SINTEF-forsker Sigurd Albrektsen følger med når roboten plukker stolhjul fra en kasse. De optiske sensorene som styrer robotarmen er montert i en annen robot.
SINTEF-forsker Sigurd Albrektsen følger med når roboten plukker stolhjul fra en kasse. De optiske sensorene som styrer robotarmen er montert i en annen robot.

Utvikler universell bin-picking basert på to roboter

Den ene roboten holder kameraet, mens den andre plukker deler som ligger hulter til bulter.

Morgendagens robotløsninger

  • «Next generation robotics» er et kompetanseprosjekt med brukermedvirkning (KMB) under Forskningsrådets brukerstyrte innovasjonsarena (BIA), og ledes av SINTEF IKT.
  • Prosjektet har åtte partnere: SINTEF, NTNU, Statoil, Hydro, Tronrud Engineering, Glen Dimplex Nordic, SB Seating og RobotNorge.
  • Neste generasjon robotteknologi skal bli til gjennom å videreutvikle kompetansen i norske forskningsmiljøer og deltakende industri, utvikle ny robotteknologi og nye, innovative robotløsninger.
  • Prosjektet går over fem år (2009–2014) med et budsjett på 36 millioner kroner. Det skal utdannes fire ph.d.-kandidater i prosjektet – knyttet opp mot NTNU (Institutt for teknisk kybernetikk og Institutt for produksjon og kvalitetsteknikk).

Tekst: Åse Dragland, Sintef

Løsningen blir testet ut på hjul for kontorstoler hos Scandiavian Business Seating (SB Seating) på Røros.

Les også: SB Seating har økt effektiviteten med 70 prosent siden 2005

Frigjør menneskehender

Selskapet produserer rundt 1000 skreddersydde Håg-stoler hver dag.

Roboten plukker opp ett og ett hjul fra stabelen i kassen og plasserer dem i renna. Uansett hvordan hjulene måtte ligge, klarer roboten å gripe nøyaktig.

Når de ulike delene av en kontorstol skal settes sammen, glir operasjonene smidig og automatisk ved produksjonsenheten SB Seating. Men når hjulene skal monteres, må menneskehender ta over. De fem hjulene som ligger hulter i bulter i en kasse, må plukkes opp og plasseres i ei renne før roboter igjen kan ta over og sette dem på stolføttene.

Nå mener forskere fra SINTEF at de har funnet løsningen som kan effektivisere produksjonen og redusere kostnadene.

Les også: Masseprodusert skreddersydd er i skuddet

Robotene ser og griper

Vi befinner oss i et lyst og rommelig laboratorium i Trondheim. Her har arbeidet med å optimalisere produksjonslinja til industrien, pågått.

Forsker Sigurd Albrektsen har rigget seg til med pc-en rettet mot oppsettet av to robotarmer og en kasse med hjul. Han forteller at den ene roboten er utstyrt med gripeverktøy, mens den andre har 3D-syn (laser og avansert kamera) som gjenkjenner, eller finner posisjonen, til ulike deler.

– Griperoboten kan plukke hjulene på fire ulike måter, forklarer han mens han trykker på startknappen.

– Det er viktig med tanke på at de ligger i ulike posisjoner.

Siden SB Seating produserer én stol i løpet av 20 sekunder, må forskerne få roboten til å plukke et hjul hvert fjerde sekund. I løpet av få sekunder henter griperoboten hjulene opp av kassen.

Les også: Robotduo pakker hundepølser, med maskinsyn, uten menneskelig assistanse

Langt i utviklingen



– Bin-picking har vært et problem i alle forskningsmiljøer i mange år, kan prosjektleder Svein Peder Berge på SINTEF IKT opplyse.

Dagens plukke-roboter er flinke til å hente deler som ligger i bestemte posisjoner, men ikke om de ligger usortert i en eske. Nå blir roboten fortalt hvilket hjul den skal plukke ved bruk av en tegning (CAD-modell). De lærer roboten å gjenkjenne hjulet og hvordan det ligger i esken slik at den kan gripe det nøyaktig uansett hvilken posisjon hjuldelene har i esken.

Berge mener SINTEF har opparbeidet tilstrekkelig kompetanse innen 3D-vision, griping og styring av roboter som kan videreutvikles til ny, norsk teknologi.

- Vi har teknologi som muliggjør en industrialisering av en generisk bin-picking-løsning, sier han.

Les også: RFID (radiobrikker) styrer lakkeringsrobotene



Løsning med videre perspektiv

Stein Are Kvikne ved SB Seating sier at plukking av hjul er valgt som en aktuell oppgave fordi bedriften nå bruker en robot-montasjecelle som setter hjul inn i fotkryss.

Han forteller at hjulene i dag magasineres opp manuelt av en operatør. Det er en jobb som ikke er spesielt utfordrende for et menneske og heller ikke optimal ut fra et HMS-perspektiv.

- Dersom vi velger å automatisere akkurat denne operasjonen vil det i all hovedsak være motivert ut fra slike hensyn, sier Kvikne.

Han forklarer at de vil få igjen produktivitetsgevinsten i form av bedre arbeidsmiljø og bedre utnyttelse av operatørens kjernekompetanse.

Men Kvikne understreker at roboten fra SINTEF viser løsninger som har interesse langt ut over plukking av stolhjul. Robotene demonstrerer en generisk teknikk der ulike komponenter kan håndteres i samme løsning. Kombinasjonen av 3D-vision, en fleksibel robotgriper og en 3D-CAD-modell av komponenten, gjør at komponenten kan plukkes direkte ut fra transportemballasjen.

- Vi er veldig nær en løsning som det er aktuelt å investere i for oss, både fra et teknologisk og økonomisk perspektiv, opplyser Kvikne.

Les også: Maskinsyn blir bedre og billigere