Samenvatting

In dit document is de ontwikkeling van een adaptief en intuïtief tilhulpsysteem beschreven. Het is ontwikkeld voor Festo B.V. te Delft om de mogelijkheden van de eigen apparatuur in beeld te brengen. Festo is een leverancier van pneumatische, elektrische en hybride technologieën voor de automatisering van productieprocessen. Het onderzoek richt zich op de ontwikkeling van een volledig elektrisch tilhulpsysteem dat massa’s tot 50 kg kan verplaatsen. De gebruiker moet hiervoor 20 % van de versnellende kracht uitoefenen, de overige 80 % wordt ondersteund door de motor.
De Electric Drives (elektrische aandrijvingen) productgroep van Festo bestaat onder andere uit de onderdelen:
- Lineaire- of roterende as
- Servo- of stappenmotor
- Motorcontroller.
Het tilhulpsysteem is ontwikkeld voor een lineaire tandriemas, een servomotor en een bijbehorende motorcontroller. Om de motorcontroller cyclisch (constant) te kunnen aansturen en uitlezen, is een PLC gebruikt. In de PLC is een regelsysteem verwerkt dat op basis van een motorstroommeting en de beweging kan analyseren wat de gebruiker aan kracht uitoefent. Op basis hiervan wordt een beweging gerealiseerd die natuurlijk aanvoelt voor de gebruiker.
Het regelsysteem bepaalt eerst de massa die aan de slede of op het plateau is bevestigd. Dit is afhankelijk van de laatst bewogen richting. Op basis van de massa aan de slede wordt bepaald welke massa de gebruiker moet versnellen. Dit is zoals gezegd een vijfde van de massa aan de slede. Met een schakelaar wordt er aan het systeem aangegeven dat er bewogen mag worden. De PLC start dan met het berekenen van een verwachte motorstroom op basis van de beweging. De verwachte motorstroom wordt vergeleken met de gemeten motorstroom en op basis daarvan wordt de kracht die de gebruiker uitoefent, bepaald. Met de formule a = F/mgebruiker wordt de versnelling berekend die gerealiseerd moet worden. Om de versnelling te realiseren moet de snelheid in een bepaalde tijd worden opgehoogd. De functies zijn afkomstig uit de testrapporten uit de Bijlagen D tot en met -G.
Op basis van dit rapport kan worden geconcludeerd dat het mogelijk is om met Festo onderdelen een adaptieve tilhulp te realiseren dat werkt op basis van motorstroommetingen. De testresultaten laten zien dat het regelsysteem zou kunnen werken, maar volgens Bijlage H: Testrapport Intuïtiviteit werkt het regelsysteem nog niet optimaal. Het systeem is nog erg instabiel. Het is aan te bevelen nader onderzoek te doen naar de aard van de wrijvingen in het systeem en het berekenen van de kracht die de gebruiker uitoefent. Aangenomen is dat de bepaalde wrijvingen zijn veranderd na het betrekken van de PLC en dat met het in beeld brengen van de metingen via de PLC veel winst behaald kan worden op de stabiliteit. Alle metingen moeten in het vervolg worden uitgevoerd met dezelfde regelkring van de motorcontroller.