterstiitzung der Prozessauslegung 2004, 3 Wallman, C, Glatzel, U.: Herstellung und Eigenschaften von laserbeschichteten Diamanttrennschleifscheiben (Teil 1) IDR, Industrial Diamond Review, Ascot 2004, 2 Marvin, R: Single-pass bore finishing of automotive components Curved blade cuts tunnel arch Knuefermann, M.M.W., Fleming, M.A.: Optimising machining performance in hard turning 2004, 3 Halwax, J., Pfaffenberger, R: CVD diamond tools machining aluminium in the new 5-Series BMWs Flleming, M.: Tooling concepts for gear turning with PCBN Klimatizacija, grejanje, hladenje, Beograd 2004, 2 Veselica, D.: Savremene metode smanjenja emisije oksida azota pri sagorevanju gasovitih i tečnih goriva u ložišnim instalacijama Dimitrijevič, D.: Uredaji za prihvat dilatacije radnog fluida i održavanje pritiska u termoenergetici Scientific Bulletin, Bucharest 2002, Series A, 3 Cristea, M.: Deviation from thermal equilibrium in mercury lamps 2002, Series A, 4 Stanga, D., Petrescu, E.: Measurement of 85Kr by internal gas proportional counting Demian, G., Demian, M.: Theoretical and experimental study of the heat treatment of steel surface using CO2 laser 2002, Series B, 3 Ionescu, C.-O.: Technologies ecologiques d’elaboration de quelques metaux et alliages non ferreux secondares Chelu, Gh., Ghiban, N.: Computer simulation of the hot extrusion pipes 2002, Series C, 3 Negrescu, C: On efficient LP coefficients representation Olaru, D., Oancea, C.D.: Labview implementation procedure for real time transient signal analysis Baditoiu, C, Ravariu, C, Rusu, A.: The dynamic behavior of the junction’s termination with field electrode and Sipos layer 2002, Series D, 3 Tudor, A, radulescu, C: Analysis of heat friction partion in wheel-rail and whell-brake shoe contact Gladcov, P.: Method for direct calculation of politropic variations exponents and coefficients 2002, Series D, 4 Tudor, A., Radulescu, C: Temperature distribution due to frictional heat generated in a wheel-rail and a wheel-brake shoe contact Ionita, C, Marinescu, M.: A Review of Combined Heat and Power Generation Negulescu, D.A, Berbente, C: Methods for coupled fluid/solid heat transfer with application on aircraft engine gas turbine components Tehnički vjesnik, Slavonski Brod 2004, 1-2 Bijedič, M., Neimarlija, N., Didič, E.: Commpressibility factor of gases from the speed of sound Mustapič, I., Samardžič, I., Klarič, Š.: Tehnologična primjena elektrolučnog postupka zavarivanja svornjaka u mostogradnji gfin^OtJJlMISCSD 04-10 stran 495 |^BSSITIMIGC © Strojni{ki vestnik 50(2004)10,496-499 © Journal of Mechanical Engineering 50(2004)10,496-499 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 Osebne vesti Personal Events Osebne vesti Personal Events In memoriam zaslu`nemu profesorju dr. Pavlu [mar~anu Zapustil nas je eden najpomembnejših strokovnjakov na področju proizvodnih tehnologij, obdelovalnih strojev, orodjarstva in konstrukterstva. Zaslužni profesor dr. Pavle Šmarčan je bil med pionirji razvoja sodobne tehnologije v mariborski industriji, bil je aktivni član ustanoviteljske skupine Visoke tehniške šole v Mariboru ter eden pomembnejših nosilcev razvoja študija strojništva v Mariboru in Sloveniji. Dr. Pavle Šmarčan se je rodil 28.04.1926 v Jarenini kot sin kmetijskega tehnika. Po maturi na 1. gimnaziji v Mariboru leta 1946 je študiral strojništvo na Fakulteti za strojništvo in elektrotehniko v Ljubljani in diplomiral leta 1953. Že med študijem je pri priznanih profesorjih Kovačecu Krautu, Struni in Lobetu delal na projektih za razvoj sodobne industrije. Leta 1955 se je zaposlil v Tovarni avtomobilov kot eden prvih obratnih inženirjev v mehanski proizvodnji TAM in koordiniral uvajanje novih tipov tovornih vozil. Glede na izjemne sposobnosti je hitro napredoval od projektanta do vodje konstrukcije. Neposredno je vodil sprejemanje novih tipov vozil in kooperacije z Deutzem ter sam razvijal izvirne rešitve predvsem na vozilih TAM 2000 in transmisijskih agregatih. Kotčlan skupine za vozila pri zvezni komisiji za motorje in motorna vozila v Beogradu je imel pomembno vlogo pri razvoju avtomobilske industrije v tedanji Jugoslaviji. Vzporedno je zelo aktivno sodeloval v Zvezi strojnih inženirjev in tehnikov in Društvu orodjarjev Slovenije. Prav pobudi Društva orodjarjev in skupini okoli prof. Šmarčana gre vse priznanje, da jim je uspelo sprožiti zahtevne dejavnosti za ustanovitev višjega oz. visokega strokovnega šolstva za področje strojništva v Mariboru. Bil je med prvimi predavatelji oz. profesorji, ki jih je tedanje vodstvo Višje tehniške šole v Mariboru povabilo v svoje vrste. Zaradi pomembnih praktičnih izkušenj je prevzel predavanja s področij obdelovalne tehnike, obdelovalnih strojev ter vrste novih sodobnih tehnologij. Ustanovil je sodoben tehnološki laboratorij, ki je bil po opremljenosti in dejavnosti učna delavnica za študente in za strokovnjake iz prakse. Po promociji za doktorja tehničnih znanosti je bil leta 1976 izvoljen za izrednega in 1981 za rednega profesorja. Bil je izjemen pedagog in prve učbenike z navedenih področij je sam napisal v času, ko je tehniške literature v slovenskem jeziku primanjkovalo. Pedagoško dejavnost je sistematično povezoval z obširnimi raziskovalnimi projekti, ki so prispevali k posodobitvi znanosti na področju tehnologije in prenosu tega znanja v prakso. Bil je idejni vodja in mentor vsej generaciji mlajših predavateljev in asistentov, ki so pod njegovim vodstvom ustvarili zavidanja vredno študijsko smer proizvod-nega strojništva. Dokaz temu so bile pomembne mednarodne povezave in organizacija Evropa - seminarjev v Mariboru na Visoki tehniški šoli. Na Višji in poznejši Visoki tehniški šoli je poleg raziskovalnega dela in pedagoške dejavnosti opravljal delo predsednika študijske komisije, štiri leta je bil predstojnik Oddelka za strojništvo, dve leti namestnik direktorja in pet let prodekan Visoke tehniške šole. Bil je med najzaslužnejšimi za pridobitev soglasja za preimenovanje Višje tehniške šole v Visoko tehniško šolo, predhodnico Fakultete za strojništvo. Njegova glavna raziskovalna dejavnost je bila usmerjena na področje razvoja obdelovalnih strojev in tehniko obdelave s prirejeno avtomatizirano krmilno tehniko. Z razvojem računalniške tehnike in z njenim uvajanjem v način krmiljenja obdelovalnih strojev in z uvedbo takih strojev v kovinsko predelovalno industrijo se je prof. Šmarčan ukvarjal za tem. Nastala so njegova najpomembnejša znanstvena in raziskovalna dela v obliki najrazličnejših raziskovalnih nalog, in to kot temeljne in industrijsko razvojne naloge. Njegova zasluga je tudi, da so številsko krmiljena in računalniško številsko krmiljena tehnika ter računalniško načrtovanje in izdelava hitro prodrli v industrijo. Prof. Šmarčan je vzgojil veliko število inženirjev in diplomiranih inženirjev, ki so danes uspešni strokovnjaki in menedžerji v našem gospodarstvu. Pri študentih je bil vedno zelo spoštovan in občudovanja vreden pedagog, za svoje sodelavce pa je pomenil oporni steber, okoli katerega se je razvilo 0 BnnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO | | ^SsFvWEIK | stran 496 Osebne vesti - Personal Events delovno vzdušje in prijetno tovarištvo. Že od začetka šestdesetih let prejšnjega stoletja je bil član Zveze strojnih inženirjev in tehnikov, kjer je aktivno deloval v odboru; bil je aktivni član Društva orodjarjev Slovenije kot odbornik in pet let podpredsednik društva. Več ko 15 let je bil član uredniškega odbora Strojniškega vestnika. Na Tehniški fakulteti je opravljal še naslednje funkcije: delo vodje Inštituta za strojništvo, bil je delegat Univerze pri Gospodarski zbornici Podravja, član izvršnega odbora področne raziskovalne skupnosti za strojništvo pri RSS in predsednik zbora izvajalcev; član programskega sveta raziskav na področju proizvodne kibernetike. Bil je član sekretariata Zajednice mašinskih fakulteta Jugoslavije, delegat in tudi predsednik Zajednice jugoslovenskih naučno istraživačkih institucija proizvodnog mašinstva. Opravljal je tudi delo sodnega izvedenca za promet. Zaslužni profesor dr. Šmarčan je bil deležen tudi vrste priznanj in časti. Med najpomembnejšimi so: - priznanje Zveze inženirjev in tehnikov Slovenije, - red dela s srebrnim vencem, - priznanje sveta VTŠ, - priznanje Zveze inženirjev in tehnikov Slovenije, - zlata plaketa Univerze v Mariboru, - priznanje Narodne tehnike Jugoslavije, - priznanje Tovarne avtomobilov in motorjev Maribor. Strojniška stroka, predvsem področje obdelovalnih tehnologij, je izgubilo še enega izmed pomembnih strokovnjakov, ki so z velikim idealizmom in jekleno voljo, trmo in požrtvovalnim delom prispevali k razvoju in stanju izobraževanja, znanstveno-raziskovalne dejavnosti in napredne proizvodne tehnologije v celoti. Njegovo delo kot prispevki znanosti in izobraževanju ter njegova osebnost nam bodo trajen vzor vrhunskega strokovnjaka, učitelja in inženirja. zasl. prof dr. Adolf Šostar prof. dr. Andrej Polajnar Prof. Du{an Zavadlav (1922 – 2004) V petek, 3. septembra 2004 smo se poslovili od enega izmed tistih skromnih, a izjemnih Mariborčanov, ki so mnogo storili za to mesto. Prof. Zavadlav se je rodil leta 1922 v Mariboru, kjer se je tudi šolal. Realno gimnazijo je končal leta 1940 in se takoj vpisal na Univerzo v Ljubljani, kjer je preživel vojna leta. Diplomiral je leta 1947 na Tehniški fakulteti, smer elektrotehnika in se kot nadarjen inženir zaposlil na Katedri za električne stroje pri prof. Bedjaniču. Tu se je poleg pedagoškega dela znašel pred reševanjem zelo zahtevnih in odgovornih inženirskih nalog. Prišel je v skupino, ki je reševala problem zagona hidroelektrarne Mariborski otok, ki so jo Nemci zapustili v nedokončanem stanju. Na elektrarni je bilo nekaj opreme, dokumentacija pa nepopolna. Mladi inženir je bil kos nalogi; izdelal je kompletne izračune in vso dokumentacijo za vzbujalne generatorje in napetostno regulacijo. Rešitve so bile tako izvirne, da jih je tovarna Rade Končar iz Zagreba pozneje uvedla pri vseh svojih sinhronskih generatorjih. Takoj za tem ga najdemo v skupini, ki je bila zadolžena za prehod iz frekvence 42 Hz na 50 Hz na HE Doblar in HE Plave na Soči, saj frekvenca 42 Hz, ki so jo takrat imeli Italijani, v Sloveniji ni bila uporabna in sta elektrarni mirovali. Tu je obstajala nevarnost, da se bodo generatorji pri prehodu na večjo hitrost vrtenja porušili. Mladi Zavadlav je opravil nadzorni mehanski preračun in ugotovil, da bodo generatoji vzdržali, nakar je sledil zagon na večjo hitrost in elektrarni sta začeli dajati energijo v slovensko omrežje. Poleg teh del je načrtoval električne generatorje za vojno letalstvo in magnetni separator za Metalurški inštitut v Ljubljani. Po teh uspehih so ing. Dušana Zavadlava povabili v tovarno Rade Končar, kjer se je zaposlil leta 1953, najprej kot samostojni projektant, nato pa že kot vodja konstrukcije malih in srednjih strojev. S svojim znanjem in sposobnostmi je mnogo prispeval k napredku te tovarne. Njegove pionirske rešitve na samovzbujalnih kompaundiranih sinhronskih ladijskih generatorjih, dieselskih agregatih, eksplozijsko varnih motorjih za VARNOST Zagorje najdemo kot trajne rešitve na tem področju električnih strojev. Leta 1958 se je po 18 letih vrnil v Maribor. Zdaj že zrel in uveljavljen strokovnjak je prevzel razvojni sektor v takrat hitro razvijajoči se Elektrokovini, kjer je bilo veliko volje, vendar malo znanja. To znanje je prišlo z njim. Zavadlav je reorganiziral razvoj v oddelke in prototipno delavnico. I gTfisXoyMEili&a] stran 497 I^IMigfirTMlGC |VBgfuTR!fflKl Strojni{ki vestnik - Journal of Mechanical Engineering V Elektrokovino so prišli tehniki in inženirji iz Ljubljane in Gorenjske; celo iz Nemčije. Poleg tega je zahteval več znanja od tedanjih strokovnjakov. Mojstri so morali v srednje šole, tisti s srednješolsko izobrazbo v višje šole, tisti z diplomami pa na podiplomski študij. Pozneje je Elektrokovina dala mnoge profesorje Univerzi v Mariboru. Nastajali so vse bolj zapleteni in kakovostnejši izdelki. Medtem ko je na področju svetlobne tehnike Elektrokovina ubirala svoja pota, ji je pri razvoju elektromotorjev in črpalk pomagal Rade Končar, ki ji je predal ta program. Zavadlav je vpeljal nove algoritme za izračun elektromotorjev, ki so omogočali razvoj nove serije standardnih IEC elektromotorjev in jih Elektrokovina izdeluje še dandanes. Gradijo se laboratoriji za vse proizvodne programe. Svetlobnotehnični je postal najsodobnejši v tem delu Evrope. Elektrokovina je s svojimi izdelki prodirala tudi na najbolj razvite trge. Po drugi strani so v Mariboru nastale višje tehniške šole. Prof. Zavadlava najdemo med pobudniki, organizatorji in predavatelji. Leta 1962 je postal generalni direktor Elektrokovine, kjer se je posvetil nadaljnji izgradnji tovarne. Odprtje sodobne motorske proizvodnje je pomenilo njegov vrhunec. Elektrokovina je presegla magično številko 3.000 zaposlenih in se tako uvrstila med večje tovarne elektroindustrije v Evropi. Njen zaostanek za Evropo je bil takrat minimalen. Diplome DIPLOMIRALI SO Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani so pridobili naziv univerzitetni diplomirani inženir strojništva: dne 3. septembra 2004: Valter GRUDEN, Aleš MARINČIČ, Marko OBAD, Nikola VUKAŠINOVIČ; dne 10. septembra 2004: Gregor ČEPON, simon GRBEC, Mitja MUHIČ, Matej ŽVOKELJ; dne 28. septembra 2004: Primož BAJŽELJ, Enver GASHI, Gregor HVALA, Tomaž ŽAGAR; dne 29. septembra 2004: Marko CEDILNIK, Dejan NOŽAK, Ivana TRŠELIČ BUBLE; dne 30. septembra 2004: Luka CERAR, Vojko GOLOB, ŽELJKO PELENGIČ, Rok VIDRIH. Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru so pridobili naziv univerzitetni diplomirani inženir strojništva: dne 26. avgusta 2004: Matej BOROVINŠEK, Marjan LESKOVAR, Matej RAJH; dne 9. septembra 2004: Štefan ČASAR, Bojan KRAJNC, Nadja ŠKOF, Matej ZADRAVEC; dne 23. septembra 2004: Borut BENSA; 0 srinataleflMllflilrSO | ^BSfirTMlliC | stran 498 S prehodom na Višjo tehniško šolo leta 1966 se je prof. Zavadlav prelevil iz honorarnega profesorja v stalnega. Študentom je predaval električne stroje na način, ki povezuje teorijo s prakso. Pisal je tudi temeljne učbenike s področja električnih strojev. Vodil je šolo, najprej kot predstojnik elektrotehniškega oddelka, potem pa dve mandatni dobi kot direktor celotne Višje in kasneje Visoke tehniške šole. Z vsem srcem se je boril za prehod na visoko šolo in univerzo, kar je uspelo, ko so se študentje vpisali v drugostopenjski študij. Leta 1982 je zapustil takrat že Tehniško fakulteto in odšel v pokoj. Že v Elektrokovini so se začeli kazati prvi znaki njegove bolezni, ki jo je nato uspešno premagoval celih 30 let. Tudi ta borba kaže na neverjetno vztrajnost v njegovem značaju. Prof. Dušan Zavadlav je bil profesor, ki je imel študente rad. In ti so to vedno vedeli. Ni jih samo učil, ampak se je z njimi tudi rad družil. Predvsem pa je bil prof. Dušan Zavadlav velik in topel človek, ki je dobro razumel človeške potrebe in stiske in je ljudem rad pomagal. V politiko ni zahajal, zato pa je bil zaslužni član Elektotehniške zveze Slovenije. Kadar rečemo, da odhajajo najboljši, je med temi zagotovo tudi prof. Zavadlav. S prepričanjem vseh, ki smo ga poznali. zasl. prof. dr. Božidar Hribernik Igor CERGOL; Borut KUPRIVEC; Anton PODHOSTNIK; Gašper ROSTOHAR; Izak ŠANTEJ; TomažVALH; dne 28. septembra 2004: Matjaž FLEISINGER; Anton KRAJNC; dne 30. septembra 2004: Robert BRUMNIK Gregor BUČAR Tomaž CUCEK Dejan GJURA, Uroš GOSNIK, Peter HOLCMAN, Tomaž KUGLER Damir LUKEŽIČ, Borut MEDVEŠEK Florjan PODPEČ AN, Damjan REGORŠEK, Gregor SIMONIČ, Primož UREK; Boris ŽITNIK. * Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani so pridobili naziv diplomirani inženir strojništva: dne 1. julija 2004: Ciril BAŠKOVČ, Gregor KREN, Aleš LAHARNAR, Dalibor ŠEGA, Jože ZUPANČIČ. dne 9. septembra 2004: Marko DRVAR, Primož ERJAVEC, Martin FABJAN, Tomaž GORŠIČ Gregor HRIBERNIK Aleš KRISTAN, Janez KRŽAN, Peter PAPEŽ, Rajko PETERLIN, Damjan PONGRAČIČ, Gregor ZUPAN. Osebne vesti - Personal Events dne 10. septembra 2004: Peter BANDELJ, Igor KUZMA, Tomaž POLŠAK, Aleksander RAČIČ, Franci URBANIJA, Milutin VUJIČ; dne 13. septembra 2004: Martin HAFNER, Tanja NOVAK, Klemen ŠTIBILJ, Jani URANIČ. Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru je pridobil naziv diplomirani inženir strojništva: dne 26. avgusta 2004: Boštjan PORI; dne 9. septembra 2004: Aleš PODRIŽNIK; dne 23. septembra 2004: Tomo ČERNEC, Jože LESJAK, Anton MIKŠA, Darko OMLADIČ, Klemen RAKOVEC, Robert ROZMAN; dne 30. septembra 2004: Štefan FERENČAK, Rajko GORINŠEK, Zdravko SIČANOVIČ, Daniel VIŠAVC. stran 499 Strojni{ki vestnik - Journal of Mechanical Engineering 7. mednarodna konferenca in razstava Inovativna avtomobilska tehnologija - IAT ‘05 21.-22. april 2005, Bled, Slovenija Organizatorja: Univerza v Ljubljani, Fak. za strojništvo, LAVEK Zveza strojnih inženirjev Slovenije, SVM ZSIS ~%fy ISKRA Mehanizmi d.d. D Mehanizmi Glavna pokrovitelja: ISKRA ISD d.d. INDUSTRIJA BFETfiVNIrl IVFI fjV tl.il, Soorganizator okrogle mize: Slovenski avtomobilski grozd – ACS Mednarodna konferenca in razstava IAT je organizirana vsaki dve leti. Prva konferenca je bila leta 1993 v Ljubljani, konferenca IAT ’05, ki se bo odvijala 21. in 22. aprila 2005 v prostorih hotelov Golf in Park na Bledu, pa je že sedma po vrsti. Konferenca IAT je tradicionalno srečanje domačih in tujih znanstvenikov, raziskovalcev, razvojnih in vodilnih delavcev iz industrije, izobraževalnih in raziskovalnih ustanov ter zastopnikov vlade Republike Slovenije. Konferenca ponuja priložnost za pregled razvojnih in proizvodnih dosežkov na področju avtomobilske tehnike v industriji, raziskovalnih in univerzitetnih ustanov. Programska usmeritev konference IAT 05 je Vpliv znanja na konkurenčnost avtomobilske industrije. Vodilne teme za predstavitev in razprave na konferenci so: ¦ Razvojno-inovacijska tehnologija, ¦Proizvodna tehnologija, ¦Življenjski cikel izdelka. Prvi dan bo v sodelovanju s Slovenskim avtomobilskim grozdom (ACS) organizirana tudi okrogla miza z naslovom: Vloga grozda ACS po štirih letih, ki bo priložnost za pregled vplivnosti grozda ACS in drugih povezav na uspešnost avtomobilske industrije. Na konferenco bodo povabljeni tudi študentje višjih letnikov strojnih fakultet v Ljubljani in Mariboru, zato je lahko ta dogodek primerna priložnost za navezavo prvih stikov z morebitnimi bodočimi delodajalci. Podrobnosti o konferenci IAT ’05 lahko najdete na internetu (www.fs.uni-lj.si/lavek/slo.html), ali jih dobite na sekretariatu konference (kontaktna oseba: dr. Jernej Klemenc, tel.: (01)-4771-518, e-mail: iat05@fs.uni-lj.si). Osnovni podatki o konferenci IAT ’05 so objavljeni tudi na spletni strani z najobsežnejšim seznamom aktualnih mednarodnih konferenc in znanstvenih srečanj: http://www.papersinvited.com. Utrinki s konference IAT ’03 v Kopru in Portorožu | ^SsFvWEIK | stran 500 © Strojni{ki vestnik 50(2004)10,501-502 ISSN 0039-2480 Navodila avtorjem Navodila avtorjem Instructions for Authors Članki morajo vsebovati: - naslov, povzetek, besedilo članka in podnaslove slik v slovenskem in angleškem jeziku, - dvojezične preglednice in slike (diagrami, risbe ali fotografije), - seznam literature in - podatke o avtorjih. Strojniški vestnik izhaja od leta 1992 v dveh jezikih, tj. v slovenščini in angleščini, zato je obvezen prevod v angleščino. Obe besedili morata biti strokovno in jezikovno med seboj usklajeni. Članki naj bodo kratki in naj obsegajo približno 8 tipkanih strani. Izjemoma so strokovni članki, na željo avtorja, lahko tudi samo v slovenščini, vsebovati pa morajo angleški povzetek. Vsebina članka Članek naj bo napisan v naslednji obliki: - Naslov, ki primerno opisuje vsebino članka. - Povzetek, ki naj bo skrajšana oblika članka in naj ne presega 250 besed. Povzetek mora vsebovati osnove, jedro in cilje raziskave, uporabljeno metodologijo dela,povzetek rezulatov in osnovne sklepe. - Uvod, v katerem naj bo pregled novejšega stanja in zadostne informacije za razumevanje ter pregled rezultatov dela, predstavljenih v članku. - Teorija. - Eksperimentalni del, ki naj vsebuje podatke o postavitvi preskusa in metode, uporabljene pri pridobitvi rezultatov. - Rezultati, ki naj bodo jasno prikazani, po potrebi v obliki slik in preglednic. - Razprava, v kateri naj bodo prikazane povezave in posplošitve, uporabljene za pridobitev rezultatov. Prikazana naj bo tudi pomembnost rezultatov in primerjava s poprej objavljenimi deli. (Zaradi narave posameznih raziskav so lahko rezultati in razprava, za jasnost in preprostejše bralčevo razumevanje, združeni v eno poglavje.) - Sklepi, v katerih naj bo prikazan en ali več sklepov, ki izhajajo iz rezultatov in razprave. - Literatura, ki mora biti v besedilu oštevilčena zaporedno in označena z oglatimi oklepaji [1] ter na koncu članka zbrana v seznamu literature. Vse opombe naj bodo označene z uporabo dvignjene številke1. Oblika članka Besedilo naj bo pisano na listih formata A4, z dvojnim presledkom med vrstami in s 3 cm širokim robom, da je dovolj prostora za popravke lektorjev. Najbolje je, da pripravite besedilo v urejevalnilku Microsoft Word. Hkrati dostavite odtis članka na papirju, vključno z vsemi slikami in preglednicami ter identično kopijo v elektronski obliki. Prosimo, da ne uporabljate urejevalnika LaTeX, saj program, s katerim pripravljamo Strojniški vestnik, ne uporablja njegovega formata. V urejevalniku LaTeX oblikujte grafe, preglednice in enačbe in jih stiskajte na kakovostnem laserskem tiskalniku, da jih bomo lahko presneli. Enačbe naj bodo v besedilu postavljene v ločene vrstice in na desnem robu označene s tekočo številko v okroglih oklepajih Enote in okrajšave V besedilu, preglednicah in slikah uporabljajte le standardne označbe in okrajšave SI. Simbole fizikalnih veličin v besedilu pišite poševno (kurzivno), (npr. v, T, n itn.). Simbole enot, ki sestojijo iz črk, pa pokončno (npr. ms1, K, min, mm itn.). Vse okrajšave naj bodo, ko se prvič pojavijo, napisane v celoti v slovenskem jeziku, npr. časovno spremenljiva geometrija (ČSG). © Journal of Mechanical Engineering 50(2004)10,501-502 ISSN 0039-2480 Instructions for Authors Papers submitted for publication should comprise: - Title, Abstract, Main Body of Text and Figure Captions in Slovene and English, - Bilingual Tables and Figures (graphs, drawings or photographs), - List of references and - Information about the authors. Since 1992, the Journal of Mechanical Engineering has been published bilingually, in Slovenian and English. The two texts must be compatible both in terms of technical content and language. Papers should be as short as possible and should on average comprise 8 typed pages. In exceptional cases, at the request of the authors, speciality papers may be written only in Slovene, but must include an English abstract. The format of the paper The paper should be written in the following format: - A Title, which adequately describes the content of the paper. - An Abstract, which should be viewed as a miniversion of the paper and should not exceed 250 words. The Abstract should state the principal objectives and the scope of the investigation, the methodology employed, summarize the results and state the principal conclusions. - An Introduction, which should provide a review of recent literature and sufficient background information to allow the results of the paper to be understood and evaluated. - A Theory - An Experimental section, which should provide details of the experimental set-up and the methods used for obtaining the results. - A Results section, which should clearly and concisely present the data using figures and tables where appropriate. - A Discussion section, which should describe the relationships and generalisations shown by the results and discuss the significance of the results making comparisons with previously published work. (Because of the nature of some studies it may be appropriate to combine the Results and Discussion sections into a single section to improve the clarity and make it easier for the reader.) - Conclusions, which should present one or more conclusions that have been drawn from the results and subsequent discussion. - References, which must be numbered consecutively in the text using square brackets [1] and collected together in a reference list at the end of the paper. Any footnotes should be indicated by the use of a superscript1. The layout of the text Texts should be written in A4 format, with double spacing and margins of 3 cm to provide editors with space to write in their corrections. Microsoft Word for Windows is the preferred format for submission. One hard copy, including all figures, tables and illustrations and an identical electronic version of the manuscript must be submitted simultaneously. Please do not use a LaTeX text editor, since this is not compatible with the publishing procedure of the Journal of Mechanical Engineering. Graphs, tables and equations in LaTeX may be supplied in good quality hard-copy format, so that they can be copied for inclusion in the Journal. Equations should be on a separate line in the main body of the text and marked on the right-hand side of the page with numbers in round brackets. Units and abbreviations Only standard SI symbols and abbreviations should be used in the text, tables and figures. Symbols for physical quantities in the text should be written in Italics (e.g. v, T, n , etc.). Symbols for units that consist of letters should be in plain text (e.g. ms-1, K, min, mm, etc.). All abbreviations should be spelt out in full on first appearance, e.g., variable time geometry (VTG). stran 501 Strojni{ki vestnik - Journal of Mechanical Engineering Slike Slike morajo biti zaporedno oštevilčene in označene, v besedilu in podnaslovu, kot sl. 1, sl. 2 itn. Posnete naj bodo v kateremkoli od razširjenih formatov, npr. BMP, JPG, GIF. Za pripravo diagramov in risb priporočamo CDR format (CorelDraw), saj so slike v njem vektorske in jih lahko pri končni obdelavi preprosto povečujemo ali pomanjšujemo. Pri označevanju osi v diagramih, kadar je le mogoče, uporabite označbe veličin (npr. t, v, m itn.), da ni potrebno dvojezično označevanje. V diagramih z več krivuljami, mora biti vsaka krivulja označena. Pomen oznake mora biti pojasnjen v podnapisu slike. Vse označbe na slikah morajo biti dvojezične. Za vse slike po fotografskih posnetkih je treba priložiti izvirne fotografije ali kakovostno narejen posnetek. V izjemnih primerih so lahko slike tudi barvne. Preglednice Preglednice morajo biti zaporedno oštevilčene in označene, v besedilu in podnaslovu, kot preglednica 1, preglednica 2 itn. V preglednicah ne uporabljajte izpisanih imen veličin, ampak samo ustrezne simbole, da se izognemo dvojezični podvojitvi imen. K fizikalnim veličinam, npr. t (pisano poševno), pripišite enote (pisano pokončno) v novo vrsto brez oklepajev. Vsi podnaslovi preglednic morajo biti dvojezični. Seznam literature Vsa literatura mora biti navedena v seznamu na koncu članka v prikazani obliki po vrsti za revije, zbornike in knjige: [1] Tarng, Y.S., Y.S. Wang (1994) A new adaptive controler for constant turning force. Int J Adv Manuf Technol 9(1994) London, pp. 211-216. [2] Čuš, F., J. Balič (1996) Rationale Gestaltung der organisatorischen Ablaufe im Werkzeugwesen. Proceedings of International Conference on Computer Integration Manufacturing Zakopane, 14.-17. maj 1996. [3] Oertli, PC. (1977) Praktische Wirtschaftskybernetik. Carl Hanser Verlag Minchen. Podatki o avtorjih Članku priložite tudi podatke o avtorjih: imena, nazive, popolne poštne naslove, številke telefona in faksa ter naslove elektronske pošte. Sprejem člankov in avtorske pravice Uredništvo Strojniškega vestnika si pridržuje pravico do odločanja o sprejemu članka za objavo, strokovno oceno recenzentov in morebitnem predlogu za krajšanje ali izpopolnitev ter terminološke in jezikovne korekture. Avtor mora predložiti pisno izjavo, da je besedilo njegovo izvirno delo in ni bilo v dani obliki še nikjer objavljeno. Z objavo preidejo avtorske pravice na Strojniški vestnik. Pri morebitnih kasnejših objavah mora biti SV naveden kot vir. Rokopisi člankov ostanejo v arhivu SV Vsa nadaljnja pojasnila daje: Uredništvo STROJNIŠKEGA VESTNIKA p.p. 197 1001 Ljubljana Telefon: (01) 4771-137 Telefaks: (01) 2518-567 E-mail: strojniski.vestnik@fs.uni-lj.si Figures Figures must be cited in consecutive numerical order in the text and referred to in both the text and the caption as Fig. 1, Fig. 2, etc. Figures may be saved in any common format, e.g. BMP, GIF, JPG. However, the use of CDR format (CorelDraw) is recommended for graphs and line drawings, since vector images can be easily reduced or enlarged during final processing of the paper. When labelling axes, physical quantities, e.g. t, v, m, etc. should be used whenever possible to minimise the need to label the axes in two languages. Multi-curve graphs should have individual curves marked with a symbol, the meaning of the symbol should be explained in the figure caption. All figure captions must be bilingual. Good quality black-and-white photographs or scanned images should be supplied for illustrations. In certain circumstances, colour figures may be considered. Tables Tables must be cited in consecutive numerical order in the text and referred to in both the text and the caption as Table 1, Table 2, etc. The use of names for quantities in tables should be avoided if possible: corresponding symbols are preferred to minimise the need to use both Slovenian and English names. In addition to the physical quantity, e.g. t (in Italics), units (normal text), should be added in new line without brackets. All table captions must be bilingual. The list of references References should be collected at the end of the paper in the following styles for journals, proceedings and books, respectively: [1] Tarng, Y.S., Y.S. Wang (1994) A new adaptive controler for constant turning force. Int J Adv Manuf Technol 9(1994) London, pp. 211-216. [2] Čuš, F., J. Balič (1996) Rationale Gestaltung der organisatorischen Ablaufe im Werkzeugwesen. Proceedings of International Conference on Computer Integration Manufacturing Zakopane, 14.-17. maj 1996. [3] Oertli, PC. (1977) Praktische Wirtschaftskybernetik. Carl Hanser Verlag Minchen. Author information The following information about the authors should be enclosed with the paper: names, complete postal addresses, telephone and fax numbers and E-mail addresses. Acceptance of papers and copyright The Editorial Committee of the Journal of Mechanical Engineering reserves the right to decide whether a paper is acceptable for publication, obtain professional reviews for submitted papers, and if necessary, require changes to the content, length or language. Authors must also enclose a written statement that the paper is original unpublished work, and not under consideration for publication elsewhere. On publication, copyright for the paper shall pass to the Journal of Mechanical Engineering. The JME must be stated as a source in all later publications. Papers will be kept in the archives of the JME. You can obtain further information from: Editorial Board of the JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING P.O.Box 197 1001 Ljubljana, Slovenia Telephone: +386 (0)1 4771-137 Fax: +386 (0)1 2518-567 E-mail: strojniski.vestnik@fs.uni-lj.si 0 &nnBjfokJ][p)l]Olf|i[gO | | ^SSfiflMlGC | stran 502