Grudziński Marek
BRANŻA: MECHATRONIKA, UKŁADY MECHATRONICZNE, SYSTEMY WIZYJNE, AUTOMATYZACJA PROCESÓW WYTWÓRCZYCH
TEMAT PRACY DOKTORSKIEJ: POZYCJONOWANIE PRZEDMIOTÓW OBRABIANYCH NA OBRABIARKACH CNC Z ZASTOSOWANIEM TECHNIK WIZYJNEGO SKANOWANIA TRÓJWYMIAROWEGO.
Głównym przedmiotem zainteresowań doktoranta są pomiarowe techniki wizyjne, wykorzystywane do wspomagania procesów wytwórczych, kontroli jakości, metrologii i nadzoru pracy urządzeń mechatronicznych.
Swoją przygodę z układami sterowania, elektroniką, automatyką i modelowaniem procesów dynamicznych rozpoczął już jako licealista, angażując się w liczne własne projekty konstrukcji latających. Swoje olbrzymie zamiłowanie do lotnictwa i modelarstwa przełożył na zagadnienia związane ze współczesną mechatroniką i procesami sterowania w automatyce.
Jednocześnie duże zainteresowanie fotografią sprawiło, że w krótkim czasie, już jako student Automatyki i Robotyki na Wydziale Elektrycznym Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie (ZUT) rozpatrywał możliwości zastosowania systemów wizyjnych do kontroli autonomicznych maszyn latających, a wkrótce po rozpoczęciu studiów doktoranckich na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki ZUT przeprowadził pierwsze próby pomiarów wizyjnych z powietrza z użyciem platform bezzałogowych.
Dużą szansą na rozwój zainteresowań doktorant odnalazł w Instytucie Technologii Mechanicznej ZUT, w ramach działalności przy Centrum Mechatroniki ZUT. W roku 2011 pod okiem promotora Mirosława Pajora podjął się prac w grancie badawczym, którego główny cel stał się jednocześnie przedmiotem rozprawy doktorskiej. Doktorant skupił się na zagadnieniu automatycznego bazowania przedmiotów obrabianych na nowoczesnych maszynach CNC i związanymi z nim procedurami analizy i przetwarzania obrazów na dane trójkoordynatowe w procesie skanowania trójwymiarowego. Zakończony sukcesem projekt badawczy, w ramach którego powstało stanowisko do skanowania optycznego 3D i bazowania przedmiotów na obrabiarce CNC, został doceniony i nagrodzony na salonie obrabiarek MachTool podczas Międzynarodowych Targów Poznańskich w 2013 roku. Prace badawcze nad innowacyjnymi, elastycznymi urządzeniami skanującymi są nadal prowadzone.
W wolnej chwili od pracy i obowiązków rodzinnych doktorant czynnie uprawia sporty sezonowe: windsurfing, żeglarstwo, narciarstwo, pozostaje wierny pasjom z młodszych lat, a także od niedawna uprawia amatorsko Gymkhanę motocyklową. Wyznając zasadę „z niczego można zrobić wszystko, nawet samemu” nie jest mu obca praca warsztatowa przy modyfikacjach silnika, naprawie urządzeń elektrycznych czy stosowaniu laminatów i kompozytów w modelarstwie. Swoimi pasjami chętnie zaraża innych i lubi przebywać w towarzystwach o podobnych zainteresowaniach, dzieląc się doświadczeniami.
ZASTOSOWANIE BADAŃ W BIZNESIE:
Systemy wizyjne są obecnie jednymi z prężniej rozwijających się narzędzi w automatyzacji procesów przemysłowych. Rozwojem nowoczesnych technik pomiarowych z wykorzystaniem systemów wizyjnych zainteresowane mogą być branże stoczniowe, logistyczne, duże zakłady produkcyjne, lub całkowicie odmienne branże: budowlana, sportowa czy filmowa. Istotnym czynnikiem jest wsparcie przedsiębiorstw przez silnych partnerów w postaci ośrodków badawczo-rozwojowych.
Z racji bliskości ważnego ośrodka badawczego, jakim jest Instytut Technologii Mechanicznej (ITM), badania i wdrożenie pomiarowych systemów wizyjnych mogłoby stać się zalążkiem do nowych form współpracy wokół strategicznych przedsięwzięć innowacyjnych. Uzyskane przez doktoranta doświadczenie oraz aktualne prowadzone projekty badawcze mogą być ku temu pomocne.
Uwzględniając zainteresowania doktoranta technikami wizyjnymi, jak i obserwowane rosnące zapotrzebowanie na pomiary optyczne w regionie Województwa Zachodniopomorskiego możliwe jest nawiązanie współpracy z dużą ilością nowych klientów, potencjalnie zainteresowanych wdrożeniem systemów wizyjnych w swoich zakładach. Przykładowo badania i wdrożenie pomiarowych systemów wizyjnych mogłoby stać się zalążkiem do nowych form współpracy wokół strategicznych przedsięwzięć innowacyjnych jak wyspecjalizowany przemysł morski. Narzędzia do trójwymiarowej wizyjnej kontroli pozwoliłoby na wzrost wydajności przeładunku portowego, czy jakości konstrukcji jednostek pływających. Nowe rozwiązania będące wynikiem badań nad obrabiarkami, prowadzonych m.in. w ramach rozprawy doktorskiej mogą być wykorzystane w dowolnego typu obrabiarkach np.:
do metali, tworzyw sztucznych lub drewna. Nowoczesne maszyny do produkcji mebli umożliwią zwiększenie konkurencyjności np.: przemysłu meblarskiego w regionie. Proponowane technologie pośrednio mogą wpłynąć na dalszy rozwój i powstawanie nowych przedsiębiorstw w rejonach słabo uprzemysłowionych gdyż zwiększa się konkurencyjność regionu na tle innych. W konsekwencji obszarem innowacji technologicznych mogłyby stać się nowe technologie materiałowe w przemyśle chemicznym, w szczególności technologie kompozytowe, polimerowe oraz technologie powlekania.
W wyniku przeprowadzonego z firmą Promotech spotkania wynikło zapotrzebowanie
na urządzenia spawające wyposażone w specjalistyczne systemy wizyjne wspomagające proces spawania bezpośrednio na obiekcie i roboty mobilne do spawania wyposażone w systemy wizyjne. Gotowe portale spawalnicze tego typu mogą zostać zaoferowane regionalnym przedsiębiorcom produkującym np.: statki lub farmy wiatrowe, co wpłynęłoby na wzrost innowacyjności w regionie.
Prowadzone przez ITM badania nad obrabiarkami, dzięki kontaktom z czołowymi producentami obrabiarek w Polsce mogą skutecznie wpłynąć na wzrost innowacyjności rozwiązań w regionalnym przemyśle wytwórczym. Nowoczesne obrabiarki wyposażone w wizyjne systemy wspomagania
i kontroli produkcji mogą być oferowane w konkurencyjnych cenach w stosunku do obrabiarek czołowych producentów na świecie. Przedsiębiorstwa które zakupią nowoczesne obrabiarki mogą
w bardziej elastyczny sposób dostosować swój profil produkcyjny do rynkowego zapotrzebowania,
a co za tym idzie mają możliwość pozyskania nowych zleceń. Efektem upowszechnienia tego typu systemów wizyjnych byłoby niewątpliwie zwiększenie wydajności produkcji, wzrost innowacyjności
i poszerzenie wachlarza usług, a tym samym rozwój, wzrost znaczenia i konkurencyjności różnej skali zakładów produkcyjnych w regionie Województwa Zachodniopomorskiego. Nowoczesne obrabiarki dzięki wizyjnym narzędziom wspomagającym operatora umożliwiłyby np.: produkcję małoseryjną po konkurencyjnych cenach w porównaniu z innymi regionami. Duże znaczenie ma niewielki koszt urządzeń potrzebnych do utworzenia takiego systemu, duża elastyczność dostosowania się do konkretnych zadań i warunków pracy, zwiększenie bezpieczeństwa pracy operatora maszyn, a także łatwa i intuicyjna obsługa.
Obszerne zagadnienie metrologii optycznej doktorant realizuje również we współpracy
z lokalnymi przedsiębiorcami, wykonując pomiary optyczne i promując wyniki własnych prac badawczych podczas wizyt przedstawicieli lokalnych firm i zakładów produkcyjnych. Doktorant zaprojektował i uruchomił na Hali Technologicznej ZUT profesjonalne zautomatyzowane stanowisko pomiarowe, na bazie skanera przemysłowego GOM Atos II, będącego obecnie najnowocześniejszym tego typu urządzeniem w obrębie Województwa Zachodniopomorskiego i jednym z kilku tego typu urządzeń w Polsce.
PLANY DALSZEGO ROZWOJU:
Aktualnie prowadzone przez doktoranta badania:
- trwają stale badania doktoranta nad polepszaniem dokładności autorskiego urządzenia do skanera w porównaniu do istniejących komercyjnych systemów tego typu. Celem badań jest również opracowanie procedur doboru bazowego układu odniesienia do realizacji określonych wariantów technologicznych obróbki i stworzenie interfejsu graficznego dla użytkownika/operatora obrabiarki wyposażonej w system wizyjny;
- doktorant uruchomił na Hali Technologicznej ZUT profesjonalne stanowisko pomiarowe, wyposażone w przemysłowy skaner optyczny GOM Atos II, zamontowany na robocie przemysłowym KUKA. Doktorant jest głównym wykonawcą prac pomiarowych przy inspekcji wizyjnej detali dostarczonych m.in. przez firmy z branży samochodowej: Henschel (Kostrzyń nad Odrą) oraz Klippan (Stargard Szczeciński) i planuje dalszy rozwój laboratorium optyki pomiarowej;
- doktorant jest kierownikiem projektu badawczego, mającego na celu zbudowanie i oprogramowanie autonomicznej latającej platformy obserwacyjnej, której zadaniem będzie wspomaganie procesów rozładunkowych i transportowych urządzeń dźwigowych.
Plany doktoranta na najbliższe lata działalności naukowej:
- doktorant zaangażowany będzie w projekt optycznego systemu do trójwymiarowego pozycjonowania końcówki ramienia robota-dźwigu i wspomagania operatora przy podejmowaniu, przenoszeniu i mocowaniu ładunku, we współpracy z firmą Cargotec - oddział HIAB w Stargardzie Szczecińskim, w ramach projektu badawczo-rozwojowego NCBiR (konkurs PBS edycja III);
- przez najbliższe dwa lata doktorant będzie jednym z głównych wykonawców przy pracach koncepcyjnych projektowych i badawczych w projekcie realizowanym we współpracy z firmą Promotech Sp. z o. o. w przyznanym przez NCBiR grancie, pt: „Inteligentny przenośny system do wycinania otworów i wspawywania elementów konstrukcjach stalowych przestrzennych – III konkurs Innotech w ścieżce In-tech;
- jednym z celów doktoranta jest nawiązanie współpracy z producentami obrabiarek w Polsce, celem wdrożenia wizyjnych systemów antykolizyjnych, zapewniających bezpieczną prace maszyn i operatora, a także systemów bazowania materiału obrabianego;
- prowadzone będą również badania nad technikami wirtualnej kamery (ang. IBR – Image Based Rendering) i możliwościami jej praktycznego zastosowania przy obrabiarkach CNC i nie tylko.
NAGRODY I WYRÓŻNIENIA:
- 2013 – laureat konkursu o Złoty Medal Międzynarodowych Targów Poznańskich 2013, podczas targów ITM – Innowacje Technologie Maszyny, w kategorii Nauka dla Gospodarki, za prezentowany podczas salonu obrabiarek MachTool „Układ wizyjny do automatycznego bazowania przedmiotu obrabianego na obrabiarce CNC”.
- 2014 - przyznanie grantu dziekańskiego na rok 2014 w ramach otwartego konkursu wydziałowego „Młoda Kadra” na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki ZUT.
- 2013 - przyznanie grantu dziekańskiego na rok 2013 w ramach otwartego konkursu wydziałowego „Młoda Kadra”.
- 2012 - przyznanie stypendium naukowego dla najlepszych doktorantów na rok akademicki 2012/2013.
- 2011 - przyznanie grantu dziekańskiego na rok 2011 w ramach otwartego konkursu wydziałowego „Młoda Kadra”.