Piennosturijärjestelmään perustuvan portaalirobotin kehittäminen
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Author
Date
1999
Department
Major/Subject
Koneensuunnitteluoppi
Mcode
Kon-41
Degree programme
Language
fi
Pages
62 + liitt. (2)
Series
Abstract
Diplomityössä tarkastellaan piennosturijärjestelmään perustuvan portaalirobotin kehitystyötä ja toteutettuja kappaletavaratuotannon automatisointiprojekteja. Diplomityön tavoitteena on dokumentoida tehty kehitystyö sekä esitellä portaalin rakenne pääpiirteissään, jotta esimerkiksi yritykseen tulevat työntekijät voivat tutustua siihen. Lisäksi tavoitteena on kartoittaa vaatimuksia ja tarpeita, joihin teollisuuden materiaalinkäsittelyratkaisut perustuvat, sekä arvioida kehitetyn portaalin soveltuvuutta näihin tehtäviin. Kaikessa teollisessa toiminnassa materiaalin siirrot ovat merkittävä osa kokonaisprosessia. Automatisoinnissa on keskitytty lähinnä koneiden automatisointiin. Kappaleen siirto koneiden välillä on yksinkertainen työvaihe, joka kuitenkin toistuu usein ja joka perinteisesti toteutettuna vaatii työntekijän täyden huomion. On olemassa tarve automatisoida materiaalivirtoja. Muita syitä piennosturikomponentteihin perustuvan robottisovelluksen kehittämiselle olivat olemassa olevien komponenttien käyttökohteiden lisääminen ja nosturijärjestelmän teknisen imagon parantaminen. Samaan aikaan useat kilpailijat automatisoivat omia nostureitaan ja kehittelivät menetelmiä riippuvan taakan heilahduksen hallintaan. Kilpailijoista poiketen Erikkilä Nostotekniikkaa Oy:ssä päätettiin kehittää portaalityyppinen laite, jossa myös nostoliike on mekaanisesti pakko-ohjattu. Tällaisella konstruktiolla voidaan ajaa nopeita sivuttaisliikkeitä myös kun taakka on alhaalla. Katsottiin, että tarjolla olleet heilahduksenhallintajärjestelmät eivät eliminoisi tartunnassa ja kappaleen asettelussa syntyvien sivuttaisvoimien aiheuttamaa heilahtelua. Kehitetyn portaalin lineaariliike perustuu teräksisiin piennosturikiskoihin ja hammashihnavetojärjestelmään. Lineaariliikkeiden voimanlähteinä ovat taajuusmuuttajaohjatut oikosulkumoottorit. Ajonopeudet ovat tyypillisesti 1-2 m/s. Paikoitus perustuu hihnapyörällä olevaan absoluuttianturiin. Robotin toistotarkkuus on noin +/-0.5 mm. Taajuusmuuttajien ja paikoituskorttien nopean kehityksen vuoksi nykyaikainen takaisinkytkennällä varustettu vektorisäätöinen taajuusmuuttaja-oikosulkumoottoriyhdistelmä on kilpailukykyinen vaihtoehto perinteiselle servomoottorille. Ohjausjärjestelmä muodostuu ohjelmoitavasta logiikasta ja PC:stä. Logiikka hoitaa robotin reaaliaikaisen ohjauksen ja PC toimii käyttöliittymänä ja massamuistina. Edellä mainituissa robotin osissa pyrittiin mahdollisimman pitkälle vietyyn modulaarisuuteen. Sen sijaan tarraimet ja kantava teräsrakenne suunnitellaan yleensä asiakaskohtaisesti. Kehitetyt robottityypit nimettiin rakenteensa ja käyttötarkoituksensa mukaisesti PALETOR:ksi, STOLATOR:ksi ja INTEGRATOR:ksi. Toteutetuissa robotisointiprojekteissa on pystytty osoittamaan, että iso portaalirobotti sopii hyvin valmistusyksiköiden välisen materiaalivirran toteuttamiseen. Iso portaali pystyy palvelemaan useaa työpistettä ja noudattamaan tuotteiden yksilöllisiä reittejä. Lisäksi se pystyy tarttumaan kappaleeseen ja paikoittamaan sen seuraavassa työpisteessä. Piennosturijärjestelmästä kehitetyn portaalin erityisominaisuuksia ovat erityisen laaja toiminta-alue (esimerkiksi 10x30x3 m[3]), hyvä kuormankantokyky (50-2000 kg) ja mahdollisuus käyttää kattoripustusta. Lisäksi se on hinnaltaan kohtuullinen ja rakenteeltaan hyvin joustava. Diplomityössä esitellään neljä portaalilla toteutettua automatisointiprojektia. Työn loppuosassa on katsaus portaalirobotin jatkokehitystarpeisiin.Description
Supervisor
Airila, MauriThesis advisor
Lehtonen, AriKeywords
gantry robot, portaalirobotti, automated material handling, automaattinen kappaleen käsittely, light crane system, piennosturijärjestelmä, ROBSYSTEM, PROSYSTEM, STOLATOR, PALETOR, INTEGRATOR
