Študija izvedljivosti robotizacije justirnega mesta laserskih izvorov

SITAR, BOJAN (avtor), Mihelj, Matjaž (mentor)

Diplomsko delo govori o študiji izvedljivosti robotizacije justirnega mesta laserskih izvorov, pri čemer najprej predstavi zgodovino razvoja laserskih virov in glavne vrste laserjev. S tem uvodom diplomsko delo bralcu pojasni kaj je laser, kako so sestavljene pomembnejše vrste laserjev in kakšni so razlogi za željo po robotizaciji izdelave laserskih izvorov ter samo zahtevnost te naloge. Podjetje trenutno sestavlja laserske izvore ročno, kar je časovno potraten in drag način izdelave. Z željo po povečanju števila sestavljenih laserskih izvorov v medicinske namene je bila izvedena študija s katero je bila preizkušena možnost robotizacije procesa. Skozi študijo je bilo ugotovljeno, da največje težave pri izvedbi robotizacije procesa predstavlja način pritrjevanja optičnih komponent na ohišje laserskega izvora. Glavna naloga v prvem delu procesa je postavitev optične komponente na pravo mesto, justaža optične komponente tako, da se zagotovi ojačanje laserskega žarka, ki ga oddaja laserski element v ohišju ter zadržanje optične komponente na določenem mestu med polimerizacijo lepila z ultravijolično svetlobo. Robotski mehanizem mora z izbranim prijemalom prijeti optično komonento, jo pravilno namestiti na ohišje laserskega vira in postopek ponoviti z drugim optičnim elementom. Optična komponenta se na ohišje laserskega vira pritrjuje s pomočjo lepila občutljivega na ultravijolično svetlobo. Polimerizacija lepila povzroči skrčke, ki premaknejo optično komponento. Prijemalo, s primernimi prsti za dober prijem, mora onemogočiti premike optične komponente. V poglavju analiza lepil in ultravijoličnih svetilk se pokaže, da različna lepila in različna UV svetila povzročajo različne skrčke, ki so hkrati tudi neponovljivi, zato ni mogoče predvideti premikov optičnih komponent, temveč jih je potrebno onemogočiti. Z zmanjšanjem reže med optično komponento in kovinsko podlago se zmanjša potrebna količina lepila, kar posledično zmanjša skrčke in sile, ki nastopijo med polimerizacijo. To je razvidno v poglavju analiza vpliva reže. Analiza UV svetilk pokaže, da je zelo pomembna izbira tipa UV svetila, postavitev svetila na določeno mesto in način osvetljevanja točke lepljenja. Za optimalno krčenje lepila je potrebno pravo razmerje med intenziteto in časom osvetlitve, s čimer se zmanjšajo sile zaradi krčenja lepila. V poglavju analiza nagiba zrcala je viden problem izdelave popolnoma ravnih površin, kar zelo vpliva na optimalen prijem optične komponente in postavitev na mesto pritrjevanja. Skozi analizo prijemal in prstov za prijemanje optičnih komponent je vidno, da je potrebna čim večja sila za trdno držanje komponente, pri čemer morajo biti primerno oblikovani tudi prsti prijemala, ki so v neposrednem stiku s komponento in morajo onemogočiti premikanje optične komponente, hkrati pa je ne smejo poškodovati. Skozi vrsto analiz in izboljšav eksperimentalnega sistema se je v študiji pokazalo, da je naloga zelo zahtevna in so potrebne dodatne raziskave, a je izdelava delujočega laserskega vira s pomočjo robotskega mehanizma mogoča. V enem primeru sestavljanja laserskega vira je bil v študiji izdelan delujoč laserski vir, a se je čez čas samodejno razjustiral pod vplivom naravne ultravijolične svetlobe in s tem postal neuporaben.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: laser, laserski vir, justaža, optična komponenta, robotski mehanizem, lepilo
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2015
• PID: 20.500.12556/RUL-30727
• Datum objave v RUL: 24.04.2015

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Feasibility study of robotic calibration of laser sources

Izvleček

The thesis addresses the feasibility study of robotization of calibration of the laser sources. At the beginning the history and the main types of the laser are presented for the reader to comprehend what the laser is, what are the main types of the lasers, what are the reasons for the robotization of the assembly process and how complex that goal is. Currently the assembly process of the lasers is manual, which is very time consuming and expensive process. The main goal for the feasibility study was faster and cheaper production of the medical lasers. Problems that arose during the study were all linked to the method of handling and manipulation of the optical component for the laser. During the process of UV curing of the glue, used to combine optical component with the laser casing, the unwanted forces and torques have occurred and moved the optical component, therefore the assembly of the operational laser was not entirely possible. The robot was used to pick up the optical component, to position it at the correct point and to hold the optical component during the process of UV curing. Contraction of the glue led to movement of the optical component, therefore a few types of gripper fingers were used in combination with electric and pneumatic gripper. Different analyzes were made including the analysis of different glues and UV lights and analysis of different UV light source positions.

• Ključne besede: laser, laser source, calibration, optical component, robot, glue