lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Dragkamp trimmar robotarmens sikte

2014-05-23

Cognibotics mätteknik gör det möjligt att läsa av växelns friktion och glapp. Här ses Klas Nilsson, Olof Sörnmo och Mathias Haage.

Identifiera robotens svaga punkter och låt den sedan själv sköta mätning av eventuella skavanker som den sedan justerar bort – idén fick Klas Nilsson, docent i datavetenskap vid LTH, under sitt arbete med EU-projektet Comet där företag och intuitioner från flera europeiska länder samarbetade för att förbättra industriella robotars styrsystem. Kommersialiseringen i LTH-avknoppningen Cognibotics är ännu i ett tidigt skede, men går allt som planerat kan Lund snart få ett mångmiljonföretag inom robotindustrin.

Även en helt nyproducerad industrirobot kan ha fel på flera millimeter i sina rörelser, det gäller särskilt om robotarmen utsätts för yttre krafter. För att komma till rätta med problemet köper industriföretagen i nuläget kostsam kalibreringsutrustning, så som laserkameror, för att mer exakt kunna ställa in systemet. Dessutom kräver varje injustering manuellt arbete och ofta konsulttimmar som sedan är bortkastade om roboten behöver få någon del utbytt eller om den belastas på ett annat sätt.

Klas Nilsson med bakgrund från ABB var på jakt efter något annat. Tillsammans med kollegorna på LTH ville han kartlägga exakt var felkällorna uppstår och hitta ett system som direkt kunde göra robotens rörelse mer exakta inom hela sitt arbetsområde.

– Jag ville gå till botten med felkällorna. Det tog ett tag innan vi fick med några av de andra deltagarna i EU-projektet men jag var säker på att det var rätt väg att gå, säger Klas Nilsson.

Lösningen låg i robotens eget styrsystem och dess servomotor och sensorer. För att kartlägga robotarmens svagheter dockas den först i en fast punkt varpå den inleder en dragkamp med sig själv. Ett svagt surrande ljud skvallrar om att motorerna i robotarmens leder får arbeta hårt. Mätvärdena plottras på den inkopplade dataskärmen där glapp och friktionskrafter i led och växlar obönhörligen avslöjas.

Totalt rör det sig om ett flerdimensionellt problem där, förutom rumskoordinaten, felaktigheter i vinkel och kraft också ska identifieras. Vanligast är att felen uppstår i första leden närmast golven eller i handleden längst ut på robotarmen.

Genom Lunds universitets innovationssystem fick Klas Nilsson och de övriga fem medgrundarna hjälp med att komma i kontakt med patentingenjörer och ta första stegen för att kommersialisera tekniken.

– Idén att låsa fast armen och sedan använda servomotorerna för att läsa av fel kan verka enkel men det finns faktiskt ingen som har tänkt på att använda den så här förr. Faktum är att patenten täcker även andra områden än robotarmar, säger Klas Nilsson.

Det senaste verktyget i arbetet med att kartlägga robotarmens felkällor är en specialtillverkat sjubent stöd för dockning som Cognibotics fått från Güdel AG i Schweiz. Ställningen gör det möjligt att docka robotarmen i flera punkter intill varandra och därmed även avslöja detaljfel i ledtransmissionen, något som i sig kräver speciell kompensering i styrprogrammet. Bolaget hyr in sig på RobotLab LTH där de bland annat använder avancerad mätutrustning för att verifiera att Cognibotics mjukvara faktiskt gör robotens rörelser mer exakta

– När väl felkällorna är identifierade är det en trivial sak att låta robotens styrsystem korrigera felen. Vi får bättre precision än specialkalibrerade industrirobotar som tillverkarna säljer idag, säger Klas Nilsson.

Speciellt inom fordonsindustrin med höga precisionskrav blir Cognibotics teknik högintressant. Där ställs ofta varje svetspunkt in manuellt. Klas Nilsson uppskattar att en femtedel av de 250.000 robotar som produceras årligen skulle kunna dra nytta av Cognibotics teknik. Dessutom finns det stora befintliga robotparker som också är en potentiell marknad. Robotar kan se oberörda ut när de dag och natt arbetar vid ett löpande band, men det är inte bara människor som drabbas av förslitningsskador. Lager och leder försämras succesivt och livstiden för en robot i produktion beräknas till ungefär tio år om den körs i tvåskift.

– Vår teknik skulle kunna förlänga den tiden betydligt. Mätningarna gör det dessutom möjligt att förutsäga när exempelvis ett kullager i en led är på väg att ge upp. Det gör att tillverkaren kan byta det vid nästa service och på sätt vis undvika oplanerade produktionsstopp, säger Klas Nilsson.

Just nu utvärderas Cognibotics mjukvara av flera större aktörer inom robotindustrin som ABB och SIR Robotica.

– Jag är helt övertygad att den här tekniken kommer att finnas i många robotar om några år, säger Klas Nilsson.

 

Joel Lyth

 

Fakta:

Cognibotics grundades 2013 av Klas Nilsson med forskningskollegorna Mathias Haage, Anders Robertsson Olof Sörnmo, Björn Olofsson och Adam Nilsson.

 

 

 


Tack vare bildanalysforskning från LTH kan användare nu själva producera gatubilder i samma stil som Google Street View. Tekniken har blivit bolag med namnet Mapillary, och utvecklas av fyra Skåneentreprenörer med LTH-lektorn Jan...[läs mer]


Nu har 100 avhandlingar producerats på Institutionen för reglerteknik vid Lunds Tekniska Högskola. Det firas genom att spika upp alla avhandlingar - gamla som nya - på en vägg. Alumner från LTH samlades i M-huset i april för att...[läs mer]


Bra har blivit ännu bättre när motorlabbet vid LTH nu byggts ut rejält. I början av året firades det hela med en invigning då bland andra Bengt Johansson, professor i förbränningsmotorer, visade kollegor, ledning och från...[läs mer]


I ett fönsterlöst rum på universitetssjukhuset i Malmö sitter LTH-lektorn Jakob Löndahl och suger i sig ett moln med nanopartiklar. Om några år hoppas han och forskarkollegan Per Wollmer att deras apparat för lungdiagnostik ska...[läs mer]


Säg 3D-skrivare och många tänker på skojiga modellfigurer i plast. Men numera går det att göra mycket mer komplicerade saker än så. Med 3D-skrivare går det att skriva ut allt från ortopediska implantat och små specialdetaljer för...[läs mer]


Kan man bli sjuk av att ta hand om sin tvätt? I kläder finns rester från tvättmedel som kommer ut i vår inomhusluft när de torktumlas. Hur vi påverkas av att andas in partiklarna undersöker just nu forskarna på Ergonomi och...[läs mer]


I slutet av februari träffade ett trettiotal LTH-forskare tidningen Ny Tekniks chefredaktör Susanna Baltcheffsky. Här är några av hennes tips till våra forskare om hur man bättre syns i media:Väck känslor! Framgångsrika...[läs mer]


Betala i kassan med hjälp av din hand. Det kanske verkar som science fiction, men är i högsta grad verklighet. Fredrik Leifland, student i industriell ekonomi på Lunds Tekniska Högskola har vid sidan av studierna utvecklat en...[läs mer]


Visar post 9 till 16 av totalt 20.