Mechatroniczne pozycjonowanie wiązki lasera impulsowego w urządzeniach do formowania obiektów trójwymiarowych w szkle

Abstract

There is presented the results the theoretically bases of increase the productivity existing laser device to forming three-dimensional objects in glass. A model of mechatronics system to laser engrave is "the spine" presented work. Multibody model of positioning system is build. This permitted acceptable basis to created general case of laser device, use of methods of analysis well-known in robotics. The new concept of Cartesian planar positioning system and polar positioning system, al¬ternative for the Cartesian one, is presented too. Planar drive permits to reduce size positioning system and enlarge the efficiency of laser en¬graving. The polar positioning system configuration presented allow the costs decreasing of the present systems constructing with keeping previously established precision creates the same new area of applica¬tion of solutions well-known in robotics and mechatronic. Presented analysis of laser device for glass engraving, and choice proposed solu¬tions, lets the basis to design new laser device, for example device for the oculistic interventions.

W rozprawie przedstawiono wyniki opracowanych teoretycznie pod¬staw zwiększania wydajności istniejących urządzeń laserowych do grawerowania obiektów trójwymiarowych w szkle. „Kręgosłupem" rozważań jest mechatroniczny model systemu grawerującego. Model ten ukazuje wielopłaszczyznowość zagadnień w laserowym urządzeniu obróbczym. Opracowany wielobryłowy model pozycjonera sprowadza laserowe urządzenie obróbcze do przypadku ogólnego, który pozwala zastosować metody analizy znane w robotyce. Przedstawiono analizę aparatu ruchowego pozycjonera. Stanowi ona podstawę koncepcji kartezjańskiego aparatu ruchowego pozycjonera, opartego na napędach bezpośrednich, oraz koncepcji biegunowego aparatu ruchowego. Wykazano, że wykorzystanie napędu planarnego pozwala zmniejszyć gabaryty pozycjonera oraz zwiększyć wydajność obróbki. Przeprowadzona analiza biegunowego aparatu ruchowego daje podstawę do przyjęcia go jako racjonalnej alternatywy dla rozwiązań klasycznych. Tworzy tym samym nowy obszar zastosowań rozwiązań znanych w robotyce i mechatronice. Przeprowadzona analiza poznawcza procesu grawerowania obiektów w szkle, oraz wyboru proponowanych rozwiązań, daje podstawę do projektowania urządzeń wykorzystujących laser do innych celów, np. urządzeń wspomagających zabiegi okulistyczne.