Delta robot

završni rad

• Autor: Mihael Mikulec
• Mentor: Mladen Crneković (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2020-02-28, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

Roboti sa serijskom kinematskom strukturom pronašli su svoje mjesto u mnogim segmentima djelovanja unutar industrijskog okruženja. Razvojem i usavršavanjem industrijskih procesa dolazi do pojavljivanja specifičnih radnih zadataka kod kojih je potrebno osigurati visok stupanj dinamike. Roboti s paralelnom kinematskom strukturom pronašli su svoju primjenu upravo u takvim specifičnim zadacima.
U ovome radu dana je tablična usporedba komercijalnih delta robota vodećih svjetskih proizvođača. Većina proizvođača u svojoj ponudi nudi više tipova delta robota te su stoga u ovome radu razmatrane samo one konfiguracije robota koje su međusobno slične i u odnosu na koje se predlaže novo konstrukcijsko rješenje bez upotrebe profesionalnih komponenata. Modeliranje konstrukcijskih komponenata napravljeno je u CAD programskom paketu SolidWorks. Prema predloženoj konstrukciji izvedeni su izrazi i dobivena su rješenja inverznog i direktnog kinematičkog problema. Provjera izvedenih izraza napravljena je u programskom paketu MATLAB gdje je na temelju zadane prostorne trajektorije riješen inverzni kinematički problem čije je rješenje zadano kao ulazna varijabla direktnog kinematičkog problema. Dinamika robota određena je Lagrangeovom formulacijom prvog tipa te je dobiveno rješenje grafički prikazano i uzeto u obzir pri odabiru aktuatora. S obzirom da robot obavlja radne operacije unutar relativno manjeg radnog prostora, razmatrana su konstrukcijska ograničenja koja utječu na dimenzije radnog prostora i dobiveni je grafički prikaz radnog prostora robota pomoću MATLAB-a. Odabrane su i opisane komponente predloženog upravljačkog sustava robota. Prikazane su sheme spojeva elektroničkih komponenata koje su korištene u projektiranju mikroprocesorskog sustava robota napravljenog u Altium Designer-u. Na kraju je prikazana tablična procjena troškova komponenata i izrade robota.

Sažetak (engleski)

Robots with serial kinematics structure have found their place in many segments of operation within an industrial environment. With the development and refinement of industrial processes, there are specific tasks that require a high degree of dynamics. Robots with parallel kinematics structure have found application in precisely such specific tasks.
In this paper, a tabular comparison of commercial delta robots of the world's leading manufacturers is given. Most manufacturers have several types of delta robots in their offer, and therefore, in this paper we will consider only those configurations of robots that are similar, and in relation to which, a new design solution is proposed, without the use of professional components. Modelling of structural components is made in the CAD program package SolidWorks. According to the proposed design, the expressions were derived, and the solutions of the inverse and direct kinematics problem were obtained. A check of derivative expressions was made in a program package MATLAB where an inverse kinematic problem was resolved, based on the default spatial trajectory, which is the default solution as the input variable of the direct kinematic problem. The dynamics of the robot is determined by Lagrange formulation of the first type and the resulting solution is graphically illustrated and taken into account when the actuator is selected. Since the robot performs work operations within a relatively small workspace, the structural limitations that affect the volume of the workspace have been examined and a graphical representation of the workspace of the robot is obtained using MATLAB. The components of the proposed robot control system are selected and described. The schemes of electronic components used in designing microprocessor systems of robots are presented and designed in Altium Designer software. In the end, robot production cost estimation is presented in the table showing each component cost.

• Ključne riječi: Delta robot; kinematika; dinamika; radni prostor
• Ključne riječi (engleski): Delta robot; kinematics; dynamics; workspace
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:737443
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva (univ. bacc. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2020-02-21 10:21:26