Search

This thesis proposes a fine-motion planner for assembly tasks in the plane considering two degrees of freedom of translation and one of rotation, taking into account modelling and sensing uncertainties and the effect of friction. The proposed planner is based on a two-phase approach. First, uncertainty is not considered and a nominal solution path is searched in a graph representing the free configuration space, which has been obtained with an exact cell decomposition method. Then, uncertainty is considered and the arcs of the solution path are evaluated in order that the possible contacts occurring during the traversing of the arc do not provoke a failure of the task execution. When this is not possible, the planner finds a patch plan in contact-space in an analogous way as the nominal solution path in free-space. This work: - introduces the parametrized translational configuration space, which is an embedding of the rotational degree of freedom into the translational configuration space, for the analysis of the geometric constraints of planar assembly tasks. - makes a thorough analysis of the sources of uncertainty that affect an assembly task. Modelling and sensing uncertainties have been considered. Although modelling uncertainty is an important source of uncertainty that affects assembly tasks, it has usually been overlooked by most of the researchers. In this work, this source of uncertainty has been meticulously studied, by analyzing the effects of both positioning uncertainty and manufacturing tolerances. The dependence between sources of uncertainty is also taken into account. - includes a force analysis using the dual representation of forces, which allows to consider in an easy way both the geometric uncertainties that affect the possible raction forces arising at the contact situations, as well as the sensor uncertainties. Friction has been considered and modelled with the generalized friction cone. The suitability of this model for, Postprint (published version)

Active accommodation of robotic manipulator in assembly applications is considered. Mechanical impedance control concept has been chosen for development an intelligent controller for assembly robots, where target impedance appears as a control variable. Basic assumption for successful part mating process according to part mating theory is mechanical isotropy of support system. Consequently, target impedance should be adopted as isotropic. The main problem appearing here is complex analytical formulation of isotropic target impedance and uncertainty of parameters related to the robot and environment model. To overcome this problem an adaptive fuzzy model of isotropic target impedance is proposed. The fuzzy model is incorporated into general impedance control law form, to obtain new fuzzy-impedance control law. Proposed control law has been verified by computer simulation.

Comparison of wire harness assembly methods shows that robotic cells are unlikely to be economical for typical harnesses used in industry. Designing products for ease of robot assembly might be the only solution to make a robotized cell economical. Therefore, typical rules of design for assembly are adapted to the wire harness. The design simplification leads to the definition of a new robotized cell where the wire is directly fed into the cell, marked if needed, then cut and laid on the assembly board. A prototype of this robotic cell has been manufactured and tested. The economic performance of this new concept is evaluated and compared with other classical solutions.

This paper describes typical wire harness assembly methods, including manual, semiautomatic, automatic, and robotized assembly systems. For each case, mathematical models are developed to describe economic performance. The various systems are compared to the harness specification. Finally, the future role of the robotized system is discussed.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a virtuálním zprovozněním robotického pracoviště pro kompletaci hřídele elektromotoru. V teoretické části práce jsou shrnuty poznatky o virtuálním zprovoznění a je krátce představen simulační program Process Simulate z rodiny softwaru Tecnomatix. V praktické části je popsán návrh nového robotického pracoviště předmontáže rotorů, které má nahradit tři pracoviště ruční kompletace. Návrh byl proveden na základě analýzy aktuálního stavu procesu ruční kompletace a s využitím multikriteriální analýzy. V další části je popsán postup tvorby simulačního modelu v programu Process Simulate a tvorba PLC řídícího programu robotické buňky v programu TIA Portal. Práce obsahuje také návrh vizualizace ovládacího HMI panelu s použitím šablony HMI Template Suite. V závěru práce je popis samotného virtuálního zprovoznění., This diploma thesis deals with the design and virtual commissioning of a robotic workplace for the assembly of an electric motor shaft. The theoretical part of the thesis summarizes the knowledge about virtual commissioning and briefly introduces the simulation program Process Simulate from the Tecnomatix software family. The practical part describes the design of a new robotic workplace for pre-assembly of rotors, which is to replace the three workplaces of manual assembly. The design was made on the basis of an analysis of the current state of the manual assembly process and using multicriteria analysis. The next section describes the process of creating a simulation model in the Process Simulate program and creating a PLC control program for a robotic cell in the TIA Portal program. The work also contains a proposal for the visualization of the HMI control panel using the HMI Template Suite. At the end of the work is a description of the virtual commissioning itself.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a virtuálním zprovozněním robotického pracoviště pro kompletaci hřídele elektromotoru. V teoretické části práce jsou shrnuty poznatky o virtuálním zprovoznění a je krátce představen simulační program Process Simulate z rodiny softwaru Tecnomatix. V praktické části je popsán návrh nového robotického pracoviště předmontáže rotorů, které má nahradit tři pracoviště ruční kompletace. Návrh byl proveden na základě analýzy aktuálního stavu procesu ruční kompletace a s využitím multikriteriální analýzy. V další části je popsán postup tvorby simulačního modelu v programu Process Simulate a tvorba PLC řídícího programu robotické buňky v programu TIA Portal. Práce obsahuje také návrh vizualizace ovládacího HMI panelu s použitím šablony HMI Template Suite. V závěru práce je popis samotného virtuálního zprovoznění., This diploma thesis deals with the design and virtual commissioning of a robotic workplace for the assembly of an electric motor shaft. The theoretical part of the thesis summarizes the knowledge about virtual commissioning and briefly introduces the simulation program Process Simulate from the Tecnomatix software family. The practical part describes the design of a new robotic workplace for pre-assembly of rotors, which is to replace the three workplaces of manual assembly. The design was made on the basis of an analysis of the current state of the manual assembly process and using multicriteria analysis. The next section describes the process of creating a simulation model in the Process Simulate program and creating a PLC control program for a robotic cell in the TIA Portal program. The work also contains a proposal for the visualization of the HMI control panel using the HMI Template Suite. At the end of the work is a description of the virtual commissioning itself.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a virtuálním zprovozněním robotického pracoviště pro kompletaci hřídele elektromotoru. V teoretické části práce jsou shrnuty poznatky o virtuálním zprovoznění a je krátce představen simulační program Process Simulate z rodiny softwaru Tecnomatix. V praktické části je popsán návrh nového robotického pracoviště předmontáže rotorů, které má nahradit tři pracoviště ruční kompletace. Návrh byl proveden na základě analýzy aktuálního stavu procesu ruční kompletace a s využitím multikriteriální analýzy. V další části je popsán postup tvorby simulačního modelu v programu Process Simulate a tvorba PLC řídícího programu robotické buňky v programu TIA Portal. Práce obsahuje také návrh vizualizace ovládacího HMI panelu s použitím šablony HMI Template Suite. V závěru práce je popis samotného virtuálního zprovoznění., This diploma thesis deals with the design and virtual commissioning of a robotic workplace for the assembly of an electric motor shaft. The theoretical part of the thesis summarizes the knowledge about virtual commissioning and briefly introduces the simulation program Process Simulate from the Tecnomatix software family. The practical part describes the design of a new robotic workplace for pre-assembly of rotors, which is to replace the three workplaces of manual assembly. The design was made on the basis of an analysis of the current state of the manual assembly process and using multicriteria analysis. The next section describes the process of creating a simulation model in the Process Simulate program and creating a PLC control program for a robotic cell in the TIA Portal program. The work also contains a proposal for the visualization of the HMI control panel using the HMI Template Suite. At the end of the work is a description of the virtual commissioning itself.

Diplomová práce se zabývá virtuálním zprovozněním robotického pracoviště, určeného k montáži dílů krokových motorů NEMA 14, 17 a 23. Teoretická část je věnována rešerši v oblasti průmyslové robotizace a virtuálního zprovoznění. Dále je proveden rozbor řešené problematiky, na jehož základě jsou navrženy varianty robotického pracoviště. Ty jsou následně podrobeny multikriteriální analýze, pomocí které je vybrán výsledný koncept. Ten je zpracován jako 3D model a virtuálně zprovozněn, díky čemuž je zjištěn výsledný takt linky., The diploma thesis deals with the virtual commissioning of a robotic workplace designed for the assembly of parts of NEMA stepper motors 14, 17 and 23. The theoretical part is devoted to research in the field of industrial robotics and virtual commissioning. Furthermore, an analysis of the problem is performed, on the basis of which variants of the robotic workplace are proposed. Then, these are subjected to multi-criteria analysis, which is used to select the resulting concept. This concept is processed as a 3D model and virtually put into operation, thanks to the resulting line cycle is determined.

Diplomová práce se zabývá virtuálním zprovozněním robotického pracoviště, určeného k montáži dílů krokových motorů NEMA 14, 17 a 23. Teoretická část je věnována rešerši v oblasti průmyslové robotizace a virtuálního zprovoznění. Dále je proveden rozbor řešené problematiky, na jehož základě jsou navrženy varianty robotického pracoviště. Ty jsou následně podrobeny multikriteriální analýze, pomocí které je vybrán výsledný koncept. Ten je zpracován jako 3D model a virtuálně zprovozněn, díky čemuž je zjištěn výsledný takt linky., The diploma thesis deals with the virtual commissioning of a robotic workplace designed for the assembly of parts of NEMA stepper motors 14, 17 and 23. The theoretical part is devoted to research in the field of industrial robotics and virtual commissioning. Furthermore, an analysis of the problem is performed, on the basis of which variants of the robotic workplace are proposed. Then, these are subjected to multi-criteria analysis, which is used to select the resulting concept. This concept is processed as a 3D model and virtually put into operation, thanks to the resulting line cycle is determined.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a virtuálním zprovozněním robotického pracoviště pro kompletaci hřídele elektromotoru. V teoretické části práce jsou shrnuty poznatky o virtuálním zprovoznění a je krátce představen simulační program Process Simulate z rodiny softwaru Tecnomatix. V praktické části je popsán návrh nového robotického pracoviště předmontáže rotorů, které má nahradit tři pracoviště ruční kompletace. Návrh byl proveden na základě analýzy aktuálního stavu procesu ruční kompletace a s využitím multikriteriální analýzy. V další části je popsán postup tvorby simulačního modelu v programu Process Simulate a tvorba PLC řídícího programu robotické buňky v programu TIA Portal. Práce obsahuje také návrh vizualizace ovládacího HMI panelu s použitím šablony HMI Template Suite. V závěru práce je popis samotného virtuálního zprovoznění., This diploma thesis deals with the design and virtual commissioning of a robotic workplace for the assembly of an electric motor shaft. The theoretical part of the thesis summarizes the knowledge about virtual commissioning and briefly introduces the simulation program Process Simulate from the Tecnomatix software family. The practical part describes the design of a new robotic workplace for pre-assembly of rotors, which is to replace the three workplaces of manual assembly. The design was made on the basis of an analysis of the current state of the manual assembly process and using multicriteria analysis. The next section describes the process of creating a simulation model in the Process Simulate program and creating a PLC control program for a robotic cell in the TIA Portal program. The work also contains a proposal for the visualization of the HMI control panel using the HMI Template Suite. At the end of the work is a description of the virtual commissioning itself.

Diplomová práce se zabývá virtuálním zprovozněním robotického pracoviště, určeného k montáži dílů krokových motorů NEMA 14, 17 a 23. Teoretická část je věnována rešerši v oblasti průmyslové robotizace a virtuálního zprovoznění. Dále je proveden rozbor řešené problematiky, na jehož základě jsou navrženy varianty robotického pracoviště. Ty jsou následně podrobeny multikriteriální analýze, pomocí které je vybrán výsledný koncept. Ten je zpracován jako 3D model a virtuálně zprovozněn, díky čemuž je zjištěn výsledný takt linky., The diploma thesis deals with the virtual commissioning of a robotic workplace designed for the assembly of parts of NEMA stepper motors 14, 17 and 23. The theoretical part is devoted to research in the field of industrial robotics and virtual commissioning. Furthermore, an analysis of the problem is performed, on the basis of which variants of the robotic workplace are proposed. Then, these are subjected to multi-criteria analysis, which is used to select the resulting concept. This concept is processed as a 3D model and virtually put into operation, thanks to the resulting line cycle is determined.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a virtuálním zprovozněním robotického pracoviště pro kompletaci hřídele elektromotoru. V teoretické části práce jsou shrnuty poznatky o virtuálním zprovoznění a je krátce představen simulační program Process Simulate z rodiny softwaru Tecnomatix. V praktické části je popsán návrh nového robotického pracoviště předmontáže rotorů, které má nahradit tři pracoviště ruční kompletace. Návrh byl proveden na základě analýzy aktuálního stavu procesu ruční kompletace a s využitím multikriteriální analýzy. V další části je popsán postup tvorby simulačního modelu v programu Process Simulate a tvorba PLC řídícího programu robotické buňky v programu TIA Portal. Práce obsahuje také návrh vizualizace ovládacího HMI panelu s použitím šablony HMI Template Suite. V závěru práce je popis samotného virtuálního zprovoznění., This diploma thesis deals with the design and virtual commissioning of a robotic workplace for the assembly of an electric motor shaft. The theoretical part of the thesis summarizes the knowledge about virtual commissioning and briefly introduces the simulation program Process Simulate from the Tecnomatix software family. The practical part describes the design of a new robotic workplace for pre-assembly of rotors, which is to replace the three workplaces of manual assembly. The design was made on the basis of an analysis of the current state of the manual assembly process and using multicriteria analysis. The next section describes the process of creating a simulation model in the Process Simulate program and creating a PLC control program for a robotic cell in the TIA Portal program. The work also contains a proposal for the visualization of the HMI control panel using the HMI Template Suite. At the end of the work is a description of the virtual commissioning itself.

Diplomová práce se zabývá virtuálním zprovozněním robotického pracoviště, určeného k montáži dílů krokových motorů NEMA 14, 17 a 23. Teoretická část je věnována rešerši v oblasti průmyslové robotizace a virtuálního zprovoznění. Dále je proveden rozbor řešené problematiky, na jehož základě jsou navrženy varianty robotického pracoviště. Ty jsou následně podrobeny multikriteriální analýze, pomocí které je vybrán výsledný koncept. Ten je zpracován jako 3D model a virtuálně zprovozněn, díky čemuž je zjištěn výsledný takt linky., The diploma thesis deals with the virtual commissioning of a robotic workplace designed for the assembly of parts of NEMA stepper motors 14, 17 and 23. The theoretical part is devoted to research in the field of industrial robotics and virtual commissioning. Furthermore, an analysis of the problem is performed, on the basis of which variants of the robotic workplace are proposed. Then, these are subjected to multi-criteria analysis, which is used to select the resulting concept. This concept is processed as a 3D model and virtually put into operation, thanks to the resulting line cycle is determined.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a virtuálním zprovozněním robotického pracoviště pro kompletaci hřídele elektromotoru. V teoretické části práce jsou shrnuty poznatky o virtuálním zprovoznění a je krátce představen simulační program Process Simulate z rodiny softwaru Tecnomatix. V praktické části je popsán návrh nového robotického pracoviště předmontáže rotorů, které má nahradit tři pracoviště ruční kompletace. Návrh byl proveden na základě analýzy aktuálního stavu procesu ruční kompletace a s využitím multikriteriální analýzy. V další části je popsán postup tvorby simulačního modelu v programu Process Simulate a tvorba PLC řídícího programu robotické buňky v programu TIA Portal. Práce obsahuje také návrh vizualizace ovládacího HMI panelu s použitím šablony HMI Template Suite. V závěru práce je popis samotného virtuálního zprovoznění., This diploma thesis deals with the design and virtual commissioning of a robotic workplace for the assembly of an electric motor shaft. The theoretical part of the thesis summarizes the knowledge about virtual commissioning and briefly introduces the simulation program Process Simulate from the Tecnomatix software family. The practical part describes the design of a new robotic workplace for pre-assembly of rotors, which is to replace the three workplaces of manual assembly. The design was made on the basis of an analysis of the current state of the manual assembly process and using multicriteria analysis. The next section describes the process of creating a simulation model in the Process Simulate program and creating a PLC control program for a robotic cell in the TIA Portal program. The work also contains a proposal for the visualization of the HMI control panel using the HMI Template Suite. At the end of the work is a description of the virtual commissioning itself.

Manufacturing variation and its propagation is an ever-present challenge for assembly. Nowhere is this a more difficult problem than in the aerospace industry. An industry where components are large and complex and tolerances are tight. This difficulty has halted the aerospace industry's progress towards greater automation, cheaper production and faster production rates. There is a lack of research considering automatic manufacturing variation control methods that are active during the production process: both for part-to-part assemblies and fixtured assemblies. This research addresses this gap by developing a novel and generalised data model, complete with two adaptive methodologies; one for each of the two types of assembly. The data model, drawing upon object-oriented programming techniques, improves upon the traditional static design approach to manufacturing and replaces it with a dynamic, adaptive and machine-readable model-driven approach. When supplied with metrology data, the data model monitors and automatically corrects the state of the key characteristics of assemblies effected by manufacturing variation. The first methodology leverages the data model to enable adaptive part-to-part assembly in low-tolerance applications. Applications such as those found in the aerospace industry, where part-to-part assembly can vastly reduce tooling and gauge costs and decrease assembly lead times. The second methodology enables the automatic control of multiple key characteristics for metrology-guided robotic assembly in low-tolerance applications. In addition to this, the methodology does not rely on any prior known mathematical or mechanical relationships. This ensures the methodology is robust to: variation in the components, location errors of the fixture and assembly robot, and errors in the pickup location between the robot and the component being assembled. This robustness to location errors is used to enable high-precision mobile assembly systems and reconfigur