MUSME 2011 4 th International Symposium on Multibody Systems and Mechatronics

El libro de actas recoge las aportaciones de los autores a través de los correspondientes artículos a la Dinámica de Sistemas Multicuerpo y la Mecatrónica (Musme). Estas disciplinas se han convertido en una importante herramienta para diseñar máquinas, analizar prototipos virtuales y realizar análisis CAD sobre complejos sistemas mecánicos articulados multicuerpo. La dinámica de sistemas multicuerpo comprende un gran número de aspectos que incluyen la mecánica, dinámica estructural, matemáticas aplicadas, métodos de control, ciencia de los ordenadores y mecatrónica. Los artículos recogidos en el libro de actas están relacionados con alguno de los siguientes tópicos del congreso: Análisis y síntesis de mecanismos ; Diseño de algoritmos para sistemas mecatrónicos ; Procedimientos de simulación y resultados ; Prototipos y rendimiento ; Robots y micromáquinas ; Validaciones experimentales ; Teoría de simulación mecatrónica ; Sistemas mecatrónicos ; Control de sistemas mecatrónicosUniversitat Politècnica de València (2011). MUSME 2011 4 th International Symposium on Multibody Systems and Mechatronics. Editorial Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/13224Archivo delegad

Towards a Conceptual Design of an Intelligent Material Transport Based on Machine Learning and Axiomatic Design Theory

Reliable and efficient material transport is one of the basic requirements that affect productivity in sheet metal industry. This paper presents a methodology for conceptual design of intelligent material transport using mobile robot, based on axiomatic design theory, graph theory and artificial intelligence. Developed control algorithm was implemented and tested on the mobile robot system Khepera II within the laboratory model of manufacturing environment. Matlab© software package was used for manufacturing process simulation, implementation of search algorithms and neural network training. Experimental results clearly show that intelligent mobile robot can learn and predict optimal material transport flows thanks to the use of artificial neural networks. Achieved positioning error of mobile robot indicates that conceptual design approach can be used for material transport and handling tasks in intelligent manufacturing systems

Ein mobiler Serviceroboter zur Automatisierung der Probenahme und des Probenmanagements in einem biotechnologischen Pilotlabor

Scherer T. A mobile service robot for automisation of sample taking and sample management in a biotechnological pilot laboratory. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2004.In biotechnologischen Laboratorien ist die Qualität der typischerweise pharmazeutischen Produkte ein wortwörtlich lebenswichtiges Ziel. Die Qualität der Zellkultivierungen wurde historisch nur durch off-line Messungen von physikalischen Prozessparametern wie pH und pO2 sichergestellt. Biologische Parameter wie die Zelldichte und -viabilität wurden nur off-line gemessen, weil das dazu notwendige Probenmanagement hochkomplizierte Manipulationen und Analysen beinhaltet und deshalb nicht automatisiert werden konnte. Es gibt zwar mehrere automatisierte Geräte, um einem Labortechniker zu assistieren, aber kein System, welches das gesamte Probenmanagement automatisiert. In dieser Arbeit wird ein neuer Typ von Serviceroboter präsentiert, der aus einem auf einer mobilen Plattform montierten Roboterarm besteht und diese Lücke schließt. Dieser Roboter muss eine ganze Reihe von Problemen bewältigen: Er muss seine Position im Labor bestimmen können (Lokalisation), er muss eine kollisionsfreie Bahn zu den beteiligten Geräten finden können (Bahnplanung mit Hindernisvermeidung), er darf bei seinen Bewegungen keine Menschen gefährden oder Laborausrüstung beschädigen (Kollisionsvermeidung), er muss die zu bedienenden Geräte erkennen und ihre Position präzise messen können (Bildverarbeitung), er muss sie bedienen können (Armsteuerung), er muss Objekte greifen können (Greifer und Finger) und er muss sie gefügig handhaben können, um sie nicht zu beschädigen (Kraftregelung). Er muss autonom sein, um nur die allernotwendigste Menge an Benutzereingriffen zu benötigen, und doch durch ein Laborsteuerprogramm kontrollierbar sein, um Eingriffe zu erlauben. Schließlich muss er einfach durch ungeschultes Personal zu warten sein. All diese Aspekte werden von dem in dieser Arbeit präsentierten neuen Robotersystem abgedeckt.In biotechnolgical laboratories, the quality of the typically pharmaceutical product is a literally life-important goal. Historically, the quality of the cell cultivations was ensured by on-line measurements of physical process parameters like pH and pO2 only. Biological parameters like cell density and viability were only measured off-line, because the necessary sample management involves highly complicated manipulations and analyses and could therefore not be automated. Various automated devices to assist a laboratory technician do exist, but so far no system to automate the entire sample management. In this work a novel type of service robot consisting of a robot arm mounted on a mobile platform is presented that closes this gap. This robot has to master a multitude of problems: It must be able to locate its position in the laboratory (localisation), it must be able to find a collision-free path to the involved devices (path planning with obstacle avoidance), it must not endanger humans or damage laboratory equipment while moving (collision avoidance), it must be able to recognize the devices to be manipulated and measure their precise position (computer vision), it must be able to manipulate them (arm control), it must be able to grasp objects (gripper and fingers) and it must be able to handle them with compliance in order to not damage them (force control). It must be autonomous in order to only require the least possible amount of user intervention, and yet controllable by a laboratory control program in order to allow intervention. Finally, it must be easily maintainable by non-expert personell. All these aspects are covered by the novel robot system presented in this thesis