Cel i zakres ćwiczenia

Transkrypt

1 MIKROMECHANIZMY I MIKRONAPĘDY 2 - laboratorium Ćwiczenie nr 5 Druk 3D oraz charakteryzacja mikrosystemu Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest charakteryzacja geometryczna wykonanego w ćwiczeniu 1 układu mikroprzekładni zębatej. W tym celu należy zastosować mikroskop optyczny IPOS-808 wraz z kamerą cyfrową oraz oprogramowaniem do wyznaczania wymiarów geometrycznych zaprojektowanych struktur oraz zbadania ich ruchu obrotowego. Zagadnienia do samodzielnego przygotowania: - Jak na podstawie mapy bitowej można wyznaczyć długość? - Skalowanie mikroskopu optycznego. - Błąd bezwzględny i względny pomiaru? - Usuwanie materiału podporowego z wydruku. - Jak na podstawie sekwencji wyznaczyć szybkość ruchu? - Wymienić i opisać techniki druku 3D. Przebieg ćwiczenia: Podczas ćwiczenia należy zmierzyć rozmiar detali gotowego wydruku za pomocą mikroskopu optycznego, następnie wyniki porównać z wartościami projektowanymi oraz wyznaczyć błąd względny i bezwzględny pomiaru. Następnie należy wykonać pomiary prędkości obrotowej kół zębatych napędzanych miniaturowym silnikiem i wyznaczyć przełożenie przekładni. 1

2 Pomiary geometryczne: Stanowisko pomiarowe składa się z mikroskopu optycznego Delta IPOS-808 (1), komputera (2) wyposażonego w oprogramowanie służące do obróbki otrzymanych obrazów oraz oświetlacza diodowego (3) Po umieszczeniu modelu mikroprzekładni pod mikroskopem należy uruchomić oprogramowanie ImageScope 9.0. W głównym oknie programu zobaczymy obraz próbki. Przed przechwyceniem klatki należy wybrać w wstążce przechwytywanie rozdzielczość obrazu jako 1280x1024 (4). 4 2

3 Po zamocowaniu próbki dostosowujemy ostrość obrazu za pomocą pokrętła (6) oraz dobieramy powiększenie obrazu (5). Gotowe profile kalibracji w programie ImageScope są przygotowane dla powiększenia 1X należy więc wybrać tę wartość powiększenia. 5 6 Aby dokonać pomiaru należy wybrać z menu przechwyć klatkę do podglądu (7) a następnie wcisnąć przycisk kalibracja (8). 7 8 W oknie kalibracji należy wczytać z pulpitu gotowy profil pomiarowy (9), zgodnie z wybraną wcześniej rozdzelczością oraz powiększeniem mikroskopu (10). 9 3

4 10 Po wczytaniu profilu należy za pomocą narzędzi pomiar liniowy (11), pomiar kątowy (12) oraz pomiar okręgu (13) wyznaczyć parametry geometryczne układu przekładni. Dla każdego z kół zębatych należy zmierzyć: wymiary wszystkich zębów (wysokość, szerokość u podstawy i na wierzchołku, kąty rozwarcia), odległości między zębami, średnicę koła zębatego

5 Pomiary prędkości obrotowej: W drugiej części ćwiczenia podstawka z przekładnią jest umieszczana w stanowisku do pomiaru prędkości obrotowej kół zębatych. Przekładnia jest napędzana miniaturowym silnikiem, a sekwencja wideo obrotu kół jest nagrywana za pomocą umieszczonej nad układem kamery z obiektywem, podłączonej do komputera z oprogramowaniem rejestrującym (CamApp). Przed przystąpieniem do pomiarów należy zaznaczyć kolorowym markerem jeden ząb na każdym z kół zębatych przekładni będzie to punkt referencyjny pomiaru szybkości obrotowej. Następnie, podstawkę należy wsunąć w prowadnicę na makiecie pomiarowej tak aby tryby dotykały zębatki silnika (13). W oprogramowaniu CamApp pojawi się powiększony obraz przekładni. Wybrać opcję (14) File/set capture folder i ustawić miejsce zapisu materiału wideo

6 W zakładce Capture/Video capture Pin wybrać następujące wartości: szybkość klatek 30 oraz rozmiar wyjściowy 640x480 (15). Zatwierdzić i zamknąć okno. 15 W celu zapisania sekwencji wideo wybierać Capture/Start capture. Należy nagrać minimum 30 sekundową sekwencję ruchu zębatek. Na podstawie otrzymanej sekwencji wideo należy wyznać prędkość kątową każdej zębatki oraz obliczyć przełożenie przekładni. Sprawozdanie Sprawozdanie powinno zawierać porównanie parametrów i właściwości przekładni projektowanej w ramach ćwiczenia 1 ze strukturą wydrukowaną i zmierzoną w ćwiczeniu 5. Sprawozdanie powinno zawierać: wyniki pomiarów geometrycznych kół zębatych (jednostkowe oraz uśrednione), rysunki techniczne kół zębatych z naniesionymi dwiema wartościami wymiarów charakterystycznych: projektowanego i zmierzonego (uśrednionego), obliczone wartości prędkości obrotowej każdego z kół oraz przełożenia przekładni, wybrane rysunki (zdjęcia) z pomiaru geometrii i prędkości obrotowej układu. Na podstawie wyników należy wyznaczyć błąd bezwzględny i względny pomiaru. We wnioskach należy zwrócić szczególną uwagę na odzwierciedlenie wymiarów rzeczywistego elementu w porównaniu do elementu projektowanego. Jeśli tryby zębatki nie kręcą się, blokują lub poszczególne zęby odpadły należy zawrzeć we wnioskach domniemane przyczyny takiego stanu (błąd wykonania, błąd w projekcie, uszkodzenie mechaniczne, itp.) i zaproponować optymalizację projektu przekładni. 6