JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

En seende robot som automatiskt lägger två golvplattor i minuten med extrem precision. Det är vad Linköpingsföretaget Cbot utvecklat. I april ska maskinen ut på betaluppdrag.

Linköpingsföretaget Cbot grundades för drygt tre år sedan av Robert Söderberg, Fredrik Viksten, Anders Moe och Björn Johansson. Alla fyra har studerat på Linköpings universitet på linjen Teknisk Fysik och Elektroteknik. Innan Cbot har de arbetat med datorseende mätteknik kopplat till robotteknik i över 15 år, både som forskare på Computer Vision Lab (CVL) samt Informationskodning (ICG) på Linköpings universitet och kommersiellt.

Redan från start hade gänget bakom Cbot ett mål: att göra robotar som ser, är intelligenta och utför ett specifikt hantverk.

− Vi ville ta roboten från industrigolvet och använda den på annat sätt. Vi hade lite olika idéer, men via min släkt har jag ganska stark koppling till byggbranschen och jag har förstått att den har ett jättestort problem med produktiviteten, säger Robert Söderberg, en av medgrundarna till Cbot.

Faktum är att produktiviteten inom tillverkningsindustrin ökat stadigt sedan 1960-talet, medan den har gjort det motsatta inom byggbranschen.

− Arbetsmiljön är ett stort problem och det är ju bättre att slita ut robotar än människor. Så vi tänkte att robotautomation kan vara ett sätt att lösa problemet.

Rätt snabbt föll valet på att utveckla en automatisk plattläggare. Det är ett tungt, repetitivt och slitsamt arbete att lägga ut plattor på tusentals kvadratmeter golvyta – på flygplatser, i matbutiker, tunnelbanor eller annat.

Tänk dig själv. Plattorna är vanligen 30 × 30 cm stora, 2,5 cm tjocka och väger cirka 6 kg styck. Du lyfter, lägger rätt, sitter på knä, bankar med klubba med sned och böjd rygg.

− Men samtidigt som arbetet är fysiskt är kravet på noggrannhet otroligt högt. Nivåskillnaden mellan två närliggande plattor måste vara mindre än en halv millimeter annars smattrar kundvagnarna när de dras över golvet i en butik, förklarar Robert Söderberg, och han fortsätter:

− För att nå en så pass hög noggrannhet i höjdled måste vår robot kunna positionera plattan på en tiondels millimeter när.

I flera decennier har forskare försökt lösa utmaningen – men trots ett antal forskningsprojekt världen över har ingen tidigare lyckats realisera en hållbar lösning.

De flesta har utgått från en industrirobot, som har väldigt god precision. Men för att klara de krafter som krävs – det handlar om flera hundra kilos konstant tryck – måste roboten vara förhållandevis stor. Då blir den dyr, och i slutänden svåra att räkna hem.

− Vi har istället tagit fasta på hur människan arbetar med sina armar. De har ganska dålig precision, men kan ändå göra väldigt avancerade saker. Det är anledningen till att vi använder något som kallas Visual Servoing.

Så här går det till

Hemmafixaren vet att att golvplattor läggs i ett tunt lager fix. I stora lokaler med många tusen kvadratmeter golvyta går det inte till så. Där gjuts hela golvet varpå rader med 5 cm torrbruk, en blandning av sand och cement, i höjdled läggs ovanpå det ojämna resultatet. I torrbruket placeras sedan golvplattor ut, och bankas ned till rätt höjd.

Roboten från Cbot är utvecklad för torrbruksmetoden. Den rör sig inte själv utan placeras utan större noggrannhet där den första plattan ska ligga. Därefter kan den på egen hand lägga och finjustera åtta golv­plattor i en rad, varpå den flyttas för att lägga åtta plattor till.

I snitt kan roboten lägga två plattor per minut. Ett krav är att den ska kunna lägga 11 kvm per timme. När den rör sig som snabbast är den uppe i hastigheter runt en meter per sekund. Plattorna tar den från ett magasin som laddas manuellt med hjälp av en kärra.

Visual Servoing innebär att systemet hela tiden mäter, flyttar lite, mäter och flyttar igen. Metoden påminner om hur vi männi­skor gör när vi ska plocka upp något, exempelvis en penna från ett bord. Vi tittar hela tiden på pennan medan handen förs till den.

En industrirobot är helt blind. Den måste programmeras med position och tid för att kunna plocka upp en sak. Kopplas en kamera till systemet kan det ta en bild, för att sedan räknar ut var pennan är och plockar upp den.

− Det är som att titta, blunda och sen plocka upp. Det är inte så lätt.

För att styra sin robot har Cbot utvecklat två mätsystem – ett lokalt och ett globalt. Det lokala ser till att den golvplatta som just ska läggas passar in med omkringliggande plattor. Det globala fixar till raka fogar och ett plant golv.

− Traditionellt spänner man snören för att ange höjden när man ska bygga en plattrad. Snöret flyttas med för varje rad. Vårt globalsystem är en laser med lite speciallösningar som ersätter dagens snöre.

Denna artikel har tidigare publicerats i magasinet Elektronik­tidningen. För dig som jobbar i den svenska elektronik­branschen är Elektronik­tidningen gratis att prenumerera på – våra annonsörer betalar kostnaden.
Här ansöker du om prenumeration (länk).

Det lokala systemet använder lasertriangulering för att mäta in plattan. I stort går det till så att en laser lyser snett ned mot en yta, medan en kamera fångar upp reflexerna. Är systemet kalibrerat går det på så sätt att mäta avståndet mellan kamera och yta mycket noggrant.

− Mätsystemet är helt egenutvecklat. Vi har köpt kameror och lasrar som vi har monterat ihop och vi har skrivit alla algoritmer själva. I över tre år har vi utvecklat algoritmer för att få ihop detta, med de krav på noggrannhet som ställs.

Just algoritmerna är en företagshemlighet. I skrivande stund ansöker företaget om patent för de algoritmer som används för att noggrant mäta in positionen, så Robert Söderberg är inte villig att yppa några detaljer om hur sensordata tolkas.

Det är också här företagets långsiktiga affärsidé gömmer sig.

− Vi har tagit fram en mjukvaruplattform med mätsystem för en seende och intelligent robot. Genom att addera olika mekanik går det att skapa nyckelfärdiga system som utför ett specifikt hantverk. Därefter finns mängder av passande uppgifter i byggbranschen, som målning och gipsning.

Förutom att Cbot utvecklat mätsystemet med mjuk- och hårdvara har företaget även utvecklat det plattläggande robotsystemet. Här har kostnaden varit ett väsentlig inslag.

− Vi använder inte en robot­arm utan något man kallar linjär­enheter, en slags traverslösning. Det passar plattläggning väl och är mycket billigare än industriarmar om man ska nå de krafter som vi behöver, säger Robert Söderberg.

Själva handen – eller robotverktyget för att fysiskt kunna hålla i plattorna och positionera plattor noggrant – har Cbot utvecklat med hjälp av olika typer av stegmotorer som styrs i detalj. Även denna del i systemet söker företaget patent på.

Idag är roboten inte självkörande. ­Istället har Cbot fokuserat på den slitsamma uppgiften, och på att snabbt få ut den på marknaden för att få intäkter.

− Om köpintresse finns går det att göra maskinen självkörande, så att den kan knalla längs med raderna. Det är egentligen inget svårt. Självkörande truckar har funnits hur länge som helst.

Nästan från start har plattsättningsfirman Golvimporten varit involverad och bidragit med branschkompetens. Det har varit många vändor ute på byggen, och sedan ett drygt år har maskinen testats i byggmiljö. Tidiga fälttester har finansierats av Golvimporten, Vinnova och Svenska byggbranschens utvecklingsfond.

− Nu är allt på plats och de närmaste månaderna ska vi ut och lägga golv och ta betalt. Vi kallar det Cbot Flooring Service.

I ett första steg ska maskinen hyras ut med operatör från Cbot. Tjänsten är ett samarbete med Golvimporten.

− Målet på sikt är att vi ska sälja maskiner eller hyra ut utan operatör. Där ska vi vara under årets fjärde kvartal. Men först vill vi göra den lite mer användarvänlig och mekaniken lite mer robust.

 

MER LÄSNING:
 
magasinet

230 elektronik­konsulter

Registrera ditt företag nu!
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik
Anne-Charlotte
Sparrvik
+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)