Automatiserer småserier

Normalt bygges komplekse konstruksjoner som biler og fly i jigg, dvs. i faste, kostbare fiksturer som holder bitene på plass til man får naglet eller sveist dem sammen.

Sivilingeniør Henrik Kihlman jobber i sitt doktorgradsarbeid med å utvikle fastjiggløse robotkonsept. Objektet i studien er Saabs nye førerløse fly (UAV). Studiens tittel er "Høypresisjons bearbeidings- og monteringscelle med automatisk omstilling av fiksturer".

Futuristisk

Hovedideen er at de store fiksturene erstattes av mindre, høyst mobile " tripods", tre- eller flerbente installasjoner - eller dynamiske moduler som Kihlman sier - som støtter og låser hoveddelene - holder dem korrekt fiksert i rommet før de sammenføyes. Så stikker en robot inn armen i den rommelige rammen og gjør arbeidet. Alt er nitid simulert på forhånd.

For at roboten skal kunne styres eksakt i et tredimensjonalt rom, må den først vite hvor den er, deretter hvor den skal. For å orientere den, eksperimenteres det nå med syn på roboten, altså ytterst på manipulatorarmen. Der sitter en enhet som sender ut IR-lys. Dette reflekteres fra innmålte punkter/speil i rommet. Da har roboten et " stjernesystem" å navigere etter. Systemet utvikles sammen med Leica.

Nøyaktigheten i robotens verktøyende øker fra pluss/minus 1 millimeter til nesten utrolige 0,05. - Presisjonsnavigasjon er mulig fordi roboten kjenner hvert punkt i geometrien til produktet som skal settes sammen, via DAK-programmet Dassault-DELMIA, forteller Kihlman.

Fordi teknikken ikke minst gjør små serier lønnsomme på en helt annen måte enn før, burde den etter Kihlmans mening være høyaktuell for den konkurranseutsatte industrien i Norge. Men inntil videre er det meste hemmelig, og forbeholdt Saabs nye flyprosjekt. Volvo har tinget på konseptet, fordi de ønsker å bygge prototyper og utstillingsbiler ved hjelp av Kihlman-systemet. Dassault har førsterett til kommersiell bruk - ved siden av Saab - til prototypbygging og det nevnte UAV-flyet, som Saab skal bygge sammen med Dassault - kjent for kampflyene i Mirage-serien.

Leve av UAV

Kihlman fortalte på Brukerforeningens (for robotikk og automatisering) møte i Drammen i den første septemberuken, at arbeidet egentlig går ganske raskt og greit, og at Saab har vært svært hjelpsomme. Ikke så merkelig, i og med at det er UAV'er og leieproduksjon (for eksempel for Airbus) som Saab i hovedsak skal leve av etter hvert som byggingen av 300 mellomstore kampfly type Gripen JAS-37 er over om noen år. Saab er omtrent halvveis i den forventede produksjonsserien. Fordi UAV'er kanskje bare bestilles ti og ti i slengen, må Saab finne opp en produksjonsmetode som gir dem mulighet til overlevelse i et nådeløst marked.

Byggesett

Den rammen som danner den tredimensjonale "omkretsen" i cellen bygges modulært, av firkantstål som klamres sammen. Kihlman fortalte at de hadde sjekket muligheten for å bruke aluminium firkantbjelke, men stål gir høyest stabilitet og lavest varmeutvidelse. Modulær bygging gjør at fiksturene etter at serien er produsert, enkelt demonteres og elementene kan brukes om igjen til noe annet.

En større utfordring enn den tredimensjonale rammen, har vært å gi roboten maksimal nøyaktighet. Den må for eksempel kunne bore flere hundre hull i det produktet som skal bygges i celle. Deretter skal roboten i samme celle, men med et nytt verktøy, nagle sammen detaljene. Alle hull må være vinkelrett på overflaten for at naglehodene skal kunne forsenkes, slik man må i et flyskrog. En posisjoneringsnøyaktighet på utrolige 0,05 millimeter og 35 tusendels radian, er målet. Bare da kan roboten seriemessig bore hull, sette inn nagler og banke dem plass. Måten å gjøre dette på er den tidligere nevnte innmålingen i rommet av verktøyet ytterst på robotarmen. Eksperimentene i Linköping viser, ifølge Kihlman, at han og Saab er på god vei til å nå målet.