Ny kobling til samarbejdende robotter skifter værktøj i en fart
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
By signing up, you agree to our Terms & Conditions and agree that Teknologiens Mediehus and the IDA Group may occasionally contact you regarding events, analyzes, news, offers, etc. by telephone, SMS and email. Newsletters and emails from Teknologiens Mediehus may contain marketing from marketing partners.

Ny kobling til samarbejdende robotter skifter værktøj i en fart

I mere end 20 år har maskiningeniøren Henning Forbech arbejdet som konsulent og hjulpet andre virksomheder med at udvikle mekanik, produktionsudstyr og robotløsninger. Nu er han klar til et kasketskifte og til at sætte producent på visitkortet.

Han har udviklet en værktøjsveksler, der automatisk kan skifte værktøjer på små samarbejdende robotarme, som ofte anvendes til at samle små serier af emner. Det kan betyde mange udskift af de gribere, som robotten bruger til at flytte et emne.

»Jeg har arbejdet som konsulent i industrien i mange år og har især lavet produktionsudstyr for virksomheder. Typisk serieproduktion med montage af f.eks. 30 enheder om dagen. Her kunne jeg se mange oplagte opgaver for en robot, men den ville stå stille det meste af tiden og være urentabel, hvis den kun skulle lave 30 operationer om dagen. Hvis robotarmen hurtigt og automatisk kan skifte værktøj, vil den kunne løse mange forskellige opgaver og blive en god forretning,« siger Henning Forbech.

Veksleren fungerer, ved at en robot kan koble ind og ud mellem forskellige værktøjer og gribere uden manuel indblanding. Den lille kobling monteres på robotarmen, og en lukkemekanisme sørger for, at værktøjet bliver koblet ordentligt på robotarmen, så strømforsyning, luftforbindelse og sensorer automatisk kobles fra robotarmen til værktøjet. Sammenkoblingen drives af robotarmens egne bevægelser uden brug af el eller pneumatik.

3D-print af kompliceret geometri

Henning Forbech har arbejdet med 3D-print i mange år, og derfor var det også naturligt at 3D-printe de første prototyper. Det viste sig dog hurtigt, at et 3D-printet design gav nye helt klare fordele – derfor bliver plastdelene i den færdige værktøjsveksler fremstillet som 3D-print.

Den bærende struktur er printet i plast, mens alle kontaktflader og belastede dele er fremstillet af metalkomponenter, ligesom krogen og kuglelejerne også er i rustfrit stål.

»Når man 3D-printer, kan man udnytte geometrien langt bedre. Veksleren er meget kompakt, og alle elektriske forbindelser og lufttilførsel er inde i huset, så der skal virkelig spilles tetris for at få plads til det til hele, og derfor er det en fordel at kunne udnytte geometrien. Eksempelvis er mikroswitchen ikke skruet fast, men ligger fast i en kappe af sig selv. Den struktur ville du ikke kunne lave med konventionelle fremstillingsmetoder,« understreger Henning Forbech.

Selve koblingen foregår efter det kinematiske princip opfundet af Lord Kelvin, der også har lagt navn til temperaturskalaen.

»Den store udfordring er at opnå en meget høj gentagelsesnøjagtig­hed, så værktøjet kobles ind og ud samme sted hver gang. Jeg har brugt Kelvin-koblingsprincippet, hvor der er i alt ni kugler. Tre grupper på robotarmen og tre enkelt­kugler i en trekant på værktøjsdelen,« forklarer Henning Forbech.

Denne udformning gør, at når værktøjet kobles til robotten, kan det til at begynde med drejes, derefter kun vippes, og til sidst kan det ikke bevæge sig.

»Det er samme løsning, der bruges til laseroptik. Det giver en høj gentagelsesnøjagtighed. Der sidder en krog i midten, der holder de to koblinger sammen.«

100.000 skift i lejligheden

Det er to år siden, Henning Forbech begyndte på de første skitser til en værktøjsveksler, og i dag mangler han kun at få CE-mærket koblingen og få den godkendt som certificeret tilbehør til Universal Robots samarbejdende robotter.

Det har blandt andet været muligt, fordi Henning Forbech har fået støtte af samarbejdet Made (Manu­facturing Academy of Denmark) til at 3D-printe komponenter hos Teknologisk Institut i Aarhus.

»I begyndelsen var projektet et deltidsprojekt ved siden af min konsulentvirksomhed, men nu har jeg skruet alvorligt ned for konsulentopgaverne og satser 100 procent på værktøjsveksleren,« fortæller han.

Undervejs har han haft en robotarm kørende i døgndrift på spisebordet i sin lejlighed i hjertet af Aarhus:

»I efteråret 2017 havde jeg en prototype klar, men jeg ville gerne sikre mig, at den kunne stå distancen. Jeg lejede en robotarm hos Bila i en måned og monterede på mit spisebord.«

Her kørte den i døgndrift og lavede omkring 100.000 skift.

»Værktøjsveksleren blev ikke mærkbart slidt efter de mange tests. Der var småting, der skulle rettes, men intet kritisk. Jeg er faktisk ret overrasket over, hvor langt jeg er kommet på så forholdsvist kort tid,« siger Henning Forbech.

Værktøjsveksleren er udviklet til en Universal Robots-robotarm, og planen er at få den certificeret som godkendt tilbehør under UR+-­programmet

»Jeg er i gang med at programmere en såkaldt UR-Cap, som er den applikation, der gør det muligt at forbinde min værktøjsveksler med en robot fra Universal Robots. Men da bevægelsen styres af robotarmen, kan vi hurtigt gøre den brugbar på andre robotmærker uden at skulle ændre på selve værktøjsveksleren,« siger Henning Forbech.

Han har ansøgt om patent og oprettet et nyt selskab, hvorfra al markedsføring, salg og produktion af værktøjsveksleren skal foregå.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først