Koostööroboti töölaua projekteerimine

Lõputöö eesmärgiks oli projekteerida koostööroboti töölaud. Selleks valiti välja sobilik lahendus ja viisid, kuidas tagada kõik eesmärkides loetletud tingimused. Lisaks on võimalik edaspidises tootearenduses integreerida rohkem automaatikat, mis tagaks sujuvama töövoo. Lõputöö esimeses peatükis analüüsiti turul pakutavaid lahendusi. Tehti põhjalik uurimistöö seoses kohalikus regioonis pakutavate koostöörobotite seas, kaardistati nende võimekust ja koostati pingerida vastavalt seatud eesmärkidele. Teises peatükis keskenduti disainile, mille puhul koostati esmalt üksikasjalik loend lähteandmetest. Teisalt juureldi võimalike lahenduste üle, mis saaks prototüübi aluseks. Järgmises peatükis loodi eelneva info põhjal uus disain. Viimases peatükis käsitletakse kogu ettevõtmise majanduslikku poolt ja hinnatakse projekteeritud toote konkurentsivõimet. Lõputöö tulemusega jääb autor rahule. Töö käigus leiti lahendus algselt püstitatud probleemidele ning loodud on hea baas edaspidiseks tootearenduseks. Koostöös Tallinna Tehnikaülikooli AIRE meeskonnaga sai lahendatud ka loodava kvaliteedikontrollimooduli integratsiooni kitsaskohad ning loodav moodul on ühildatav disainitud töölauaga. Töö analüüsivas osas sai tehtud ka põhjalik valim koostöörobotite seast. Lõputöö põhjal luuakse töölaud, mille edasist arendust juhib lõputöö teema välja pakkunud ettevõte. Tänu projekteerimisel kasutatud alumiinium ekstrudeeritud profiili kasutamisele on võimalik ka antud lahendust kerge vaevaga muuta ning see muudab prototüübi edaspidise arenduse lihtsamaks. Raami materjalina kasutatud 6061 seeria alumiinium pakub suurt eelist terase kõrval kaalu näol, tagades selle juures piisava jäikuse kogu konstruktsioonile. Loodud lahenduse kulu materjalide näol on igati konkurentsivõimeline ning annab eelise turul konkureerimiseks. Lõputöö edasiarendusena on ettevõte võtnud plaani lisada sahtlitele ajamid, mis muudaksid tervet töövoogu sujuvamaks ning ka kiiremaks. Lisaks on võetud plaani koostööroboti ümberseadistamise lihtsustamine, mis tagaks tohutu ajavõidu ning suurendaks roboti kasutus otstarbekust ka väiksematele partiidele. Järgmiseks on võetud eesmärgiks ka masinnägemise võimekuse analüüs antud kontekstis ja panna paika edasised sammud arenduse osas.

The thesis aimed to design a collaborative robot workstation meeting the criteria set by the company – Skarcon Machining OÜ. The list of requirements was developed based on three years’ experience with Universal Robots UR5 and initial desktop. The list states the need for mobile workstation between workbenches, enlargement of stock capacity was essential, integration with the AIRE built quality control module and compactness in floor space. For this purpose, a suitable solution was selected, and ways to ensure all the listed conditions in the objectives. The first chapter of the thesis analyzed the solutions available in the market. A comprehensive study was conducted regarding the collaborative robots available in the local region, mapping their capabilities, and compiling a ranking according to the set objectives. The second chapter focused on design, starting with compiling a detailed list of input data. Various potential solutions were considered as a basis for the prototype. The next chapter developed a new design based on the previous information. The last chapter addresses the economic aspects of the entire endeavor and evaluates the competitiveness of the designed product. Compared to possible solutions available on the market, the result was unacceptable. The price range of the most suitable solution was over the budget, exceeding the designed result by four times. The author is satisfied with the outcome of the thesis. A solution to the initially stated problems was found during the work, laying a good foundation for future product development. Collaboration with the Tallinn University of Technology AIRE team also resolved the integration issues of the quality control module being developed, and the created module is compatible with the designed workstation. A thorough selection of collaborative robots was also made in the analytical part of the work. Based on the thesis, a workstation is created, the further development of which is led by the company that proposed the thesis topic. Thanks to the use of aluminum extruded profile in the design, this solution can be easily modified, making the prototype's future development easier. The use of 6061 series aluminum as the frame material offers a significant advantage over steel in terms of weight while ensuring sufficient rigidity for the entire structure. The cost of the created solution in terms of materials is competitive and provides an advantage for competing in the market. As a further development of the thesis, the company plans to add drives to the drawers, making the entire workflow smoother and faster. Additionally, simplifying the reconfiguration of the collaborative robot is planned, which would result in considerable time savings and increase the practicality of using the robot for smaller batches. The next step is to analyze the capabilities of machine vision in this context and outline further steps for development.