Siirrettävän yhteistoimintarobottityöaseman suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Oulun ammattikorkeakoulun TEHOJA-hankkeelle. Hankkeessa sovelletaan uusimpia joustavan automaation työkaluja pienissä ja keskisuurissa yrityksissä Oulun lähialueella.

Tarve opinnäytetyölle syntyi, kun Oulun ammattikorkeakoulu hankki TEHOJAhankkeen opiskelijaprojektien käyttöön UR10- ja UR5-yhteistoimintarobotteja. Nykyisin robotit on asennettu kiinteästi työpisteisiin, eikä se tue joustavan automaation ajatusta. Joustavuuden ja tuotannollisen tehokkuuden parantamiseksi roboteille oli suunniteltava siirrettävä työasema.

Työssä suunniteltiin yhteistoimintaroboteille renkailla liikkuva työasema, johon robotti kiinnitetään. Yhteistoimintarobotti ja työasema muodostavat laitteistokokoonpanon, jonka tuli olla yhden henkilön operoitavissa ja mahdollistaa robotin joustava siirtäminen ja käyttö eri työpisteillä.

Työ koostuu kahdesta osuudesta: yhteistoimintarobottien ja tuotekehityksen teorioiden esittelystä ja tuotekehitysprosessista. Teoriaosuudessa tutustutaan perinteisten ja yhteistoimintarobottien eroihin ja yhteistoimintarobottien lisälaitteisiin sekä uusimpiin yhteistoimintarobottistandardeihin. Lisäksi esitellään systemaattisen tuotekehityksen menetelmiä. Tuotekehitysprosessissa edetään teorian mukaista prosessia soveltaen, minkä jälkeen työn mallinnusosa toteutettiin SolidWorksilla.

Työn laajuuden takia suunnitellun tuotteen valmistus ja toiminnan testaus on jätetty opinnäytetyön ulkopuolelle. Opinnäytetyön tuloksia olivat kattavat 3D-mallit, valmistettavien osien piirustukset, riskienarvio ja käyttöohje, joihin työn tilaaja oli tyytyväinen.

This thesis was carried out for the TEHOJA project of Oulu University of Ap-plied Sciences. The project applies the latest flexible automation tools in small and medium-sized companies in Oulu.

The need for this thesis was revealed when Oulu University of Applied Sci-ences acquired UR10 and UR5 collaborative robots for TEHOJA project to be used in its student projects. Now the robots are firmly installed on workstations, which does not support the idea of flexible automation. To improve the flexibility and production efficiency of the robots a mobile platform had to be designed.

The aim of the thesis was to design a mobile workstation on wheels which the robot will be attached to. The collaborative robot and the workstation make up a hardware assembly which has to be operable by one person and enable the robot to be flexibly moved and operated at different workstations

The thesis consists of two parts: the presentation of collaborative robots and product development theories and the product development process. The theo-retical part introduces the differences between traditional and collaborative ro-bots, as well as collaborative robot accessories and the latest standards. In ad-dition, systematic product development methods are presented. The product development process proceeds with the theory-based process, after which the works modeling part was carried out with SolidWorks.

Due to the extent of the project, manufacturing and testing of the product has been excluded from the thesis. The results of the thesis were 3D models, draw-ings for manufacturing the parts, risk assessment and user manual, which the commissioner was very satisfied with.