Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Smörjningsfri led till industrirobot
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2006 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Lubrication free joint for industrial robot (English)
Abstract [en]

IRB 340, Flexpicker is an industrial robot used for sorting, packaging and the handling of details up to two kg. The Flexpicker is a delta robot, meaning that it with three arms controls a triangular plate, swivel, in a work area shaped like a cylinder. Joints using plain bearings connect the arms.

The plain bearing in use today consists of a plastic ring which slides against a hard anodized joint ball. Despite the fact that the plastic contain friction-lowering additives, the bearing needs to be lubricated to prevent noise. Because the robot is used in food and drug handling environments, where the demands on hygiene are set very high, the robot is often washed. This results in the lubrication being washed away and more grease needs to be added.

The purpose of this Master Thesis was to examine and document the possibilities of eliminating the use of external lubricants. To enable the use of softer plastics, calculations were done to determine the loads on the components in the plain bearing. Similar calculations had been made between 1997 and 1999 but we could show that they are no longer relevant. We have also found that they used a time, for the robot to complete a cycle, that didn’t match reality.

We continued by performing experiments on combinations with a few, carefully selected FDA-approved plastics and joint balls with hard, friction lowering coatings. The temperature in the ungreased plain bearings was measured during running operations and we could determine which combination produced the lowest amount of friction. Also by listening for noise, we found that the combination of the hard anodized joint ball used today, sliding against the plastic Fluorosint 207, worked best. An endurance test was started with this combination and since no noise has been noted and the wear is low we believe that we’ve found a solution to the problem.

Parallel to this we have studied the possibility of alternative solutions to the problem. One was to change the joint and use two separate rotations, which is tribologically favourable. This solution also eliminates the expensive spring unit that is keeping the parallel arms together. Tests where we have lowered the force in the spring unit have been performed with good results. A lower force results in less wear and makes it possible to change the shape of the spring unit. In the report we have suggested a new shape of the spring unit that lowers the cost of production

Abstract [sv]

IRB 340, Flexpicker är en industrirobot som används för sortering, paketering och hantering av detaljer upp till två kg. Roboten är av deltamodell vilket innebär att den med tre armar styr en triangulär platta, svivel, i ett cylinderformat arbetsområde. Armarna kopplas ihop med glidlager.

Det idag använda glidlagret består av en plastring som glider mot en hårdanodiserad aluminiumkula. Trots att plasten innehåller friktionssänkande additiv måste lagret smörjas för att oljud inte ska uppstå. Eftersom roboten används i livsmedels- och läkemedelsindustrin, där hygienkraven är högt ställda, tvättas roboten ofta vilket resulterar i att smörjmedlet försvinner och nytt fett måste tillföras.

Syftet med examensarbetet var att undersöka och dokumentera möjligheterna att eliminera smörjningsmomentet. För att kunna välja så mjuka plaster som möjligt gjordes beräkningar på de belastningar komponenterna i lagret utsätts för. Liknande beräkningar hade genomförts mellan 1997 och 1999 men vi kunde visa att dessa inte var relevanta eftersom dimensionerna i lagret har ändrats och använda cykeltider inte stämmer överens med verkligheten.

Vi fortsatte med att genomföra experiment på kombinationer av några få, noga utvalda, livsmedelsgodkända plaster och ledkulor belagda med hårda, friktionssänkande skikt. Temperaturen i det osmorda lagret mättes under drift som en indikation på friktionens storlek. Genom att dessutom lyssna efter ljud, fann vi att den idag redan använda hårdanodiserade kulan tillsammans med plasten Fluorosint 207 gav bäst resultat. Ett långtidstest startades med denna kombination och eftersom inget oljud har uppstått och nötningen är låg tror vi att vi funnit en lösning på problemet.

Parallellt med detta har vi studerat möjligheten till alternativa lösningar av problemet. En lösning var att lagra rörelsen med två rotationer då detta blir gynnsammare för lagren. Lösningen eliminerar också den dyra fjäderenhet som håller samman parallellarmarna. Tester där vi sänkt kraften i den idag använda fjäderenheten har genomförts med goda resultat. En lägre fjäderkraft innebär mindre nötning på lagret samtidigt som det medför möjligheten till alternativ utformning av fjäderenheten. Vi har givit förslag på en utformning som minskar tillverkningskostnaden samtidigt som fjäderenheten blir enklare att hålla ren.

Place, publisher, year, edition, pages
2006.
Series
MMK 2006:32 MME781
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-101219OAI: oai:DiVA.org:kth-101219DiVA: diva2:546844
External cooperation
ABB Robotics,Staffan Ellqvist
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-24 Created: 2012-08-24 Last updated: 2012-08-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Jubner,Landkvist(119 kB)107 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 119 kBChecksum SHA-512
cfc0cb4b56dea04fefccfa4867c2eae26481c34beebebce28309ad769e65c57fabe95193347706c6f6313727950046201cdeedb8e34b6aad414aed3f3c258820
Type fulltextMimetype application/pdf
Jubner,Landkvist 2(902 kB)271 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 902 kBChecksum SHA-512
bb418dff804177f0e525f3965215c1d9919354507ffc141bfbe82dd1975fe840e26474c7dc8f846bde2d1d0f9747fe61ff20f6980bdd98992a36ba2936b0d526
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 378 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 100 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf