Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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
Gripper for ISO 4/Class A environment
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Gripper för ISO 4/Class A (Swedish)
Abstract [en]

Antibiotics, oncology drugs and other products, mainly for intravenous use, are produced in facilities with very high cleanroom demands. To achieve pharmaceutical class A and ISO 4, the equipment must meet the highest demands of cleanability, sanitation and sterilization.

The purpose of this master thesis is to develop a concept of an autonomous gripper to operate together with a robot in a class A environments that would replace humans. Requirements such as wireless communication, internal energy storage as well as gripping force of at least 1000 N per finger are defined. Additional, all materials in contact with the cleanroom must withstand hydrogen peroxide that is used for sterilisation without releasing particles or gases. A full-scale prototype has been manufactured to evaluate the properties of the concept.

Several different concepts of grippers have been generated in this paper. A concept with an angular gripper and a bayonet clutch were selected after the concepts were discussed with the costumer and evaluated in an evaluation matrix. The gripper is driven by a stepping motor and has two gears, one planetary gear and one worm gear which together achieves a total ratio of 980:1. The gripper is wireless controlled using a Raspberry Pi which is programmed is CODESYS. Methods such as CAD and FEM has been used in the design of the gripper.

The measured mean gripping force of the gripper is 1206 N and the estimated battery life of the gripper in work is 43 minutes. The prototype has the outer dimensions 400∙170∙170 mm and the mass 10.9 kg. This thesis, combined with a number of suggestions for improvements can give the gripper potential for cleanroom classification ISO 4.

Abstract [sv]

Antibiotika, cancerläkemedel och andra läkemedelsklassade produkter i huvudsak för intravenöst bruk tillverkas i anläggningar med mycket höga renrumskrav. För att uppnå renrumsklassificering ISO 4 och GMP EU A ställs krav på rengörbarhet, sanitet och sterilisering av utrustningen.

Syftet med detta examensarbete är att ta fram ett koncept till ett autonomt gripdon som tillsammans med en robot ska kunna ersätta människor i renrumsklass ISO 4/klass A. Krav finns på bland annat trådlös kommunikation, intern energilagring samt en gripstyrka på minst 1000 N per finger. Dessutom behöver alla material i kontakt med renrummet kunna motstå väteperoxid som används vid sterilisering utan att släppa ifrån sig partiklar eller gaser. En prototyp i full skala har tillverkats för att utvärdera konceptets egenskaper.

Flera koncept på gripdon har genererats vartefter ett koncept med en vinkelgripare och bajonettkoppling valdes efter att de olika koncepten diskuterades med kund och utvärderats i en utvärderingsmatris. Gripdonet drivs av en stegmotor och har två växlar, en planetväxel och en snäckväxel som tillsammans har en total utväxling på 980:1. Gripdonen styrs trådlöst av en Raspberry Pi som är programmerad i CODESYS. Metoder som CAD och FEM har använts för att detaljutveckla gripdonet.

Den uppmätta medelgripkraften för gripdonet är 1206 N och den beräknade batteritiden för gripdonet i arbete är 43 minuter. Prototypen har yttermåtten 400∙170∙170 och väger 10.9 kg. Detta arbete i kombination med en rad förbättringsförslag kan ge gripdonet potential att efter vidareutveckling uppnå renrumsklass ISO 4.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 87
Series
MMK 2017:06 MKN 184
Keywords [en]
Gripper, Cleanroom, Pharmaceutical Manufacturing
Keywords [sv]
Gripdon, Renrum, Läkemedelstillverkning
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-210218OAI: oai:DiVA.org:kth-210218DiVA, id: diva2:1117489
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-06-29 Created: 2017-06-29 Last updated: 2017-10-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(4976 kB)91 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 4976 kBChecksum SHA-512
62f9d1b66a9b6cb294bdfa0bfe4b3c9747bdffb20d1fbcdcefb72e2325e35d8da578e46a3c39b43eea1568d693f7389379605f3cfcd1f8b08eadf8b1882fca8d
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 114 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: 402 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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