No description available.

No description available.

I den här rapporten utreds möjligheten att fräsa laxkilar av konstruktionsstål, enkomponent som ingår i de vågkraftgeneratorer som utvecklas vid Uppsala universitet,genom att använda en industrirobot. Denna användning av robotar inom bearbetningskiljer sig från den konventionella genom att roboten här genom helabearbetningsmomentet håller det bearbetade stycket. Den vanliga användningen avrobotar inom bearbetning är att roboten används för att plocka stycket i och ur enbearbetningsmaskin. Genom att istället låta roboten hålla stycket genom helabearbetningen kan dess flexibilitet utnyttjas.Rapporten presenterar resultat av den använda robotens uppmätta egenskaper samtpraktiska tester av fräsning. Ett antal laxkilar har tillverkats med metoden och utifrånanalyser av dessa har en kvalitetsmässigt och produktivitetsmässigt utvärdering avmetoden gjorts.Ett robotverktyg för att hålla ämnet som ska bearbetas har designats och en prototyp avverktyget har tillverkats. I rapporten presenteras även ett förslag på en komplettrobotcell för bearbetningen.Resultatet av testerna visar att det är möjligt att fräsa laxkilar med presenterad metod.Ytjämnheten är sämre, måttavvikelserna är större och tillverkningstider är högre än vidkonventionell fräsning. Detta resultat är väntat då roboten är mindre stabil än enbearbetningsmaskin, vilket innebär att den är sämre på att motstå de vibrationer somskärkrafter vid fräsning ger upphov till. Metoden är därför lämplig för tillämpningar därkraven på dessa egenskaper inte är så höga.Ytterligare tester krävs dock för att undersöka metodens repeterbarhet och slitage påutrustningen. Även robotverktyget behöver verifieras i ytterligare tester.Nyckelord. Industrirobot,

<p>Projektet ProFlexA syftar till att automatisera gjutgodsrensning av stålgjutgods vid lågavolymer genom att använda ny adaptiv teknik såsom flexibla fixturer och gripdon samtkraftstyrning. Projektet bedrivs av Linköpings Tekniska Högskola och Lunds TekniskaHögskola med stöd av tre gjuterier i Mellansverige samt systemintegratörer och leverantörer.Automatisering av gjutgodsresning har länge varit föremål för både forskning ochkommersiellt intresse. Det finns idag fungerande lösningar främst riktat mot aluminiumgodsoch högre produktvolymer.Syftet med examensarbetet var att undersöka huruvida Robotstudio, och mer specifikt desstilläggsmodul Machining, var lämpligt för användning vid gjutgodsrensing. För att detta skallvara möjligt på hårdare material krävs kraftstyrning, vilket finns som tillval i den tidigarenämnda tilläggsmodulen.För att ha möjlighet att testa machiningmodulen och få en uppfattning om vad Robotstudio ärkapabelt till genomfördes först en självstudie av programmet. Som delmål för instuderingengenererades en visuell robotcell enligt ett av ProFlexA:s tidigare koncept förgjutgodsrensning. Denna process innefattade både den rent geometrihanterandeprogramdelen och den robotprogrammerande, vilken är den som senare kom att ha störstbetydelse under testerna. Därefter kopplades Robotstudio till befintligt robotstyrsystem ochde fysiska testerna planerades och förbereddes. Efter detta utfördes testerna för att undersökamachiningmodulens användarvänlighet och exakthet.</p><p><strong>Slutsatser</strong></p><p>• Robotstudio är lätthanterligt för en ny användare med tidigare erfarenhet inomrobotstyrning och RAPID-programmering.</p><p>• Generering av banor sker generellt med stor tidsvinst i machiningmodulen.</p><p>• Vidare tester med inriktning mot kraftstyrning borde utföras då möjlighet till dettafinns.</p> / <p>The project ProFlexA aims towards automating the cleaning of die-casted steel goods at lowvolumes by using new adaptive technology such as flexible fixtures and grippers and forcefeedback. The project is run by Linköpings Tekniska Högskola and Lunds TekniskaHögskola, with support from three foundries from the middle of Sweden together with systemintegrators and suppliers.Automation of the cleaning of die-casted goods has been a subject of both scientific andcommersial interest for a long time. There are working solutions today, but these are mostlyaimed towards aluminum goods and larger volumes.The purpose of this thesis was to examine if Robotstudio, and more specifically its add-inmodule Machining, was suitable for usage in the cleaning of die-cated goods. To make thispossible when using harder materials force feedback is required, which is possible to use inthis earlier mentioned module.To be able to test the machining module and get an understanding of what Robotstudio iscapable of, a self-study of the program was conducted. As a partial goal of the self-study avisual robot cell was generated according to one of ProFlexA:s earlier concepts for cleaningof die-casted goods. This process involved both the part of Robotstudio that handles thegeometry and the part that handles the robot programming, which is the one that was going tobe the most important during the tests later on. After this, Robotstudio was connected to theexisting robot system and the physical tests were planned and prepared. The tests were thenconducted to examine the user friendliness and exactness of the machining module.</p><p><strong>Conclusion</strong></p><p>• Robotstudio is easy to use for a new user with previous experience in robot controland RAPID programming.</p><p>• Generating robot paths in the machining module usually takes less time.</p><p>• Further tests aimed at force feedback should be conducted when possible.</p>

Projektet ProFlexA syftar till att automatisera gjutgodsrensning av stålgjutgods vid lågavolymer genom att använda ny adaptiv teknik såsom flexibla fixturer och gripdon samtkraftstyrning. Projektet bedrivs av Linköpings Tekniska Högskola och Lunds TekniskaHögskola med stöd av tre gjuterier i Mellansverige samt systemintegratörer och leverantörer.Automatisering av gjutgodsresning har länge varit föremål för både forskning ochkommersiellt intresse. Det finns idag fungerande lösningar främst riktat mot aluminiumgodsoch högre produktvolymer.Syftet med examensarbetet var att undersöka huruvida Robotstudio, och mer specifikt desstilläggsmodul Machining, var lämpligt för användning vid gjutgodsrensing. För att detta skallvara möjligt på hårdare material krävs kraftstyrning, vilket finns som tillval i den tidigarenämnda tilläggsmodulen.För att ha möjlighet att testa machiningmodulen och få en uppfattning om vad Robotstudio ärkapabelt till genomfördes först en självstudie av programmet. Som delmål för instuderingengenererades en visuell robotcell enligt ett av ProFlexA:s tidigare koncept förgjutgodsrensning. Denna process innefattade både den rent geometrihanterandeprogramdelen och den robotprogrammerande, vilken är den som senare kom att ha störstbetydelse under testerna. Därefter kopplades Robotstudio till befintligt robotstyrsystem ochde fysiska testerna planerades och förbereddes. Efter detta utfördes testerna för att undersökamachiningmodulens användarvänlighet och exakthet. Slutsatser • Robotstudio är lätthanterligt för en ny användare med tidigare erfarenhet inomrobotstyrning och RAPID-programmering. • Generering av banor sker generellt med stor tidsvinst i machiningmodulen. • Vidare tester med inriktning mot kraftstyrning borde utföras då möjlighet till dettafinns. / The project ProFlexA aims towards automating the cleaning of die-casted steel goods at lowvolumes by using new adaptive technology such as flexible fixtures and grippers and forcefeedback. The project is run by Linköpings Tekniska Högskola and Lunds TekniskaHögskola, with support from three foundries from the middle of Sweden together with systemintegrators and suppliers.Automation of the cleaning of die-casted goods has been a subject of both scientific andcommersial interest for a long time. There are working solutions today, but these are mostlyaimed towards aluminum goods and larger volumes.The purpose of this thesis was to examine if Robotstudio, and more specifically its add-inmodule Machining, was suitable for usage in the cleaning of die-cated goods. To make thispossible when using harder materials force feedback is required, which is possible to use inthis earlier mentioned module.To be able to test the machining module and get an understanding of what Robotstudio iscapable of, a self-study of the program was conducted. As a partial goal of the self-study avisual robot cell was generated according to one of ProFlexA:s earlier concepts for cleaningof die-casted goods. This process involved both the part of Robotstudio that handles thegeometry and the part that handles the robot programming, which is the one that was going tobe the most important during the tests later on. After this, Robotstudio was connected to theexisting robot system and the physical tests were planned and prepared. The tests were thenconducted to examine the user friendliness and exactness of the machining module. Conclusion • Robotstudio is easy to use for a new user with previous experience in robot controland RAPID programming. • Generating robot paths in the machining module usually takes less time. • Further tests aimed at force feedback should be conducted when possible.

<p>This thesis approaches the problem of estimating the arm angles of an industrial robot with flexibilities in joints and links. Due to cost-cutting efforts in the industrial robots industry, weaker components and more cost-effective structures have been introduced which in turn has led to problems with flexibilities, nonlinearities and friction. In order to handle these challenging dynamic problems and achieve high accuracy this study introduces state observers to estimate the tool position.The observers use measurements of the motor angles and an accelerometer and the different evaluated observers are based on an Extended Kalman Filter and a deterministic variant. They have been evaluated in experiments on an industrial robot with two degrees of freedom. The experimental verification shows that the state estimates can be highly accurate for medium frequency motions, ranging from 3-30Hz. For this interval the estimate were also robust to model inaccuracies.The estimation of low-frequency motions was relatively poor, due to problemswith drift for the accelerometer, and it also showed a significant dependence on the accuracy of the model. For industrial robots it is mainly the medium frequency motions which are hard to estimate with existing techniques and these observers therefore carries great potential for increased precision.</p>

<p>Dagens robotindustri har som mål att bygga billigare och lättare robotar, vilket ger allt vekare robotar. Denna rapport studerar identifiering och reglering med en extra armsensor – accelerometer – på en flexibel industrirobot. Studien har skett både simulerat och experimentellt på en industrirobot.</p><p>Vid identifiering med accelerometer befinner sig accelerometern i ett roterande koordinatsystem. Denna rapport presenterar en kompenseringsalgoritm för att transformera signalerna från det roterande koordinatsystemet till ett rumsfast koordinatsystem.</p><p>I denna rapport presenteras regulatorstrukturerna I-PID, II^2-PID och LQG, vilka alla återkopplar motorvinkel och armvinkelacceleration. Som referens har PID-regulator med endast motorvinkelåterkoppling använts. Simuleringsmässigt studeras regulatorerna både på ett fyrmassesystem och på en treaxlig modell av roboten. Vid reglering av fyrmassesystemet ger LQG-regulatorn bäst prestanda med avseende på minimerande av överslängar och insvägningstid. Vid reglering av den treaxliga modellen uppkommer endast små skillnader mellan reglermetoderna. Experimentellt studeras endast I-PID-regulatorn, beroende på dess enkelhet i strukturen och den lilla prestandaskillnaden simulerat mot övriga regulatorer. Experimenten visar att prestanda (minskade överslängar och insvägningstider) förbättras vid användandet av en I-PID-regulator istället för PID-regulatorn och att I-PID-regulatorn har robust prestanda med avseende på modellvariationer i framkopplingsmodellen och robust stabilitet när återkopplingsförstärkningen kan ökas utan att instabilitet uppstår.</p> / <p>One of the goals for robot industry today is to decrease expenses of material, which makes more flexible robots. This thesis studies identification and control with an extra arm sensor – accelerometer – on a flexible industrial robot. The results are both from simulations and experiments of an industrial robot.</p><p>In identification the accelerometer is in a revolving coordinate system. An algorithm of compensation for transforming the signals in the revolving frame to the base frame is presented.</p><p>The introduced regulators I-PID, II^2-PID and LQG will be used, which all feedback motor angle and arm angle acceleration. A PID-regulator with only motor angle feedback has been used as reference. The regulators are simulated on a fourmass-system and on a three axis model of the robot. In control of the fourmass-system the LQG-regulator gives the best performance, according to minimized overshoots and settling times. In control of the three axis model only smaller differences appear. Experimental is only the I-PID-regulator studied, because of its simple structure and simulated small differences of performance with respect to other regulators. The experiments show that the I-PID-regulator has better nominal and robust performance (minimized overshoots and settling times) compared to the PID-regulator.</p>

This thesis approaches the problem of estimating the arm angles of an industrial robot with flexibilities in joints and links. Due to cost-cutting efforts in the industrial robots industry, weaker components and more cost-effective structures have been introduced which in turn has led to problems with flexibilities, nonlinearities and friction. In order to handle these challenging dynamic problems and achieve high accuracy this study introduces state observers to estimate the tool position.The observers use measurements of the motor angles and an accelerometer and the different evaluated observers are based on an Extended Kalman Filter and a deterministic variant. They have been evaluated in experiments on an industrial robot with two degrees of freedom. The experimental verification shows that the state estimates can be highly accurate for medium frequency motions, ranging from 3-30Hz. For this interval the estimate were also robust to model inaccuracies.The estimation of low-frequency motions was relatively poor, due to problemswith drift for the accelerometer, and it also showed a significant dependence on the accuracy of the model. For industrial robots it is mainly the medium frequency motions which are hard to estimate with existing techniques and these observers therefore carries great potential for increased precision.

Dagens robotindustri har som mål att bygga billigare och lättare robotar, vilket ger allt vekare robotar. Denna rapport studerar identifiering och reglering med en extra armsensor – accelerometer – på en flexibel industrirobot. Studien har skett både simulerat och experimentellt på en industrirobot. Vid identifiering med accelerometer befinner sig accelerometern i ett roterande koordinatsystem. Denna rapport presenterar en kompenseringsalgoritm för att transformera signalerna från det roterande koordinatsystemet till ett rumsfast koordinatsystem. I denna rapport presenteras regulatorstrukturerna I-PID, II^2-PID och LQG, vilka alla återkopplar motorvinkel och armvinkelacceleration. Som referens har PID-regulator med endast motorvinkelåterkoppling använts. Simuleringsmässigt studeras regulatorerna både på ett fyrmassesystem och på en treaxlig modell av roboten. Vid reglering av fyrmassesystemet ger LQG-regulatorn bäst prestanda med avseende på minimerande av överslängar och insvägningstid. Vid reglering av den treaxliga modellen uppkommer endast små skillnader mellan reglermetoderna. Experimentellt studeras endast I-PID-regulatorn, beroende på dess enkelhet i strukturen och den lilla prestandaskillnaden simulerat mot övriga regulatorer. Experimenten visar att prestanda (minskade överslängar och insvägningstider) förbättras vid användandet av en I-PID-regulator istället för PID-regulatorn och att I-PID-regulatorn har robust prestanda med avseende på modellvariationer i framkopplingsmodellen och robust stabilitet när återkopplingsförstärkningen kan ökas utan att instabilitet uppstår. / One of the goals for robot industry today is to decrease expenses of material, which makes more flexible robots. This thesis studies identification and control with an extra arm sensor – accelerometer – on a flexible industrial robot. The results are both from simulations and experiments of an industrial robot. In identification the accelerometer is in a revolving coordinate system. An algorithm of compensation for transforming the signals in the revolving frame to the base frame is presented. The introduced regulators I-PID, II^2-PID and LQG will be used, which all feedback motor angle and arm angle acceleration. A PID-regulator with only motor angle feedback has been used as reference. The regulators are simulated on a fourmass-system and on a three axis model of the robot. In control of the fourmass-system the LQG-regulator gives the best performance, according to minimized overshoots and settling times. In control of the three axis model only smaller differences appear. Experimental is only the I-PID-regulator studied, because of its simple structure and simulated small differences of performance with respect to other regulators. The experiments show that the I-PID-regulator has better nominal and robust performance (minimized overshoots and settling times) compared to the PID-regulator.

This thesis has been carried out in cooperation with Hydro Extrusion in Vetlanda. Hydro´s factories in Vetlanda extrudes, anodize, powder coats and machine aluminum profiles.   Today Hydro has a mounting station, which is managed by four operators divided by three shifts. The mounting station is made so the operators manually load the machine before the machine automatically applies all components. Simultaneously the operators have other duties, for example, reporting the amount of produced profiles. Hydro sees an opportunity to lower the production costs by reducing the number of operators needed for the job.   By observing and interviewing the operators working with the mounting a clear picture of a normal day could be constructed. The facts that was collected was later used in order to make a solution. Interviews were also conducted with providers of machines and material.   The project was performed with the help of employees at Hydro together with providers. The conversations with the providers was the basis for the decisions made during the project. The solutions were made in AutoCAD and then a cost estimate was made to make sure the production cost was lower than the existing solution. The drawings in AutoCAD also made sure that the solutions fitted in the existing layout.    The solution made during the project was doable and more cost effective than the current solution. Three concepts of the solution were presented for Hydro who later had the option to choose which concept they liked the most. The solution was now automated with an industrial robot which manages the loading of the mounting machine and the operators refills the material needed.   The final results potential to lower the production costs are big, a couple of changes still has to be done. Despite this the solution made during the project has a big development potential and should lower the production cost.