Entwicklung eines Antriebsmoduls für einen modular aufgebauten kooperativen Roboter

Abstract

Industrielle Produktion und Logistik stehen zunehmend vor der Aufgabe, den steigenden Anforderungen bezüglich Geschwindigkeit, Kostendruck, Qualität und Innovation gerecht zu werden. Dieser Trend zu größerer Flexibilität und starker Anpassbarkeit unter den Bedingungen von Großserienproduktionsanlagen erfordert Umstrukturierungen im Sinne von Industrie 4.0, wobei Digitalisierung und Automatisierung Kernrollen spielen. Die dafür eingesetzten automatisierten mobilen Robotersysteme müssen den Flexibilitätsanforderungen ebenso nachkommen wie die stationären. Die Implementierung modularer Strukturen in diesem Bereich, ermöglichen die situationsspezifische Anpassung an sich verändernde Einsatzbedingungen. In dieser Arbeit werden Konzepte für den Antrieb modularer mobiler Manipulatoren behandelt. Im Rahmen des Projektes TURBO der TU Wien wird ein Konzept zum Entwurf und zur Konstruktion gebracht und innerhalb eines Funktionsprototypen getestet. Die Fragen, welchen Funktionsumfang solch ein Antriebsmodul bereitstellen soll, wie sich dieser durch modulare Bauweise anpassbar ausführen lässt, wie die Stärken und Schwächen der unterschiedlichen Konzepte zu bewerten sind und wie sich das Modul in das Gesamtsystem bestmöglich integrieren lässt, sollen beantwortet werden. Die methodische Entwicklung dieses Antriebsmoduls erfolgt angelehnt an die in VDI Richtlinie 2221 beschriebenen Prozessphasen und die damit verknüpften Aktivitäten.

The fields of industrial production and logistics are confronted with increasing demands regarding speed, costs, quality and innovation. The trend towards higher flexibility and increased adaptability within the confines of mass prodution requires restructuring inaccordance with Industry 4.0, wherein digitalization as well as automation play keyroles.Employed automated mobile as well as stationary robot systems must fulfill those demands. Implementing modular structures into these systems enable adaptation to everchanging operating conditions.This thesis presents a variety of different drive concepts for modular mobile manipulators.Within the Vienna University of Technology’s project TURBO, one concept is being chosen for design and manufacture, to then be tested by integration into a functioning prototype. Research questions regarding the range of functions, modular adaptability,evaluation of different concepts’ strenghts and weaknesses and integration of the module into the overall system are being answered. A methodical approach in accordance with VDI guideline 2221, incorporating the the reinproposed process phases and the development actions linked to it, is used.