Artykuł Autorski z XI Forum Inżynierskiego ProCAx, Sosnowiec/Siewierz, 1-3 października 2013r.



Podobne dokumenty
ZASTOSOWANIE SKANERÓW 3D ORAZ DRUKAREK 3D W PROCESIE MODYFIKACJI WYROBÓW

WYKORZYSTANIE RP DO PERSONALIZACJI URZĄDZEŃ PERYFERYJNYCH DLA OSÓB DYSFUNKCYJNYCH

Projekt rejestratora obiektów trójwymiarowych na bazie frezarki CNC. The project of the scanner for three-dimensional objects based on the CNC

Grafika inżynierska - opis przedmiotu

Utworzenie dokumentacji bryłowej na podstawie skanów 3D wykonanych skanerem scan3d SMARTTECH

SVN. 10 października Instalacja. Wchodzimy na stronę i pobieramy aplikację. Rysunek 1: Instalacja - krok 1

Drukarki 3D. Rapid prototyping - czyli szybkie wytwarzanie prototypów.

Grafika inżynierska i podstawy projektowania Kod przedmiotu

Opracowanie prototypu ergonomicznej dźwigni zmiany biegów z wykorzystaniem techniki inżynierii odwrotnej

THE ANALYSIS OF THE MANUFACTURING OF GEARS WITH SMALL MODULES BY FDM TECHNOLOGY

The use of reverse engineering and rapid prototyping in the design and implementation of the steering handles for Formula Student car class

specjalizujący (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) polski rok III, semestr VI

Zigma inżynieria przemysłowa ul. Lewkoniowa Poznań

Nowa metoda pomiarów parametrów konstrukcyjnych hełmów ochronnych z wykorzystaniem skanera 3D

INŻYNIERIA ODWROTNA - praktyczne zastosowania. dr inż. Ireneusz Wróbel Katedra Podstaw Budowy Maszyn, ATH w Bielsku-Białej

WYKORZYSTANIE TECHNOLOGII RAPID PROTOTYPING W ODLEWNICTWIE PRECYZYJNYM

INTERACTIVE ELECTRONIC TECHNICAL MANUAL FOR MACHINERY SYSTEMS WITH THE USE OF AUGMENTED REALITY

ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII WIRTUALNEJ RZECZYWISTOŚCI W PROJEKTOWANIU MASZYN

Semestr letni Grafika inżynierska Nie

T c e h c niki k dru r ku k 3D 3 przy r k zy ł k ad a y y zas za t s oso s wań Jan n B IS Marek KRET P weł łpł P A Ł T A EK

Projektowanie i symulacja systemu pomiarowego do pomiaru temperatury

szybkie wytwarzanie wielomateriałowych/kolorowych fizycznych obiektów

Proste i szybkie projektowanie rozdzielnic


WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

DROGA ROZWOJU OD PROJEKTOWANIA 2D DO 3D Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMÓW CAD NA POTRZEBY PRZEMYSŁU SAMOCHODOWEGO

ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII REP-RAP DO WYTWARZANIA FUNKCJONALNYCH STRUKTUR Z PLA

Politechnika Wrocławska

Zastosowanie druku przestrzennego we wzornictwie przemysłowym.

Szybkie prototypowanie w projektowaniu mechatronicznym

Etapy projektowania wizualizacji 2D i 3D na przykładzie budynku jednorodzinnego

WYTWARZANIE MECHANIZMÓW METODĄ FDM

Karolina Żurek. 17 czerwiec 2010r.

N o w a e r a w s k a n o w a n i u 3 D

Dr hab. inż. Jan Duda. Wykład dla studentów kierunku Zarządzanie i Inżynieria Produkcji

Przemysłowe zastosowania technologii generatywnych

Temat: Zaprojektowanie procesu kontroli jakości wymiarów geometrycznych na przykładzie obudowy.

Inżynieria odwrotna w modelowaniu inżynierskim przykłady zastosowań

ADAPTACJA GRAFIKI DOTYKOWEJ. Paweł Wdówik

RAPORT. Gryfów Śląski

Problematyka budowy skanera 3D doświadczenia własne

Agencja Rozwoju Regionalnego MARR S.A. Inkubator Nowych Technologii IN-TECH PROTOTYPOWNIA. najnowsze technologie na wyciągnięcie ręki

MODELOWANIE ZŁOŻONEGO NAPĘDU MOTOCYKLA

PL B1. BANASZEK NATALIA MARIA, Warszawa, PL BUP 11/08. NATALIA MARIA BANASZEK, Warszawa, PL WUP 12/13

KONTROLA JAKOŚCI ODKUWEK I MATRYC / ARCHIWIZACJA I REGENERACJA MATRYC

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Opracowanie systemu sterowania wybranej linii technologicznej z uwzględnieniem zagadnień inżynierii oprogramowania

Skanowanie 3D potwierdza precyzję elementów drukowanych na drukarkach 3D

Techniki druku 3D. Jan BIS Marek KRET

Raport z przeprowadzonych badań. Temat: Zaprojektowanie sposobu pomiaru wywroczyny oraz kontroli procesu gojenia.

ZAPYTANIE OFERTOWE. Kraków

Projektowanie i druk 3D

T-Flex Parametric CAD - projektowanie i wizualizacja nagrobków.

BADANIA WYTRZYMA OŒCI NA ŒCISKANIE PRÓBEK Z TWORZYWA ABS DRUKOWANYCH W TECHNOLOGII FDM

Podstawy inżynierii odwrotnej. Wzornictwo Przemysłowe I stopień Ogólnoakademicki. Studia stacjonarne. inny. obowiązkowy.

Zastosowanie systemów CAD i RP w prototypowaniu przekładni dwudrożnej

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

TECHNIKI SZYBKIEGO PROTOTYPOWANIA W BUDOWIE MASZYN

MODEL PRZESTRZENNY MOTOROWERU KOMAR TYP 230 WYKONANY PRZY WYKORZYSTANIU ZINTEGROWANEGO SYSTEMU KOMPUTEROWEGO CAD

GUI - projektowanie interfejsów

METODA SZYBKIEGO PROTOTYPOWANIA WOSKOWYCH MODELI ŁOPATEK W MATRYCACH SILIKONOWYCH

Projektowanie Wirtualne bloki tematyczne PW I

Dr inż. Szymon Sikorski. SMARTTECH Sp. z o.o. ul. Racławicka Łomianki / Warszawa

PROJEKTOWANIE UKŁADÓW PNEUMATYCZNYCH za pomocą programu komputerowego SMC-PneuDraw 2.8

METODY ZINTEGROWANEGO PROJEKTOWANIA SPRZĘTU I OPROGRAMOWANIA Z WYKORZYSTANIEM NOWOCZESNYCH UKŁADÓW PROGRAMOWALNYCH

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

CENNIK IDENTYFIKACJI (cenny netto)

AUTOMATYZACJA PROCESU PROJEKTOWANIA RUR GIĘTYCH W OPARCIU O PARAMETRYCZNY SYSTEM CAD

Broszura informacyjna wraz z cenami. Drukarka 3D ATMAT Signal

POPRAWIONE WYTYCZNE DO STOSOWANIA ELEMENTÓW INFORMACYJNYCH DLA OSÓB NIEPEŁNOSPRAWNYCH

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

1. Opis okna podstawowego programu TPrezenter.

System 3+ Meble modułowe

Drukarki atramentowe EPSON dla punktów sprzedaży

PROJEKTOWANIE Z WYKORZYSTANIEM MODELI NA PRZYKŁADZIE MODERNIZOWANEJ LOKOMOTYWY SU-45

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

VI Seminarium Naukowe Tomografia procesowa aplikacje, systemy pomiarowe i algorytmy numeryczne - relacja

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Badania twardości elementów modelowych wytworzonych przyrostową techniką FDM z elastomerów termoplastycznych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Zaprojektowanie, wykonanie oraz montaż podświetlanej tablicy informacyjnej dla Szpitalnego Oddziału Ratunkowego.

Relacja: III Seminarium Naukowe "Inżynierskie zastosowania technologii informatycznych"

CEL LEKCJI - Poznanie podstawowych zasad użytkowania programu Autodesk 123D Design. - zaprojektowanie breloka dla mamy lub taty.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Dwufazowy system monitorowania obiektów. Karina Murawko, Michał Wiśniewski

Projekt stanowiska robota przemysłowego IRB 120

Szybkie prototypowanie w projektowaniu wzorniczym.

MODELOWANIE HAMULCA TARCZOWEGO SAMOCHODU OSOBOWEGO Z WYKORZYSTANIEM ZINTEGROWANYCH SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH CAD/CAE

Zasada równości szans i niedyskryminacji, w tym dostępności dla osób z niepełnosprawnościami

ZNACZENIE POWŁOKI W INŻYNIERII POWIERZCHNI

3DGence DOUBLE prezentacja produktowa.

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: RIA s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Metoda cyfrowej korelacji obrazu w badaniach geosyntetyków i innych materiałów drogowych

Raporty Diagnostyka i monitoring. Materiały eksploatacyjne. Gospodarka odpadami. Dokumentacja techniczna. Logistyka i Magazyn

T-Flex Parametric CAD - projektowanie i wizualizacja nagrobków.

Oprogramowanie specjalistyczne

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Architektura komputerów II - opis przedmiotu

ZASADY STOSOWANIA ZNAKU

Transkrypt:

Piotr Duda, email: piotr.duda@us.edu.pl Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach Grzegorz Służałek, email: grzegorz.sluzalek@us.edu.pl Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach Aleksandra Wiatr: wiatr.aleksandra@gmail.com Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach Zygmunt Wróbel, email: zygmunt.wrobel@us.edu.pl Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach WYKORZYSTANIE DRUKU 3D DO PRZYSTOSOWANIA URZĄDZEŃ DLA POTRZEB OSÓB DYSFUNKCYJNYCH Streszczenie: Aktywizacja osób niepełnosprawnych często wymaga dedykowanego dla nich sprzętu. Przykładem możliwej personalizacji jest zaprojektowanie elementów urządzeń oznakowanych alfabetem Braille a lub drukiem wypukłym w oparciu o standardowe wyroby przemysłowe. W pracy przedstawiono wykorzystanie druku 3D do aktywizacji osób niepełnosprawnych. Zaprezentowano przykładowe urządzenia komercyjne (panel drukarki, odtwzracz MP3 i panel pralki) przed i po przystosowaniu. Modele wykonano w programie SolidWorks przy zastosowaniu skanowania 3D i inżynierii odwrotnej. Słowa kluczowe: druk 3D, SolidWorks, adaptacja urządzeń, aktywizacja osób niepełnosprawnych, skanowanie 3D THE 3D PRINTING USE THE ADAPTATION EQUIPMENT FOR DYSFUNCTIONAL PERSONS Abstract: Activation of people with disabilities often require dedicated hardware for them. An example of personalization is possible to design a device components labeled in Braille or embossed lettering on the basis of standard industrial products. This paper presents the use of 3D printing to the activation of the disabled. Exemplary commercial equipment (panel printer, MP3 player and washing machine control panel) before and after adjustment. Models made in SolidWorks using 3D scanning and reverse engineering. Keywords: printing 3D, SolidWorks, adaptation of equipment, activation of the disabled, 3d scan 1

1. WSTĘP W dzisiejszym świecie, w dobie technicyzacji życia i coraz większym wykorzystaniem urządzeń cyfrowych które poprzez prezentowanie danych na wyświetlaczach i monitorach powodują zmęczenie wzroku. Niestety fakt ten sprzyja rozwijaniu się u coraz większego odsetka osób zaburzeń refrakcji, które obok innych przyczyn tj. wad wrodzonych, chorób przewlekłych, różnego rodzaju infekcji oraz urazów mechanicznych stają bezpośrednim powodem utraty możliwości widzenia. W pracy zastanawiano się nad możliwościami aktywizowania osób dysfunkcyjnych poprzez ułatwianie im wykonywania codziennych czynności. Przedstawiono sposoby adaptacji urządzeń powszechnego użytku w taki sposób, aby osoby z wadą wzroku były w stanie samodzielnie z niego korzystać. Do tej pory najczęstszym sposobem przystosowywania sprzętów domowych do potrzeb niewidomych było ich udźwiękowianie, jednakże proces ten jest dosyć kosztowny i wymaga elektronicznej interwencji w urządzenie. Tańszym rozwiązaniem może być wykorzystanie szybkiego prototypowania. W artykule autorzy przedstawili kilka propozycji przystosowywania różnego rodzaju urządzeń powszechnego użytku do wykorzystywania przez osoby dysfunkcyjne poprzez modyfikację ich paneli i przycisków w postaci wypukłych symboli lub liter w języku Brajla. Obecnie już wiele przedmiotów i urządzeń na etapie projektowym jest przystosowane dla niewidomych i słabo widzących. Przykładami mogą by obiekty zaprezentowane na rysunkach 1A-1E. A) B) C) D) E) Rys. 1. Przedmioty z naniesionym kodem Braille a lub udźwiękowione: A) Moneta NBP "100-lecie Towarzystwa Opieki nad Ociemniałymi" [1], B) telefon dla niewidomych [2], C) płynomierz [3], D) Ścieżka dotykowa [4], E) identyfikator kolorów [5] Aktywizacja osób niepełnosprawnych często wymaga dedykowanego dla nich sprzętu. Przykładem możliwej personalizacji jest zaprojektowanie urządzenia peryferyjnego oznakowanego alfabetem Braille a w oparciu o standardowe 2

podzespoły elektroniczne. Wykorzystanie technologii druku 3D pozwala na ekonomiczną i ergonomiczną personalizację. Przykład takiej personalizacji na bazie myszki komputerowej przedstawiono w autorskim artykule [6], w którym pokazano cały proces projektowania, produkcji oraz gotowy obiekt, który został następnie zmontowany. Montaż obiektu zilustrowano na rysunku 2. W publikacji tej zaproponowano też personalizację bez ekranowego odtwarzacza MP3, którą pokazano w postaci wirtualnego modelu przycisków z wypukłymi oznaczeniami. Natomiast przystępność procesu projektowania oraz dopasowywania obiektów dla osób dysfunkcyjnych pokazano na przykładzie domina i kostki do nauki Braille a. A) B) C) D) Rys. 2. Zdjęcia poszczególnych etapów składania myszki [6]: A) wydrukowane element spersonalizowanego urządzenia, B) montaż płytki drukowanej C) porównanie modelu drukowanego z oryginalnym, D) gotowe urządzenie Jednym z elementów szybkiego prototypowania (RP) jest możliwość wydruku trójwymiarowych rzeczywistych brył modeli zaprojektowanych w systemach 3D CAD np. SolidWorks. Budowanie odbywa się metodą addytywną poprzez nakładanie warstw materiału. Wszystkie technologie drukowania 3D opierają się na tych samych podstawach, różnią się jednak w sposobie powstawania warstw [7-9]. Metodykę postępowania dla przypadku szybkiego prototypowania, którą wykorzystano w niniejszej pracy pokazano na rysunku 3. 3

Rys. 3. Wydruk 3D jako element szybkiego prototypowania 2. CZĘŚĆ PRAKTYCZNA Kontynuując rozważania dotyczące przystosowywania urządzeń do potrzeb osób z dysfunkcją wzroku wykonano adaptację urządzenia MP3. W odtwarzaczu tym skupiono się na dostosowaniu przycisków. Dla potrzeb zadania opracowano wirtualne modele kilku wariantów przycisków (przedstawionych na rysunku 4). Pomiary wykonano metodą inżynierii odwrotnej za pomocą pomiarów długości i kąta. Modyfikacja polegała na zastąpieniu symboli wklęsłych przez symbole lub znaki wypukłe, łatwiejsze w rozpoznaniu przez osobę niewidomą. Rys. 4. Przykłady wariantów przycisków z różnymi sposobami oznaczenia za pomocą obiektów wypukłych W dalszym etapie przeprowadzono weryfikację i wybrano jeden wariant przycisków uznany za najbardziej reprezentatywny. Ze względu na to, że symbole graficzne były bardziej czytelne i pozwalały na szybszą orientację urządzenia dlatego wybrano ten wariant. Dzięki uprzejmości firmy ProSolutions Majewscy Sp. j. wykonano wydruki przycisków w dwóch technologiach FDM i MJM. Widok rozebranego odtwarzacza, przycisków wydrukowanych w technologii FDM oraz 4

zamontowanych przycisków (wykonanych w technologii MJM) w urządzeniu przedstawia rysunek 5. A) B) C) Rys 5. Widok rozebranego odtwarzacza MP3 A), przycisków wydrukowanych w technologii FDM B), przyciski w technologii MJM w urządzeniu C) Przedstawione urządzenie zmodyfikowano tylko w miejscu przycisków co jest uzasadnione ze względu na koszty i czytelność oznaczeń. Dla urządzeń o większych gabarytach modyfikacji można poddać też większe elementy takie jak panele przednie lub wymienne panele czołowe. Kolejnym przykładem wykorzystującym techniki szybkiego prototypowania oraz skanowania 3D jest panel czołowy komputerowej drukarki atramentowej. Jako przykład wybrano osłonę przycisków drukarki Brother DCP-375CW. Model 3D wykonano na podstawi chmury punktów uzyskanej ze skanera 3D Firmy Smarttech SCAN3D Qualify. Objętość robocza skanera (wysokość x szerokość x grubość) wynosiła 400mm x 300mm x 310mm, a jego dokładność była rzędu 0,05mm. Objętość pomiarowa była umiejscowiona w odległości 730mm od skanera 3D. Model i obiekt rzeczywisty przedstawiono na rysunku 6. A) 5

B) Rys. 5. Panel przedni drukarki Brother DCP-375CW A), model 3D panelu po wczytaniu i obrobieniu chmury punktów B) Panel przedni drukarki został poddany modyfikacjom w postaci nałożenia oznaczeń wypukłych kodu Braille a na panelu czołowym (Rys. 7) oraz w wersji alternatywnej na przyciskach drukarki (Rys. 8). Rys. 7. Panel drukarki Brother DCP-375CW z naniesionymi oznaczeniami Braille a Rys. 8. Panel drukarki Brother DCP-375CW z naniesionymi oznaczeniami Braille a na przyciskach Zabezpieczenie ważnych czynności życiowych wymaga użytkowania sprzętu AGD. Dobrym przykładem może być automatyczna pralka bębnowa. Przystosowanie pralki Hotpoint Ariston ARSD129 realizowane było w kilku etapach: Skanowanie 3D, Wykonanie wirtualnego modelu, Naniesienie oznaczeń wypukłych, Wydruk 3D, Montaż i użytkowanie. 6

Dotychczas zrealizowano pierwsze trzy etapy. Sposób wykonania panelu umożliwiał jego modyfikację poprzez nadruk na nim wypukłej grafiki lub wymianę przycisków na ubrajlowione lub specjalnie przystosowane do potrzeb osób niewidomych. Drugie rozwiązanie okazało się ekonomiczniejsze ze względu na mniejsze koszty wytworzenia. Panel sterujący urządzenia AGD oraz model zaprojektowany na bazie chmury punktów wczytanych ze skanera 3D Firmy Smarttech SCAN3D Qualify przedstawiono na rysunku 9. Rys. 9. Panel sterujący pralki Ariston ARSD129 A), model 3D panelu po wczytaniu i obrobieniu chmury punktów B) Na rysunku 10 pokazano wybrane arbitralnie sposoby modyfikacji panelu sterującego funkcjami analizowanej pralki bębnowej. Cecha charakterystyczną tych modyfikacji jest zastosowanie druku wypukłego dającego większy komfort użytkowania sprzętu osobie dysfunkcyjnej. Rys. 10. Warianty modyfikacji panelu sterującego pralki Ariston ARSD129 WNIOSKI Aktywizację osób niepełnosprawnych można realizować poprzez przystosowanie urządzeń AGD i RTV do ich stopnia dysfunkcyjności. W artykule pokazano tańszą w stosunku do udźwiękowienia metodę polegająca na zastosowaniu druku wypukłego. Z ekonomicznego punktu widzenia jest ona bardziej dostępna i uniwersalna. Z tak 7

zaadoptowanych urządzeń mogą korzystać zarówno osoby niepełnosprawne jaki i zdrowe. W pracy pokazano, że modyfikując standardowe produkty przemysłowe poszerzamy krąg odbiorców. Zastosowana metoda ma jeszcze tą zaletę, że uwzględnia ergonomię osoby obsługującej. Proponowane modyfikacje mogą w łatwy sposób wprowadzone do ciągu technologicznego. Niektóre modyfikacje są już wykorzystywane z powodzeniem przez osobę dysfunkcyjna. Podziękowania. Autorzy składają serdeczne podziękowania za nieodpłatne skanowanie 3D paneli urządzeń Firmie SMARTTECH Sp. z o.o. ; 05-092 Łomianki; ul. Racławicka 30 (a w szczególności dr inż. Szymonowi Sikorskiemu) oraz Firmie ProSolutions Majewscy Sp. j. 08-450 Łaskarzew, ul. Dąbrowska 33 za nieodpłatny wydruk elementów składowych urządzeń. LITERATURA 1. http://www.skarbiecmennicy.pl/polecane/10-zl-100-lecie-tow-opieki-nadociemn.html 2. http://www.fonearena.com/blog/1023/spice-braille-phone-to-the-rescue.html 3. http://www.sklep.altix.pl/str,prod_big,idk,709,kat,77,plynomierz cz ujnik_poziomu_cieczy.html, 12.03.2013 r 4. Fabisiak A.: Osoby niewidome i niedowidzące w przestrzeni publicznej. Zasady adaptacji środowiska fizycznego do potrzeb osób niewidomych i słabo widzących. Polski Związek Niewidomych, Warszawa, 2009 5. http://www.sklep.altix.pl/str,prod_big,idk,342,kat,77,color_ Test_Standard.html 6. Duda P., Służałek G., Kubica M.: Wykorzystanie RP do personalizacji urządzeń peryferyjnych dla osób dysfunkcyjnych. Mechanik, 2/2013. 7. Chlebus E.: Innowacyjne technologie Rapid Prototyping/Rapid Tooling w rozwoju produktu, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003. 8. Bubicz M.: Raport: szybkie prototypowanie cz. I, Projektowanie Konstrukcje Inżynierskie, nr 4/2008. 9. Ashley S.: Rapid prototyping systems. Systemy szybkiego wykonywania prototypów. Mechan.Eng., 1991, t. 113, nr 4. 8