Automatizovaný výrobní systém pro obrábění rotačních součástí

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem tří uspořádání robotizovaného výrobního pracoviště včetně jejich kapacitních propočtů a návrhem tří konstrukčních variant koncového efektoru robotu, který bude manipulovat s obráběnými rotačními součástmi. První část práce je věnována rešerši, kde je stručně rozebrána problematika průmyslových robotů a manipulátorů, manipulačních koncových efektorů, senzoriky v robotice, CNC obráběcích strojů, kooperace CNC obráběcích strojů s roboty a bezpečnost robotizovaných pracovišť. Následovalo vyhotovení systémového rozboru řešené problematiky, a tedy přesunutí do druhé části práce. Po jeho vyhotovení byly navrženy tři varianty uspořádání robotizovaného pracoviště včetně jejich kapacitních propočtů. Nejvhodnější varianta uspořádání pracoviště byla zvolena na základě multikriteriální analýzy. Následně byly navrženy tři konstrukční varianty manipulačního koncového efektoru robotu. Nejvhodnější varianta manipulačního koncového efektoru byla též zvolena na základě multikriteriální analýzy. Třetí část práce se věnuje rozboru zvolených řešení pracoviště a koncového efektoru. Pro rozbor zvoleného pracoviště došlo k vytvoření 3D modelu robotizovaného pracoviště a následně proběhl podrobný popis jeho částí. Rozbor konstrukčního návrhu zvoleného koncového efektoru se věnoval zejména výpočtovému a kontrolnímu řešení. Rozbor byl uzavřen optimalizací výrobního procesu vlivem kombinace vytvořeného robotizovaného pracoviště a koncového manipulačního efektoru robotu. Po rozboru zvoleného řešení pracoviště a koncového manipulačního efektoru byla vypracována výkresová dokumentace a technicko-ekonomické zhodnocení. Závěr této diplomové práce je věnován doporučení pro další rozvoj.

The diploma thesis focuses on the design of three layouts of a robotic manufacturing workstation, including capacity calculations, and the design of three structural variants of a robotic end effector intended for handling machined rotational components. The first part of the thesis presents a literature review, which briefly discusses the issues of industrial robots and manipulators, end effectors, sensors in robotics, CNC machine tools, the cooperation between CNC machines and robots, and the safety of robotic workstations. This is followed by a system analysis of the addressed topic, transitioning into the second part of the thesis. After the analysis, three layout variants of the robotic workstation were proposed, including their capacity calculations. The most suitable layout was selected based on multi-criteria analysis. Subsequently, three structural variants of the robotic end effector were proposed, and the most suitable variant was also selected based on multi-criteria analysis. The third part of the thesis is dedicated to the analysis of the selected workstation and end effector solutions. A 3D model of the robotic workstation was created for this analysis, followed by a detailed description of its components. The analysis of the selected end effector design focused primarily on calculation and verification. The analysis concluded with an optimization of the manufacturing process based on the interaction between the robotic workstation and the robotic end effector. After the analysis of the selected solutions, technical drawings and a techno-economic evaluation were prepared. The conclusion of the thesis provides recommendations for further development.