Dwa projekty z udziałem Politechniki Krakowskiej – jeden, w którym będzie pełniła rolę lidera, drugi z udziałem PK jako partnera – otrzymały finansowanie w ramach programu „Polska Metrologia II”. Granty w wysokości blisko miliona złotych Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego przyznało projektom: „Opracowanie metodyki badań i analiz SGP przedmiotów wykonanych z materiałów o różnej refleksyjności” oraz „Zastosowanie sztucznej inteligencji w pomiarach nierówności powierzchni”.
„Opracowanie metodyki badań i analiz struktury geometrycznej powierzchni technologicznie wytworzonych przedmiotów, wykonanych z materiałów o różnej refleksyjności”
Projekt (pod pełnym tytułem) „Opracowanie metodyki badań i analiz struktury geometrycznej powierzchni technologicznie wytworzonych przedmiotów, wykonanych z materiałów o różnej refleksyjności” (finansowanie w wys. 999 530,40 zł) będzie realizowany w ramach porozumienia o współpracy między trzema uczelniami technicznymi – Politechniką Krakowską (lider), Politechniką Opolską i Politechniką Poznańską. – Celem projektu jest opracowanie metodyki badań i analiz struktury geometrycznej powierzchni w zakresie topografii powierzchni wytworzonych technologicznie przedmiotów, wykonanych z materiałów o różnej refleksyjności tak, aby możliwe było prowadzenie kompleksowej oceny jakości wytworzenia przy wykorzystaniu optycznych (bezstykowych) systemów pomiarowych – mówi dr hab. inż. Magdalena Niemczewska-Wójcik, prof. PK, kierowniczka projektu.
Zagadnienia objęte programem badań dotyczą obszaru metrologii warstwy wierzchniej – struktury geometrycznej powierzchni (topografii powierzchni), jakości wytworzonych przedmiotów oraz sposobu weryfikacji jakości wytworzenia w drodze badań stanowiskowych przy wykorzystaniu różnych metod i technik pomiarowych. Przedmiotem badań będą materiały o różnej refleksyjności czyli różnym poziomie odbicia i pochłaniania światła, które są stosowane m.in. w technice medycznej jako komponenty implantów czy narzędzi. – W przypadku materiałów, charakteryzowanych różnym poziomem refleksyjności, bardziej odpowiednie do oceny ich jakości są stykowe metody pomiaru. Te metody pomijają efekt odbijania czy pochłaniania światła. Jednak, biorąc pod uwagę czas akwizycji danych, konieczność szybkiego wykonania analizy wyników i zareagowania na nie, właściwe wydają się bezstykowe metody pomiaru. W ramach naszego projektu przeprowadzimy porównawcze badania topografii powierzchni przedmiotów wytworzonych, wykonanych z materiałów o różnej refleksyjności, wykorzystujących stykowe i bezstykowe metody pomiaru.
Posłuży to do opracowania – we współpracy z ekspertami Głównego Urzędu Miar – wytycznych dla prowadzenia badań i analiz topografii powierzchni przedmiotów wykonanych z materiałów o różnej refleksyjności. – Dzięki takim wytycznym będzie można m.in. sprawnie i skutecznie kontrolować jakość przedmiotów specjalnego przeznaczenia. I to już na etapie produkcji, tak, aby korygować błędy w ich wytwarzaniu lub wręcz im zapobiegać – mówi dr hab. inż. Magdalena Niemczewska-Wójcik. prof. PK z Katedry Inżynierii i Automatyzacji Produkcji Wydziału Mechanicznego PK.
Projekt będzie realizowany w ramach agendy badawczej przedsięwzięcia „Utworzenie Regionalnego Zespołu Akredytowanych Laboratoriów Badawczych i Wzorcujących Politechniki Krakowskiej (RZAL)”, w zakresie badań struktury geometrycznej powierzchni. Kierowniczką tego projektu także była dr hab. inż. Magdalena Niemczewska-Wójcik, prof. PK.
„Zastosowanie sztucznej inteligencji w pomiarach nierówności powierzchni”
„Zastosowanie sztucznej inteligencji w pomiarach nierówności powierzchni” to temat drugiego projektu z udziałem Politechniki Krakowskiej, który uzyskał finasowanie w ramach programu „Polska Metrologia II” (w wys. 999 900 zł). Liderem projektu jest Politechnika Poznańska. Badania będą dotyczyły zastosowania algorytmów sztucznej inteligencji przy pomiarach parametrów chropowatości powierzchni oraz topografii powierzchni np. do szybkiego opracowania scenariuszy pomiarowych, w tym doboru rodzaju metody pomiarowej, systemu pomiarowego, rodzaju głowicy pomiarowej, wstępnych parametrów pomiarowych, rodzaju i stopnia filtracji danych, itp.
– Pomiary parametrów chropowatości powierzchni są jednym z podstawowych zadań obecnej metrologii, związanej z jednostką długości. Od chropowatości powierzchni zależą właściwości powierzchni wytwarzanych przedmiotów, zależy od nich np. tarcie pomiędzy stykającymi się powierzchniami, pracującymi w rozmaitych urządzeniach i maszynach (np. silniki spalinowe, łożyska, itp.) lub właściwości optyczne części wykorzystywanych np. w optyce, optoelektronice, fotonice, fotowoltaice, itp. – mówi dr hab. inż. Adam Gąska, prof. PK, który po stronie Politechniki Krakowskiej będzie koordynował współpracę z pozostałymi partnerami projektu. – Biorąc pod uwagę ogromną ilość dostępnych obecnie metod pomiaru chropowatości powierzchni oraz urządzeń wykorzystujących te metody, a także bardzo duże możliwości softwarowe w zakresie filtrowania i przetwarzania danych pomiarowych podjęty w projekcie problem jest ważny ponieważ umożliwia, dla konkretnego analizowanego przypadku, wybranie najlepszych dostępnych rozwiązań w zakresie aparatury pomiarowej, sposobu wykonania pomiaru oraz przetwarzania uzyskanych danych.
Projekt będzie realizowany w ramach agendy badawczej projektu „NSMET Narodowa Sieć Metrologii Współrzędnościowej” przez konsorcjum NSMET składające się z Politechniki Krakowskiej, Politechniki Poznańskiej, która w projekcie dot. sztucznej inteligencji będzie pełniła funkcję lidera, oraz Politechniki Świętokrzyskiej i Politechniki Warszawskiej. Stanowi on kontynuację projektu, który konsorcjum realizuje obecnie w ramach pierwszej edycji programu Polska Metrologia.
Politechnika Krakowska będzie uczestniczyła w realizacji wszystkich zadań projektowych, obejmujących: pomiary różnych powierzchni (różnych materiałów, po różnych rodzajach wytwarzania i obróbki) wieloma technikami pomiarowymi, stykowymi i bezstykowymi, szacowanie niepewności dla pomiarów nierówności powierzchni pozyskanych za pomocą różnych technik pomiarowych, przygotowanie zebranych danych pomiarowych w formie odpowiedniej dla implementacji uczenia maszynowego, opracowanie algorytmu sztucznej inteligencji w doborze rodzaju systemu pomiarowego, gęstości próbkowania, odcinka pomiarowego (pola pomiarowego) czy rozdzielczości pomiaru na podstawie wyników pomiarów wraz z ich niepewnościami uzyskanymi we wcześniejszych zadaniach. We wszystkich zadaniach zespoły z zaangażowanych uczelni będą ściśle współpracować z ekspertami z Głównego Urzędu Miar.
Wydział Mechaniczny Politechniki Krakowskiej jest jednym z najmocniejszych ośrodków metrologicznych, nie tylko w kraju, ale i Europie. O jego sile stanowią światowej klasy zespoły badawcze i najnowocześniejsza infrastruktura do badań, którą wzbogaci jeszcze wybudowane już i właśnie wyposażane Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych w Czyżynach. Jest realizowane w ramach projektu Narodowej Sieci Metrologii Współrzędnościowej (NSMET), którego liderem jest Politechnika Krakowska. Wspólnie z akredytowanym Laboratorium Metrologii Współrzędnościowej oraz Regionalnym Zespołem Akredytowanych Laboratoriów Badawczych i Wzorcujących Politechniki Krakowskiej stworzy centrum badawcze o możliwościach porównywalnych z najlepszymi ośrodkami świata.
(m)
Fot. Jan Zych