Zlaté české ručičky: Víceúčelový systém pro výrobu i odběr vzorků

Harness-Room-027

Náš seriál Zlaté české ručičky, který se zaměřuje na působení Čechů, kteří se aktivně podílejí na vývoji kosmických technologií by se minimálně pro tento díl mohl dočasně přejmenovat na Zlaté české hlavičky. Dnes se totiž budeme věnovat systému, který by mohl najít uplatnění v mnoha oborech – od přesného obrábění materiálů, což je činnost která se hodí i při stavbě kosmických sond, tak i při vlastní kosmické činnosti – třeba při odběru vzorků z různých vesmírných těles. V tomto článku najdete rozhovor s panem Michalem Roseckým, který je autorem inovativní technologie a členem týmu, který s tímto návrhem přišel.

Michal Rosecký, autor

Michal Rosecký, autor
Zdroj: archiv Michala Roseckého

Jak jste se vůbec dostal k tomuto nápadu?
Člověk se iniciativně věnuje věcem, které považuje za důležité nebo ho baví. V tomto případě je příčinou obojí. Prvotním impulsem byla nutnost tvorby ,,něčeho“ , co bych na VUT FSI ÚVSSR obhájil u státnic. Vybrané téma se však týká pouze jednoho uzlu jedné oblasti celku. Řešení jsem navrhl vlastní, odlišné od zvyklostí v dané problematice. Neudělal jsem to proto, že bych měl snahu odlišit svoji práci od ostatních, ale chtěl jsem do toho přidat něco svého. Technika je exaktní obor, a tudíž z podstaty tvrdit, že jsem něco nového vymyslel je zavádějící. Dnešní technický vývoj ať už v kosmickém, leteckém nebo jiném průmyslu, je matematická kombinace systémů, které jsou již vyzkoušeny a které se používají. Avšak pokud má člověk ambice zabřednout hlouběji a zasáhnout do elementárních systémů, které se kombinují, dostává se do velice obtížné situace. Aby inovace měla smysl, nelze vycházet z obecně známých poznatků, ale je třeba přijít na fyzikální podstatu, díky které je daný poznatek funkční.

Takové zjištění má při vývoji něčeho „nového“ velký význam, ale toto poznání neznamená záruku úspěchu. Pokud totiž dané funkce zkombinujete jinou synchronizací či pořadím, subsystémy nejsou ekvivaletními zástupci řetězce a celkový výsledek nemusí být správný, i když se zakládá ze samých funkčních podsystémů. Dominantní roli hraje energie, respektive exergie, kterou dokážeme z energií získat, což je složitá otázka, pokud bude zařízení pracovat někde ve vesmíru. Známe hodnoty permitivit a tak víme, co se v daném prostředí stane. Ano, ale na Zemi. Nezpochybňuji fyzikální principy, ale my nevíme, jestli průběh konvekce, kondukce nebo třeba záření je stejná třeba ve vodíkově heliové atmosféře Jupiteru.

Nevíme, jestli teorie entropie platí a pokud ano, platí, že při konstantním tlaku je změna entalpie rovna teplu? Extenzivní termodynamické veličiny se stávají otazníkem, ale právě otázka tepelné energie a její změny jsou dle mého subjektivního názoru klíčová k tomu, abychom pochopili zákonitosti jinde ve vesmíru. Maxwell postavil svoje rovnice na Zemi, pozorováním experimentů. Není důvod předpokládat, že ty stejné experimenty přinesly stejné závěry, kdyby je dělal na jiné planetě. Naopak pravděpodobnost je dle mě mizivá. Chci ale svoji myšlenku dokončit směrem k přírodě. Na tu se díváme a popisujeme svoje poznatky a až po té se je snažíme zpětně vysvětlit. Mohu tedy s nadsázkou označit právě přírodu jako prostředí, ve kterém žijeme.

Toto prostředí je však pouze na Zemi. Naši předkové přišli na naše dnešní základní poznatky řádově ve stoletích a to byli v přírodě – zkoumaném prostředí nepřetržitě. Odhadněme, kolik stovek let by bylo potřeba s ohledem na frekvenci a dobou pobytu například na měsíci k tomu, aby se to vyrovnalo době našich předků na zemi ke srovnatelnému objevu. Pracovat na vesmírných projektech je velice náročné znalostně, ale ještě větší problém je dostat se k něčemu takovému v praxi. Já svému nápadu věřil a chtěl ho posunout dál, za „povinnou čáru“. Výsledek dal vzniknout nové koncepci mechanismu, kterou jsem pojmenoval kyvný vřeteník.

Demonstrační model celého vozidla

Demonstrační model celého vozidla
Zdroj: archiv Michala Roseckého

Mohl byste nějak stručně popsat v čem Váš návrh spočívá?
Když jsem měl návrh celého vřeteníku hotový, jel jsem ho ukázat prof. Markovi. K závěru setkání mi řekl větu: „Dobře si rozmyslete, komu to ukážete.“ Cílem bylo vytvoření mechanismu celku, který bude schopen provádět vrtání a frézování pod libovolném úhlem v prostoru. U obráběcích strojů je tato otázka vyřešena. Existuje široké spektrum frézovacích hlav, které jsou schopny těchto poloh dosáhnout. Všechny fungují na společném principu kombinace translačního a rotačního pohybu. Vymyslel jsem mechanismus, který je schopen nástroj vychýlit ve stejném pracovním prostoru, ale vždy jen jedním druhem pohybu.

Pracujete na návrhu sám, nebo v nějaké tvůrčí skupině?
Bylo by provokativní veřejně prohlásit, že nejsem jediný autor mé závěrečné práce a ani by to nebyla pravda. Pokud hledáte podporu při ambiciozním projektu, je to otázka známostí a vlastní prestiže. Tyto schopnosti jsou přímo úměrné kvalitě a kvantitě odvedené práce, ať už školní či v praxi. Kromě kantorů VUT Brno, z nichž bych chtěl zdůraznit doc. Ing. Radka Knoflíčka Dr., který mě nasměroval správným směrem z managerského hlediska a který má tímto skutkem podíl na současném stavu projektu. Samotnou koncepci vřeteníku jsem řešil s nejvyšším technickým vedením nadnárodní společnosti Fermat.

Ukotvení vrtacího zařízení k pneumatickému manipulačnímu robotovi pomocí kulového čepu a jemné senzoriky

Ukotvení vrtacího zařízení k pneumatickému manipulačnímu robotovi pomocí kulového čepu a jemné senzoriky
Zdroj: archiv Michala Roseckého

Probíral jste tento návrh se zástupci kosmických agentur? Jak se k němu staví?
Nikoli, dle mého úsudku není projekt v dostatečně vyfinalizovaném stavu, abych jej mohl prezentovat vesmírné agentuře. Od loňského roku jsem členem JČMF a už se mi párkrát povedlo udělat si čas a zajít na kongres či setkání, kde jsem se s některými fyziky a matematiky z agentury potkal. Existuje mezi námi jistá rámcová dohoda, ale zatím nic oficiálního.

V čem je Vaše metoda lepší oproti jiným návrhům?
Pokud se budeme bavit o ostatních konstrukčních variantách frézovacích hlav, moje koncepce má větší tuhost mechanismu v dané poloze. Ta přináší možnost vyšších rychlostí obrábění, ekonomickou úsporu a především řádově vyšší přesnost.

V jaké fázi je momentálně Váš návrh?
Chystám se na detailní prezentaci projektu ve firmě, která přímo kooperuje například s Airbusem, Boeingem, SpaceX a přímo vyrábí díly do letadel a pro vesmírný průmysl. Závěrem prezentace bude verdikt, zda firma zainvestuje do výroby prototypu kyvného vřeteníku.

Uspořádání válců v „trojúhelníkové“ koncepci přispívá k dosažení izobarických dějů v manipulačním systému

Uspořádání válců v „trojúhelníkové“ koncepci přispívá k dosažení izobarických dějů v manipulačním systému
Zdroj: archiv Michala Roseckého

Jaký bude další vývoj tohoto projektu?
Prognoza na takové věci se dělá velice těžko. Samozřejmě ideální stav by byl, kdyby se prototyp vyzkoušel a prodal. Vypadá to dobře, ale může se to zaseknout kdykoli. Známost je řetězová reakce. Pokud přesvědčíte ,,prvního“, že nevymýšlíte blbost, pošle vás dál. Jak se vyvíjí projekt, přicházejí s tím nabídky na nové projekty z různých oborů, otevírají se nové dveře a kolikrát mě až mrzí, že musím to či ono odmítnout, protože už nemám časovou kapacitu. Není to však pravidlo. Firem s vlastním vývojem u nás moc není, ale pokud prokážete schopnost něco vymyslet, vrací se k vám, byť je to stíženou formou externí spolupráce.

Uvažujete do budoucna o nějakých dalších projektech?
Ano. Od března letošního roku budu členem pětičlenného vývojového týmu jedné kolosální společnosti, která se věnuje kinematickým mechanismům při velkých rozměrech. Tato spolupráce je velice atypická organizací, protože navzdory standardnímu postupu, kdy se člověk na počátku seznámí s aktuálními výrobky a poté je má inovovat, zde na to jdou obráceně. Nechtějí, abychom měli jakékoli informace o aktuálním dění a budeme novou generaci systémů budovat od nuly.

Koncepce kyvného vřeteníku má jako každý mechanismus i svá negativa. Největší nevýhodou je proporcionalita. Oproti vřeteníkům s frézovacími hlavami používanými u obráběcích strojů se všem líbí tuhost, ale prostorově to je problém. Z hlediska obrábění naděje svítá ve víceúčelových hrubovacích strojů, což je nyní v prvopočátečním jednání. Zatím jsou dva obory, ve kterých vývoj postupuje každým dnem k úspěchu na trhu. Je to medicína a hutnictví, resp. analyzační vrty do povrchu, což zde představuji na zjednodušeném návrhu kosmického vozidla pro odebírání vzorků z povrchu. Je to zároveň nejpravděpodobnější forma případného použití. Kyvný mechanismus je zavěšen na translační kinematické pneumaticky řízené soustavě, která ustaví nástroj do bodu odběru. Nástroj sám se díky vnitřním mechanismu umí natočit pod libovolný úhel až do pravého úhlu a rotací kolem dokola. Odvrtaný vzorek se vysaje podtlakem do úložného prostoru. Druhý agregát slouží naopak na přetlak jako zdroj tlaku do manipulačního systému.

Závěrem bych chtěl poděkovat hlavně prof. Markovi, doc. Ing. Knoflíčkovi, Dr., Ing. Dosedlovi Ph.D., Ing. Kočišovi, prof. Buršovi, Ph.D., přítelkyni Markétě a samozřejmě redakci kosmonautixu.

Zdroje obrázků:
http://www.sstl.co.uk/…/9fb7e25e-35c7-4f75-9c16-d41981968fc4/Harness-Room-027.jpg
Archiv Michala Roseckého

Pin It
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

GD Star Rating
loading...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


10 komentářů ke článku “Zlaté české ručičky: Víceúčelový systém pro výrobu i odběr vzorků”

  1. maro napsal:

    Hmmm. Tak ten článek je fakt hutný. Díky. Ten člověk tedy ale umí učeně „hovořit“, možná teda až extrémně obecně „zeširoka“. Energie, exergie, permitivity, kondukce, konvekce. Člověk si v duchu musel v duchu zopakovat spoustu termínů ze školy. Ovšem až v závěru té první filozofické části článku člověku poněkud zatrne, když pan vynálezce považuje pana Maxwella poněkud „omezeného pobytem na Zemi“ a když věří, že Maxwellovy obecné rovnice elektromagnetického pole by snad na Jupiteru ani nemusely platit. Naopak si přímo myslí, že tam ani platit nebudou! Hmm, velice zvláštní závěr.

    Ten samotný „vynález“ sice zní dostatečně vědecky a určitě je hodně dobrý na diplomku, ale jinak je to prostě jen princip používaný třeba v Delta 3D tiskárně, kde se tedy taky do každého místa pracovního prostoru dostane jen koordinovaným translačním pohybem tří ramen, držících tryskovou hlavu.

    • Michal Rosecký napsal:

      V Deltě je systém totožný s pneumatickým manipulátorem, to je pravda. Vzhledem k povaze a aktuální komerční situace je v článku můj nový systém popsán jen obecně, koncepce není zveřejněna.

      • maro napsal:

        Děkuji za odpověď. Vlastně bych měl ještě jednu otázku. Možná mě trochu zmátla věta „Obrábění pod libovolným úhlem v prostoru“, ale tohle zařízení naopak udržuje za všech okolností vřeteno stále pod stejným úhlem (typicky stále svisle). To co se tím posunem ramen mění, je jen umístění pracovního nástroje v pracovním prostoru. Náklon je stále neměnný, což je výhodná vlastnost využívaná právě u té delta 3D tiskárny. Je to tedy jen překlep, nebo je tam pro naklápění nějaký další, nezobrazený mechanismus?

        • Michal Rosecký napsal:

          Text je správně. Mechanismus, který naklápí nástroj je uschován v té žluté ,,bedně“ a to je onem vymyšlený mechanismus, o kterém je článek napsán.

        • maro napsal:

          Michal Rosecký:
          Tak to je pak něco jiného. Škoda, že to hlavní je takhle schované. Tak snad později. Třeba v nějaké patentové přihlášce …

  2. Michal Rosecký napsal:

    Dotazy, náměty a připomínky můžeme konzultovat zde nebo na moji mailové adrese rosecky12@seznam.cz.

  3. Vincent Kerman napsal:

    Nebudu říkat že jsem rozuměl všemu v tomto článku. Ale rozhovor s někým kdo se bude zapojovat do kosmonautiky je velice pěkný pokrok a určitě ocením další.

    • Michal Rosecký napsal:

      Pokud není něco jasné a máte li zájem, vypiště jednotlivé body a já se jej vynasnažím vysvětlit tak, aby pro vás byl celkový text srozumitelný.

      • ventYl napsal:

        Myslim, ze klucovy „problem“ je v tom, ze tu sa pohybuju hlavne ludia, ktori maju aky-taky prehlad v kozmonautike a toto vyzaduje prehlad v strojarine trocha vacsi, nez aky-taky.

        Ja sa v strojarskej oblasti pohybujem (aj ked nie ako strojny inzinier) a aj tka som si nebol celkom isty, ci som vsetko uplne uchopil a citalo sa mi to dost tazko.

        Myslim ale, ze pointu som pochopil a pochopit text na 100% nemam potrebu.

  4. Radoslav Packa napsal:

    V tej žltej krabici bude klasický frézovací nástroj, ktorý sa bude otáčať a bude tam aj pohon, alebo aký druh obrábania sa bude využívať, bude možné použiť klasické „plátky“ napríklad na kov? Ako je to myslené rádovo presnejšie, že nástroj s hlavou sa pri väčšom zábere menej (ohne) alebo bude presnosť 0,0001mm ?
    Ona spomínaná nadnárodná spoločnosť z okolia Brna ešte zatiaľ nieje záruka kvalitnej referencie, je síce dravá a má šikovných konštruktérov ale výrobky majú ešte vrodené chyby (čo má na svedomí podľa mňa management, ktorý šetrí na nesprávnom mieste)na ktoré dopláca zákazník. A to horím o strojoch, ktorých hodnota je okolo 1 000 000 eur.
    V každom prípade prajem veľa úspechov, aj keď z článku dostanem viac otázok ako odpovedí 🙂

Zanechte komentář