Självnivellerande piedestal för en mobil industrirobot

ABBs kollaborativa robot YUMI, är en industrirobot med sju frihetsgrader. Den har två armar, vilka är avsedda att samverka med människor i arbete. Roboten var ursprungligen avsedd att monteras på ett bord, men olika tillämpningar och krav för förflyttning av sådana samarbetsrobotar motiverade en ny rörlig piedestal.Avhandlingsarbetet syftar till att utveckla en konceptuell hårdvaruplattform som kan tjäna som en piedestal för ABBs kollaborativa robot. Det föreslagna konceptet bör möjliggöra en korrekt höjdjustering av sittpositionen för olika användare och bör även stödja en självnivellerande funktion . Det föreslagna konceptet ger inte bara förbättrade ergonomiska egenskaper såsom mobilitet, möjlighet att sätta fast tillbehör som skanningsmatare och andra elektriska komponenter, utan är också funktionell i en industriell arbetsmiljö. Olika koncept genererades och en selekteringsverktyg användes för att välja den lämpligaste lösningen. Det valda konceptet analyserades och en prototyp tillverkades. Samtidigt utvecklades nivelleringskonceptet. Den resulterande prototypen tillverkades av aluminiumprofiler med alla nivelleringsfunktioner och själva roboten monterad på den, med fyra linjära ställdonsben. Den resulterande modulen gör det också möjligt att montera ytterligare funktionell utrustning.Den mekaniska konstruktionen genomfördes med hjälp av SolidWorks 2012. Statisk strukturanalys och modal analys utfördes med hjälp av ANSYS för att säkerställa att produkten fungerar optimalt. MATLAB används för matematisk modellering, medan det självnivellerande logiksystemet utfördes med mjukvaruplattformen Arduino.De fysiska testerna av strukturen, utformningen av det elektroniska systemets hårdvara och den självnivellerande logiken gav lovande resultat. Dessutom var slutprodukten stabil och styv både under drift och vid transport av roboten från en industriell cell till en annan.ABB’s collaborative robot YUMI is an industrial collaborative robot that has been developed, consisting of seven degrees of freedom with two arms, which is meant to collaborate with humans during working. The robot was originally is meant to be mounted on a table, but considering different applications and requirement of mobility of such collaborative robots motivated a new design of movable pedestal.The master thesis project aims in the development of a conceptual hardware platform which would function as a pedestal for ABB’s collaborative robot. The proposed concept should allow suitable height adjustment in sitting position to different users and also should support a self-leveling feature .The concept proposed not only provided additional ergonomic functions such as mobility, provision for attaching accessories such as scan feeders and other electrical components but also functional in the industrial working environment. Different concepts were generated and a selection tool was used to choose the most feasible solution. Accordingly, the concept was analyzed and the prototype was manufactured. Simultaneously conceptualization for self-leveling was carried out. The resulting prototype was manufactured using aluminum profiles and had all the features of leveling the pedestal and the robot mounted on it, with four independently operational linear actuator legs. The resulting modular product also provided features to mount additional equipment on the setup to deliver the desired functionality.The mechanical design was carried out using SolidWorks 2012. Static Structural Analysis and MODAL analysis were carried out using ANSYS to ensure that the product works optimally. MATLAB is used for mathematical modeling. And the self-leveling logic for the system is carried out on the Arduino software platform.The physical tests of the structure, layouts of the electronic hardware system and self-leveling logic seem to be delivering promising results. Furthermore, the final product provided stability and stiffness while operating and transporting the robot from one industrial cell to another