| Summary: | Picker robots are often mounted close to each other above a conveyor belt. To be able to pack robots even closer, it is desirable to reduce the footprint of the robot’s base. One way to achieve this is to skew the arms of the robot which makes it possible to move them closer to each other. This Master Thesis has been carried out at ABB Corporate Research. The purpose is to evaluate the benefits and drawbacks for the idea of making today’s Picker robot more compact by skewing the arms. The concept is taken from the FlexPLP-Project in which a similar robot named Deltapod was skewed. For the Deltapod robot a smaller footprint could be achieved without reducing the workspace and robot stiffness too much. The evaluation is made by investigating the changes of the following properties: • The size of the workspace • The size of the footprint • The internal forces and joint torques required for different tasks • Sensitivity against disturbance forces The robots are modeled and investigated by using Modelica, which is an object oriented language specifically designed for modeling large systems governed by differential algebraic equations. The skewing of the arms is based on keeping a characteristic angle of the structure. In this way the stiffness of the robot is somewhat kept. The same approach was used for the skewing of the Deltapod. The results show that skewing the robot is probably not the best way to achieve a smaller footprint since the workspace shrinks faster than the footprint for increasing skews. This problem was not encountered in the FlexPLP-Project. An explanation for this phenomenon is given in the thesis. Other negative effects due to skewing are: increasing internal forces and larger sensitivity against disturbance forces. In addition to the rule of keeping the characteristic angle, two skewed Pickers based on achieving the smallest possible footprint are also investigated. The resulting positioning of the arms is interesting because it cannot be made without introducing a skew to the robot. One of the robots is chosen to have a large workspace compared to the footprint, while the other is chosen to keep the relationship between the workspace and the footprint. For both the robots the disadvantages are larger internal forces, joint torques and sensitivity against disturbance forces. Since the angles of the structure are not considered, the stiffness of the robot can be expected to be worse than for the Picker. === Picker robotar är ofta monterade nära varandra ovanför löpande band. För att kunna packa robotar ännu närmre så är det önskvärt att reducera fotavtrycket från robotens bas. Ett sätt att åstadkomma detta är att vrida robotens armar vilket gör det möjligt att flytta dem närmre varandra. Detta examensarbete har utförts på ABB Corporate Research. Syftet är att utvärdera fördelar och nackdelar för idén att göra dagens Picker robot mer kompakt genom att vrida armarna. Konceptet är taget från PLP-projektet där en liknande robot vid namnet Deltapod vridits. För Deltapodroboten så kunde ett mindre fotavtryck fås utan att minska arbetsområdet och robotens styvhet för mycket. Utvärderingen är gjord genom att undersöka förändringar av följande egenskaper: • Storleken på arbetsområdet. • Storleken på fotavtrycket. • De interna krafter i underarmarna och ledmomenten som behövs för olika uppgifter. • Känslighet mot störningskrafter. Robotarna är modellerade och undersökta med hjälp av Modelica, vilket är ett objektorienterat språk uttryckligen designat för modellering av stora system styrda av algebraiska differentialekvationer. Vridningarna av armarna är baserade på att behålla en karaktäristisk vinkel i strukturen. På detta sätt så är robotens styvhet någorlunda behållen. Samma tillvägagångssätt användes för att vrida Deltapoden. Resultaten visar att vrida roboten förmodligen inte är det bästa sättet att åstadkomma ett mindre fotatryck eftersom arbetsområdet krymper snabbare än fotavtrycket för ökande vridningar. Detta problem påträffades inte i PLP-projektet. En förklaring över detta fenomen är givet i avhandlingen. Andra negativa effekter från vridningar är ökande interna krafter och större känslighet mot störningskrafter. Som tillägg till regeln att behålla den karaktäristiska vinkeln så har även två robotar baserade på det minsta möjliga fotavtrycket också undersökts. Den resulterande positioneringen av armarna är intressant för att den inte kan göras utan att introducera en vridning av roboten. En av robotarna är vald att ha ett stort arbetsområde jämfört med fotavtrycket medan den andra är vald att behålla förhållandet mellan arbetsområdets storlek och fotavtrycket. Nackdelarna för de båda är: större interna krafter, och känslighet mot störningskrafter. Eftersom vinklarna i strukturen inte tas till hänsyn så kan även styvheten av roboten förväntas vara värre än för Pickern.
|
|---|
