3 Definición y alcance del proyecto fin de carrera
Contents
1. DISE E E E ETA EEN 2 Escuela Superior de Ingenier a Universidad de Sevilla L ser de Nd YAG del fabricante Quantel modelo BrilliantB con frecuencia de disparo de 10 Hz y potencia media m xima de 9 vatios en el arm nico fundamental El l ser posee un mando de control para controlar los diferentes par metros de funcionamiento Adem s posee puerto RS 232 que permite que el sistema pueda ser controlado mediante una aplicaci n software a trav s del env o de una serie de comandos que se env an y reciben a trav s de dicho puerto serie Controlador y dos microposicionadores MM2500 de un eje con una configuraci n perpendicular del fabricante Newport El controlador posee un mando de control por cada eje que permite el movimiento en los dos sentidos del eje a tres velocidades diferentes siempre las mismas velocidades y un display que muestra la distancia que ha recorrido el posicionador El m ximo de ejes que podr a controlar ser an cuatro pero en nuestro caso solo utilizaremos dos El controlador soporta diferentes puertos para el control remoto del sistema de posicionado Dichos puertos son un RS 232 C una interfaz IEEE 488 y dos conectores GPIO por cada eje que se pueda controlar Cada posicionador de un eje posee un rango de movimiento de 35 cm y poseen una precisi n de 0 1 um Para el movimiento se define un par metro que es el tramo Cada tramo se corresponde con la precisi n indicada La velocidad se define como n2. ser tipos de l ser ptica y aplicaciones que puede resultar muy aclarador y una manera de facilitar la comprensi n del proyecto fin de carrera 2 1 ALCANCE DEL PROYECTO FIN DE CARRERA Anterior al dise o del software solo se pod a controlar cada uno de los dispositivos que forman el sistema de mecanizado de manera siempre independiente el uno del otro mediante los mandos de control manual que los dispositivos poseen DISE E E E P gina 9 de 72 Escuela Superior de Ingenier a Universidad de Sevilla Figura 2 Controlador del microposicionador En la imagen vemos el control del posicionador El controlador posee una serie de botones que controlan cada uno de los ejes del posicionador Los botones con las flechas se utilizar n para mover en el sentido positivo o negativo del eje de funcionamiento Entre ambos botones encontramos un bot n que al pulsarlo a la misma vez que uno de los botones de sentido permitir que el eje se mueva a una velocidad m s alta Sobre este conjunto de tres botones hay uno que inicia el display al valor O Bajo este conjunto se encuentran los botones de Low Speed Homming y Local El primero se pulsa cuando se desea ir a una velocidad inferior a la configurada en el modo normal El bot n Homming hace un desplazamiento a velocidad r pida en el sentido positivo cuando se pulsa y hay que volver a pulsarlo para parar el movimiento Por ltimo el bot n Local deb
3. de laboratorios Recta o canal se trata de una cavidad formada por la eliminaci n de material mediante la interacci n con la luz l ser en un sentido del eje Se pretende poder controlar el tama o exacto del canal la anchura y la profundidad del mismo Aspa de alineamiento se trata de una cruz cuyos brazos tienen la misma longitud y cuya funci n ser permitir una marca de alineamiento en las muestras a mecanizar Cantilever es una viga suspendida por un extremo Se generar un corte en una membrana suspendida para que aparezca dicha viga Rect ngulo es otro patr n de corte para l minas con forma rectangular Marco se trata de un ataque en superficie en el que el volumen a eliminar no es un rect ngulo completo sino un contorno interior o exterior al rect ngulo para el que se desea mecanizar Masa suspendida patr n de corte que al transferirlo a una membrana generar una masa soportada por cuatro brazos Diego Medina Medina P gina 12 de 72 Escuela Superior de Ingenier Universidad de Sevilla Para todos estos mecanizados el software deber permitir que una serie de par metros de dise o sean regulables por parte del t cnico del laboratorio por ejemplo en funci n de la profundidad de volumen a eliminar en el material o del grosor de la membrana la potencia de funcionamiento del l ser y las dimensiones de los mecanizados Dicha aplicaci n deber de presentar un entorno basado en ventana que
4. permita el f cil uso del sistema de mecanizado por cualquier persona que quiera trabajar con el mismo El programa solo se encargar del procesamiento de las muestras una vez que se han alineado con la luz l ser Por lo que la fase de alineamiento ser responsabilidad del t cnico y para la misma utilizar los dispositivos posicionador y l ser de manera manual Deber de comprobarse mediante pruebas de laboratorio que el sistema funciona de una manera correcta y que satisface las necesidades de las pruebas laboratorio Por ltimo ser realizar un manual de usuario para que el t cnico de laboratorio sea capaz de utilizar el sistema de mecanizado por l ser 2 2 DEFINICI N Y CONDICIONES DE CONTORNO DEL PROYECTO FIN DE CARRERA En el siguiente apartado se pretende contextualizar el entorno de desarrollo de la soluci n de la necesidad surgida Existen una serie de limitaciones que deben de tenerse en cuenta de cara a comprender el por qu de la soluci n realizada Se pueden clasificar dichas limitaciones en dos clase limitaciones hardware y limitaciones software En la primera clase incluiremos las limitaciones relacionadas con la comunicaci n entre los equipos y el conexionado de los mismos En la segunda clase incluiremos las restricciones que se han impuesto a la hora de dise ar la aplicaci n software por parte del grupo de microsistemas Los equipos que forman parte del sistema y sus caracter sticas hardware son
5. Escuela Superior de Ingenier Universidad de Sevilla 2 DEFINICI N Y ALCANCE DEL PROYECTO FIN DE CARRERA Un l ser es un dispositivo que posee un medio amplificador de luz que para una determinada longitud de onda permite que esta se vea amplificada Debido a la interacci n luz material se generan una multitud de t cnicas que convierte a este elemento en una vers til herramienta En general sea cual sea el procesamiento que se realiza rara ser la vez en la que el l ser es el nico sistema Normalmente suele ir acompa ado de un microposicionador motorizado que permita que la pieza sobre la que se trabaja se mueva y el l ser permanezca siempre en al misma posici n Dependiendo del caso tambi n se podr encontrar una serie de ptica que permita concentrar dispersar o dividir la luz l ser En el caso que a nosotros nos concierne definiremos un sistema de mecanizado por l ser como una disposici n de los elementos anteriormente citados adem s de los elementos de control del l ser y el posicionador El posicionador servir para soportar una muestra y realizar movimientos para que la luz l ser interaccione con la muestra en puntos diferentes La ptica se utilizar para conseguir un tama o del punto de ataque lo m s peque o posible Figura 1 Elementos que forman parte de un sistema de mecanizado laser posicionador l ser y ptica En el anexo C se realiza un resumen sobre que es el mecanizado l
6. e de programaci n en C se decide utilizar un lenguaje de programaci n C C Esto se debe a que se puede realizar un control remoto a trav s del uso del puerto serie de manera sencilla en lenguaje C y luego un entorno gr fico a trav s del C La aplicaci n deber permitir al t cnico de laboratorio que pueda seleccionar el tipo de mecanizado e introducir los par metros para dicho mecanizado Adem s deber ofrecer informaci n del estado del mecanizado y de los par metros que se est n utilizando Existe una limitaci n que impone el control remoto del l ser Dicha limitaci n es que el t cnico deber activar en el mando de control la opci n de control remoto del l ser Para ello en caso de que dicha opci n no est activada deber recordar por la pantalla del ordenador que debe de activar esta opci n Diego Medina Medina P gina 15 de 72
7. e estar activado para poder usar los botones de movimiento Si no se encuentra activado cuando pulsemos los botones de movimiento no habr actuaci n En la figura 3 se puede observar el mando del l ser En el hay una serie de botones LED s y un display En el display se muestra la informaci n referente al l ser y permite que veamos los valores introducidos mediante el cuadro de botones gen ricos del men Los botones y se utilizan para aumentar o disminuir un valor de un par metro que se selecciona mediante los botones con flechas de arriba y abajo Diego Medina Medina ETA EN 2 Escuela Superior de Ingenier Universidad de Sevilla El bot n con s mbolo enter servir para entrar o salir de un apartado o subapartado del men de control Figura 3 Mando de control del laser El LED power se iluminar cuando arranquemos el dispositivo El LED interlock parpadear mientras que la temperatura de la cavidad resonante sea inferior a 322 C En ese momento se podr activar la l mpara de bombeo pero no se podr activar el mecanismo de disparo Q Switch hasta que la cavidad resonante no alcance al menos 35 2 C Una vez que esto ocurra con los botones de single shot o start dispararemos una vez o a una tasa de 10 disparos por segundo respectivamente Para detener el disparo continuo pulsaremos el bot n stop Utilizando de manera manual ambos dispositivos como se empleaban an
8. mero de tramos por segundo y oscilan entre los 2 500 tramos segundo de la velocidad m nima y los 40 000 tramos segundo de la velocidad m xima Ordenador de sobremesa este ordenador deber de poseer los mismos puertos que seleccionemos a la hora de dise ar el control remoto del sistema de posicionamiento y del l ser Observando los diferentes dispositivos que formar n parte de nuestro sistema observamos que ambos dispositivos cuentan con un mismo tipo de puerto RS 232 y que ambos funcionan en base a una serie de comandos que se enviar n desde el ordenador de sobremesa hasta cada uno de los otros dos elementos Esto resultar una simplificaci n a nivel de desarrollo software y por eso se decide de controlar ambos dispositivos mediante dicho puerto Por ello el ordenador dispondr de dos puertos RS 232 para conectarse con los dos equipos DISE EVE E P gina 14 de 72 Universidad de Sevilla L ser EE E gt Controlador del posicionador Conexi n mediante puerto serie Conexi n entre controlador y posicionador Figura 4 Comunicaci n entre los equipos mediante RS 232 y buses espec ficos Respecto a las restricciones software que se imponen por parte del grupo de microsistemas se impone que el programa debe de funcionar bajo un entorno de sistema operativo Windows XP No se impone el dise o de la aplicaci n en un lenguaje concreto de programaci n Debido a los conocimientos previos de lenguaj
9. teriormente al desarrollo de la aplicaci n de este proyecto fin de carrera se pod an obtener los siguientes resultados Diego Medina Medina P gina 11 de 72 Escuela Superior de Ingenier Universidad de Sevilla Disparo simple sobre una muestra Disparo continuo a una frecuencia de 10 Hz sin posibilidad de controlar el n mero exacto de disparos Matriz de disparos mediante disparo simple o disparo continuo moviendo la muestra una vez que se ha terminado de disparar sobre la muestra Realizaci n de rectas o canales en los ejes horizontal o vertical mediante el disparo en modo continuo y moviendo la muestra durante la duraci n del disparo y una sola pasada sobre el material Como se puede observar el repertorio de mecanizados a realizar es escaso frente a las posibilidades que pueden ofrecer los dispositivos En el presente proyecto fin de carrera se pretende solucionar la necesidad de dise ar una herramienta de control para el mecanizado autom tico por l ser El dise o de la aplicaci n de control ser mediante el desarrollo de un software que permitir el control remoto de los dispositivos mediante los puertos RS 232 de que disponen ambos dispositivos Dicho software deber adem s permitir que el sistema permita realizar diferentes clases de mecanizados seg n las necesidades de las pruebas en laboratorio A continuaci n mencionaremos una serie de mecanizados que han sido necesarios en las pruebas
Download Pdf Manuals
Related Search