Teollisuusrobottien tarraintyypit ja sähköisen tarraimen rakentaminen materiaalia lisäävää valmistusta hyödyntäen

Abstract

Tässä työssä esitellään teollisuusroboteissa käytettäviä erilaisia tarraintyyppejä. Tarraimet jaotellaan toiminnallisuuden mukaan ja niiden tärkeimpiä ominaisuuksia sekä tyypillisimpiä käyttötarkoituksia käydään läpi. Yleisimpiä tarraintyyppejä ovat mekaaniset tarraimet, joiden voimanlähteinä käytetään pääasiassa pneumatiikkaa ja sähköä. Niiden lisäksi työssä esitellään imu- ja magneettista tartuntaa sekä harvinaisempana tunkeutuvaa tartuntaa hyödyntävät tarraimet. Myös robottisolujen tahtiaikaa lyhentämään käytettäviä monikäyttöisiä ja monitarraimia sekä tarraintenkin vaihdossa hyödynnettäviä työkalunvaihtajia sivutaan lyhyesti.

Työn tutkimusosa toteutetaan Tampereen teknillisen yliopiston ammattiainekerho Pullonkaulan Drinkkirobotti-sovellusta varten. Tutkimusosa käsittelee sähköisen tarraimen rakentamista materiaalia lisäävää valmistusta eli 3D-tulostamista hyödyntäen. Tarraimen käyttötarkoitus on haastava, sillä tarraimella täytyy voida tarttua useaan erimuotoiseen ja -kokoiseen kappaleeseen. Tästä syystä toteutettavaksi valittiin adaptiivisella eli mukautuvalla sormimekanismilla varustettu tarrain.

Teollisuusrobotin tarrain on yksi robottisolun tärkeimmistä osa-alueista, joten sen valintaan tai suunnitteluun täytyy panostaa riittävästi. Työn tutkimusosassa tarraimen rakentamista alustetaan ensin sen tehtävän ja vaatimusten määrittämisellä. Kun valmistettavan tarraimen malli on valittu, käydään läpi rakennusprosessissa hyödynnettävien materiaalia lisäävien valmistusmenetelmien perusperiaatteet. Tämän jälkeen varsinainen tarraimen rakentaminen ja siihen liittyvät haasteet sekä ratkaisut kohdattuihin ongelmiin on esitelty. Työn lopputuloksena syntyi toimiva tarrain, joten 3D-tulostamisen voidaan ajatella sopivan robotin tarraimen valmistamiseen.