Design & implementation of a control system for use of galvanometric scanners in laser micromachining applications
Lazer mikroişleme amaçlı galvanometrik tarayıcı kontrol sistemi tasarımı ve uygulaması
- Tez No: 309329
- Danışmanlar: PROF. DR. ASİF ŞABANOVİÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Lazer mikro işleme teknolojisi, son yıllarda, kimi zaman endüstriyel alanlarda ? özellikle markalama, engravür gibi hızın önemli olduğu uygulamalarda ? seri üretim hatlarının üretim kapasitesini arttırmakta; kimi zaman belli bir tesisteki üretim kalitesini delme, kesme gibi malzeme işleme uygulamalarındaki kesinlik seviyesini geliştirerek yükseltmekte; kimi zamansa bilimsel odaklı çalışmalarda milimetre altı boyutlardaki malzemelerin yüksek hassasiyetle üretilmesinde ve işlenmesinde, yaygın olarak kullanılmaktadır.Galvanometrik tarayıcı, lazer ışınını motora bağlı bir ayna marifetiyle yönlendirebilen, rotor açısal hareket kabiliyeti her iki yönde de genellikle onlu derecelerle sınırlı, konumu voltaj ya da akım ile kontrol edilebilen, yüksek hassasiyetli bir cihazdır. Düşük ağırlıkları sayesinde rotor ve ayna çok hızlı hareket edebilir ve bu durum lazer ışını ile markalama işlemlerine imkan tanımaktadır. Bu durum farklı malzemeleri kesme ve işlemede kullanılan ve görece yavaş çalışan mekanik sistemlere kıyasla avantaj sayılabilir.Bu çalışma, galvanometrik tarayıcı sistem bileşenlerinin analizine; ikili eksen galvo düzeneğine yönelik donanımın ve yazılım tabanlı kontrol sisteminin tasarlanmasına ve uygulanmasına; ve bunların lazer mikroişleme uygulamalarına yönelik bağımsız sistem ya da modüler alt sistem olarak kullanımına odaklanmaktadır. Söz konusu tez çalışmasının analiz kısmı: baskın lazer mikroişleme tekniklerinin değerlendirilmesini, galvanometrik tarayıcı sistemi tabanlı yaklaşımın ve ilgili elemanların gözden geçirilmesini (ör: elektromekanik, elektronik, optik), çalışma prensiplerinin anlaşılmasını, ilgili benzeşim çalışmasını ve uyumluluk ile ilgili konuların ele alınmasını kapsamaktadır. Tezin tasarım kısmı: elektronik kontrol kartının ve yardımcı sürücü kartın tasarlanmasını-uygulanmasını, işlem kontrol algoritmasının mikrokontrolöre uyarlanmasını, grafik kullanıcı arayüzü tabanlı kontrol yazılımını ve gerekli mekanik parçaların üretilmesini kapsamaktadır. Çalışma, deneysel sürecin ele alınması ve elde edilen sonuçların değerlendirilmesi ile sonlandırılmıştır.Bu çalışmanın sonuçları olumlu ve galvanometrik tarayıcı sistemlerinin lazer mikroişleme uygulamalarında kullanımını teşvik eder niteliktedir.
Özet (Çeviri)
In the recent years, laser machining technology has been used widely in industrial applications usually with the aim of increasing the production capability of mass production lines - especially for fast marking, engraving type of applications where speed is an important concern - or manufacturing quality of a certain facility by increasing the level of accuracy in material processing applications such as drilling, cutting; or any scientific research oriented work where high precision machining of parts in sub millimeter scale might be required.A galvanometric scanner is a high precision device that is able to steer a laser beam with a mirror attached to a motor, whose rotor angular range is usually limited with tens of degrees in both directions of rotation; and position is controlled either by voltage or current. Due to their lightness, the rotor and the mirror can move very fast, allowing fast marking (burning out) operation with the laser beam. This can be evaluated as a great advantage compared to slower mechanical appliances used for cutting/machining of different materials.This study concentrates on the analysis of galvanometric scanner system components; and the design and implementation of a hardware and software based control system for a dual-axis galvo setup; and their adaptation for use in laser micromachining applications either as a standalone system or a modular subsystem. Analysis part of the thesis work contains: evaluation of dominant laser micromachining techniques, an overview of the galvanometric scanner system based approach and related components (e.g. electromechanical, electrical, optical), understanding of working principles and related simulation work, compatibility issues with the target micromachining applications. Design part of the thesis work includes: the design and implementation of electronic controller board, intermediate drive electronics stage, microcontroller programming for machining control algorithm, interfacing with graphical user interface based control software and production of necessary mechanical parts. The study has been finalized with experimental work and evaluation of obtained results.The results of these studies are promising and motivate the use of laser galvanometric scanner systems in laser micromachining applications.
Benzer Tezler
- Hardware/software design and implementation of a laser scanning confocal microscope controller using open design approach
Laser taramalı konfokal mikroskobu denetleyicisinin açık tasarım yaklaşımı ile donanımsal/yazılımsal olarak tasarlanması ve uygulanması
BARAN YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiOptoelektronik ve Fotonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER KİRAZ
- Design and implementation of a two-axes linear positioning system for rapid prototyping applications
Hızlı prototipleme uygulamaları için iki eksenli bir doğrusal konumlandırma sisteminin tasarımı ve uygulaması
FARUK YAZICIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERES SÖYLEMEZ
YRD. DOÇ. DR. A. BUĞRA KOKU
- Design and implementation of sensorless vector controlled drive for PMSMs
Sürekli mıknatıslı senkron motorlar için sensörsüz vektör kontrollü sürücü tasarımı ve gerçeklenmesi
BURAK GÖRDÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ
- Bir robot manipülatör için adaptif model izleme kontrol sistemi
An Adaptive model following control system for robotic manipulators
İHSAN ÖMÜR BUCAK
- Tracking the quality of a biomedical/clinical engineering unit using statistical process control
İstatistiksel süreç kontrol ile biyomedikal/klinik mühendislik birimlerinin kalite takibi
KERİMAN DİLARA TÜREGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALBERT GÜVENİŞ
