Gripdon är vanliga i många branscher. De kan exempelvis lyfta och transportera föremål såsom lådor och bilar. Gripdon kan hittas i olika storlekar, tillräckligt stora för att transportera en bil eller tillräckligt små för att sortera även piller. Normalt är gripdon anpassade till en specifik uppgift. Gripdonets form är beroende av föremålet som det ska hantera. Normalt är föremålet enhetligt i form och vikt. Utmaningen här är att projekts gripdon ska kunna hantera föremål av olika storlekar och vikter. Gripdonet som utvecklades för detta projekt kommer att transportera föremål som väger någonstans från 3 kg till 28 kg. Det erforderliga omfånget av dimensioner är som följer: höjd 200–600 mm, djup 300–1 000 mm och längd 300–1 000 mm. Förutom de olika storlekarna krävdes även att gripdonet ska förflytta föremål med tillfredställande hastighet. Initialt skulle griparen vara fäst vid manipulatorn ABB IRB 4600. Denna modell kan transportera upp till 40 kg, därför borde det utvecklade gripdonet ha en viktgräns på 12 kg. Många olika lösningar studerades för att hantera utmaningen. Den valda lösningen baserades på att ha två linjära enheter drivna av servomotorer. De linjära enheterna är synkroniserade och rör sig i motsatta riktningar. Det finns linjära enheter som möjliggör synkroniserad motsatt rörelse men de tillgängliga modellerna skulle avsevärt sakta ned och skulle inte vara väsentligt olika i vikt eller pris jämfört med den konstruerade enheten. Griparens konstruktion är baserad på det maximala kontaktområdet med lådan för att öka friktionen mellan gripdon och kartongen. Griparens form är utformad för att undvika att deformera metallen och att gripdonet inte behövs repareras under lång tid. Konstruktionens kanter är konstruerade med plåtfästen för att försäkra att gripdonet inte böjer sig. Griparens uppskattade vikt är betydligt högre än de ursprungliga förväntningarna. Därför skulle IRB 4600, 40 kg manipulatorn behöva ersättas av en modell som kan bära den uppskattade vikten (cirka 250 kg=). / Gripers are common in many industries; they can lift and transport a variety of objects such as boxes and cars, for example. Gripers can be found in a full spectrum of sizes; large enough to transport a car or small enough to sort the smallest of pills. Grippers are typically customized for a specific task; the shape of the griper is dependent on the object it will carry. Normally, the object is uniform in its shape and weight. This project required the griper to handle multiple objects of various sizes and weights, presenting a particular challenge. The griper that was developed for this project will transport objects weighing anywhere from 3 to 28 kg. The required range of dimensions are as follows; height from 200 to 600 mm, depth of 300 to 1000 mm, and length from 300 to 1000 mm. In addition to the variety of sizes, the griper was also required to move objects with speed. Initially, the griper would be attached to the manipulator ABB IRB 4600. This model can transport up to 40 kg, therefore the developed griper should have a weight limit of 12 kg. Many different solutions were studied in order to solve the challenge of multiple size and weight variations. The chosen solution was based on having two linear units driven by servo motors. The linear units are synchronized and move in opposite directions. There are linear units that allow for synchronized, opposed movement but the models available would significantly slow the movement and would not be materially different in weight or price compared to the designed unit. The design of the griper is based on allowing the maximum contact area with the box to increase friction between the gripper and cardboard. The shape of the griper is designed to avoid deforming the metal and ensuring the griper will not need to have it's parts repaired for a long time. The edges of the structure are constructed with bent sheet metal brackets, to assure the griper will not bend. The estimated weight of the griper is significantly heavier than the original expectations. Consequently, the IRB 4600,40 kg manipulator would need to be replaced with a model that can carry the estimated weight of approximately 250 kg.

The purpose of this project was to construct a 3D scanner capable of scanning smaller objects and visualize them in a computer with satisfying accuracy. The goal was then to generate an STL file able to be 3D printed in an attempt at reverse engineering. Components, materials and tools were provided by KTH to the best of their ability and abudget of 1000 SEK was given to purchase components not available at KTH. The scanner was designed using Solid Edge and utilizes two stepper motors to scan objects. One motor is used to rotate a platform that the object is placed upon and the second stepper motor is used to move an elevator on which a distance sensor is mounted. By keeping track of the elevator’s height in conjunction with the rotation of the object, the distance measured by the sensor can be converted into a point in a Cartesian coordinate system. Several different methods were tested in order to see how results varied. Firstly, the density of scanned points was increased, meaning that the sensor returned values more often as the stepper motor was rotating. Secondly, multiple measurements were made for a single point to determine an average distance and in that way reduce noise and uncertainty. Placing a single laser sensor perpendicular to the object rotating plate proved to be the optimal arrangement in terms of accuracy with the limited budget provided for this project. The scans are very time consuming which makes it important to decide whether to prioritize speed or accuracy. / Syftet med detta projekt var att konstruera en 3D-scanner kapabel att scanna mindre objekt och visualisera dem i en dator med tillfredsställande resultat. Målet var sedan att generera en STL-fil som går att skriva ut i 3D-skrivare för att försöka använda sig av reverse engineering. Komponenter, material och verktyg försågs av KTH så gott det gick och en budget på 1000 kr var tillgänglig för att inhandla komponenter som inte fanns på KTH. Skannern designades med hjälp av Solid Edge och använder sig av två stegmotorer för att skanna object. En motor användes för att rotera den plattform som objektet placerades på och den andra stegmotorn användes för att flytta en hiss varpå en avståndssensor monterades. Genom att hålla koll på hissens höjd i kombination med rotationen av objektet kan avståndet som sensorn uppmäter konvertera still en punkt i det kartesiska koordinatsystemet. Ett flertal metoder testades för att undersöka hur resultaten varierade. För det första ökades densiteten av skannade punkter, det vill säga sensorn returnerade värden oftare än stegmotorn roterade. För det andra genomfördes ett flertal mätningar för varje enskild punkt för att bestämma ett medelavstånd och på så sätt minimera brus och osäkerhet. Att placera en enstaka lasersensor vinkelrätt mot objektroterande plattan visade sig vara det optimala arrangemanget för noggrannhet med den begränsade budgeten för det här projektet. Inskanningarna är väldigt tidskrävande vilket gör det viktigt att bestämma sig för att prioritera snabbhet eller noggrannhet.

An attempt was made to construct an ABS system that would both lock the wheel and release the brakes. The system would be mounted on a bicycle with v-brakes. It would then be tested if it could decrease the braking distance and if the system would respond fast enough. A literature study was made to learn what was needed for such a project. After many attempts of using re-purposed components an ABS system would eventually be built with a new stepper motor, and it was strong enough to lock the back wheels. Unfortunately the system could not be as thoroughly tested as expected, where only the reaction time of the system could be tested and not the braking distance due to a motor driver failure prior to the tests taking place. Due to shipping times and our budget and time constraints, further testing could not be done. / Ett försök att bygga ett ABS system som både låser hjulet samt släpper på bromsen gjordes. Systemet skulle kunna monteras på en cykel med fälgbromsar. Systemet skulle testas genom att mäta skillnaden i bromssträcka samt om reaktionstiden var snabb nog. En litteraturstudie gjordes för att få tillräcklig kunskap om vad som krävdes för ett sådant projekt. Efter många försök med att använda olika återanvända komponenter kunde ett ABS system till slut konstrueras med hjälp av en ny stegmotor, som var stark nog för att låsa bakhjulet. Tyvärr kunde bara systemets reaktionstid testas och inte bromssträckans förändring. Detta berodde på en motordrivare slutade fungera. På grund av frakttider och en fast budget samt en tidsbegränsning, kunde inte ytterligare tester genomföras.

The design and manufacture of a sentry gun turret capable of accurately and rapidly tracking and shooting moving targets was a challenging task that required delving into various engineering disciplines. This bachelor's thesis explores this challenge by presenting the process of construction, as well as the performance results of a turret created using a combination of 3D printing, laser cutting, and metal workshop manufacturing. The subject was chosen to include different aspects of the engineering fields relating to mechatronics, and for the challenge of implementing and designing multiple systems that interconnect to effectively engage with a target. The turret was created as a two-axis robot driven by stepper motors, with a gun driven by compressed air firing 6 mm plastic airsoft pellets using a clocked timing mechanism for rapid automatic firing. It was controlled by a system separated into two parts: a PC running facial recognition and colour identification software as well as performing movement calculations through python and an Arduino micro-computer running C++ controlling stepper motors and other hardware. The turret can accurately identify a target within five meters and with great speed home in and fire at the target with significant power. / Utvecklingen av ett autonomt vakttorn som med god precision och upprepbarhet kan hitta och följa ett mål var en utmanande uppgift som krävde användning av många delar av olika ingenjörsmässiga områden. Denna kandidatexamensuppsats utforskar utmaningen genom att presentera design och framtagningsprocessen samt redovisa prestandan av ett vakttorn tillverkat med 3D-utskrift, metallverkstadsmaskiner, och laserskärning. Ämnet valdes för att inkludera olika fält i nära relation till mekatronik samt för utmaningen i att implementera och integrera elektriska och mekaniska system och på så sätt effektivt hitta och hantera ett mål. Vakttornet är en tvåaxlig robot styrd med stegmotorer som har ett mekaniskt indexerad lufttrycksvapen som helautomatiskt avfyrar 6 mm airsoftkulor. Det mekaniska systemet kontrolleras av ett tvådelat kontrollsystem: en PC som kör ansiktsigenkänning och färgidentifiering i Python samt utför beräkningar för förflyttning utifrån kameradatan, samt en Arduino mikrodator med programvara i C++ som driver stegmotorerna utifrån förflyttningsinstruktionerna. Tornet kan med god precision identifiera, sikta mot och skjuta ett mål inom fem meter med en projektil av noterbar styrka.

In today’s society, CNC machines are used for various purposes. In this project, a CNC plotter is created to analyze how the performance of the plotter differs when using two different motors: a DC motor controlled by a potentiometer in the horizontal direction and a stepper motor in the vertical direction. A CNC plotter is built and used to do tests in order to answer the research question. The results show that a DC motor with a potentiometer is more precise than a stepper motor and the mean value of the relative errors in the vertical direction is always higher. The values differ with 1 percentage point to 3 percentage points. The difference in the performance of the two motors depend on several factors and one of the main factors is considered to be the fact that the stepper motor sometimes skips steps. / I dagens samhälle används CNC-maskiner för olika ändamål. I detta projekt skapades en CNC-plotter för att analysera hur plotterns prestanda skiljer sig vid användning av två olika motorer: en DC motor kontrollerad av en potentiometer i horisontell riktning och en stegmotor i vertikal riktning. En CNC-plotter byggdes och användes för genomförande av tester för att kunna svara på forskningsfrågan. Resultaten visar att en DC motor med en potentiometer är mer exakt än en stegmotor och medelvärdet av de relativa felen i vertikala riktningen är alltid högre. Värdena skiljer sig från 1 procentenhet till 3 procentenheter. Skillnaden i prestanda för de två motorerna beror på flera faktorer och en av huvudfaktorerna anses vara det faktum att stegmotorn ibland hoppar över steg.

In today’s society, CNC machines are used for various purposes.In this project, a CNC plotter is created to analyzehow the performance of the plotter differs when using twodifferent motors: a DC motor controlled by a potentiometerin the horizontal direction and a stepper motor in thevertical direction. A CNC plotter is built and used to dotests in order to answer the research question. The resultsshow that a DC motor with a potentiometer is more precisethan a stepper motor and the mean value of the relative errorsin the vertical direction is always higher. The valuesdiffer with 1 percentage point to 3 percentage points. Thedifference in the performance of the two motors depend onseveral factors and one of the main factors is considered tobe the fact that the stepper motor sometimes skips steps. / I dagens samhälle används CNC-maskiner för olika ändamål.I detta projekt skapades en CNC-plotter för att analyserahur plotterns prestanda skiljer sig vid användning avtvå olika motorer: en DC motor kontrollerad av en potentiometeri horisontell riktning och en stegmotor i vertikalriktning. En CNC-plotter byggdes och användes för genomförandeav tester för att kunna svara på forskningsfrågan.Resultaten visar att en DC motor med en potentiometer ärmer exakt än en stegmotor och medelvärdet av de relativafelen i vertikala riktningen är alltid högre. Värdena skiljersig från 1 procentenhet till 3 procentenheter. Skillnaden iprestanda för de två motorerna beror på flera faktorer ochen av huvudfaktorerna anses vara det faktum att stegmotornibland hoppar över steg.

The demand for automated home solutions is growing and it has created a market for automated blinds. For now most of these solutions seem to focus on fully opening and closing, either rolling blinds or slat blinds, with different electronic solutions. There doesn’t seem to be many solutions for continuously regulating light inlet based on ambient light. This project examined the possibilities of continuously regulating the amount of natural light let through a window. This was tested by measuring ambient light on one side of the blind with light dependant resistors (LDR’s) and regulating a Venetian blind based on measured light intensity. A feed-forward controller was implemented, programmed on an Arduino Uno board, to control sensors and actuators that regulate the blind. A prototype unit was built on a window-resembling wooden frame to evaluate the performance of the controller. The light sensitivity of LDR’s were sufficient for measuring differences in ambient light in different conditions where an automated blind could be used. The final prototype could be set to adjust light inlet in increments for changes in ambient light, thereby opening up to uses beyond simply closing and opening a light inlet. Future improvements could be to implement a feedback controller (e.g. a PID controller). The controller could be set to a certain reference as preferred ambient lighting in a room, thereby letting the controller adjust the blinds towards that reference value while conditions outside and inside change during the day. This could also be implemented in already existing smart home solutions. / Efterfrågan på automatiserade hemmalöningar är växande och det har skapat en marknad för automatiserade persienner. För nuvarande verkar det de flesta lösningarna fokusera på att helt öppna eller stänga, antingen rullgardiner eller persienner, med olika elektriska lösningar. Det verkar inte finnas många lösningar med kontinuerlig justering av inkommande omgivningsljus. Detta projekt utforskar möjligheterna för kontinuerlig justering av mängden naturligt ljus som släpps igenom ett fönster. Detta gjordes genom att mäta omgivande ljus på ena sidan av persiennen med fotoresistorer och reglera persiennen baserat på den uppmätta ljusintensiteten. Framkopplad styrning implementerades, programmerad på en Arduino Uno, för att styra sensorer och ställdon som reglerar persiennen. En prototypenhet byggdes på en fönsterliknande träram för att utvärdera prestandan av styrenheten.  Ljuskänsligheten i fotoresistorerna var tillräcklig för att mäta skillnader i omgivningsljus för de olika förhållanden där automatiserade persienner skulle kunna användas. Den slutgiltiga prototypen kunde ställas in att justera ljusinsläppet stegvis för skillnader i omgivningsljus, vari nya användningsområden öppnas upp utöver att endast stänga och öppna ett ljusinsläpp.  Framtida förbättringar skulle kunna vara att implementera en återkopplande styrning (t.ex. PID-styrning). Styrenheten skulle kunna ställas in till ett specifikt referensvärde på önskat omgivande ljus i ett rum, vari kontrollern justerar persiennerna för att hålla det önskade referensvärdet medan förhållanden utomhus och inomhus varierar under dagen. Detta skulle även kunna implementeras i redan befintliga smarta lösningar för hemmet.

Our society has become more and more digitized and futuristic in the service sector. The urge of efficiency in order to maintain a stable income and profit is increasing in various businesses. One such business is the hotel and restaurant business which heavily relies on staff members being efficient. The purpose of this report is to evaluate how automation and efficiency can be combined and integrated into this branch. The main reason being to release employees in this branch from repetitive tasks and put the focus on delivering high quality customer service instead. The main goal in this report will be on dispensing a variety of both carbonated and non-carbonated drinks using an autonomous system that strives to have the same accuracy and skill as a dispenser operated by a human. To achieve this goal an autonomous liquid dispenser consisting of two ultrasonic sensors had to be constructed. It should be able to detect when a glass needs to be filled with liquid, decrease the foam by tilting the glass and replace it to it’s original state. The system was evaluated using three different experiments, where two of them measured the accuracy of the construction. The results from the two experiments concluded that the constructed system is of high accuracy. The result from the third experiment tested the speed for one dispensation cycle and the conclusion was that improvements can be made. / Automatisering och digitalisering av olika sorters arbetsuppgifter har ökat mer och mer sedan 70-talet och fortsätter att öka. Detta för att kunna effektivisera arbetsprocesser och därmed öka lönsamheten i verksamheten. Syftet med denna rapport är att utvärdera huruvida denna effektivisering och automatisering kan tillämpas i en barmiljö. Detta för att frigöra tid från personalen från repetitiva uppgifter och därmed tillåta dem att fokusera mer på andra mer krävande arbetsuppgifter. Fokuset i denna rapport är på upphällningen av olika drycker med kolsyra och hur detta kan göras av ett autonomt system med samma precision och skicklighet som hos en människa. Detta utförs genom att tillverka en prototyp som med hjälp av en ultraljudssensor känner av att ett glas ställs på rätt plats, för att sedan vinkla glaset samtidigt som det fylls med den önskade vätskan. När glaset sedan är fyllt med önskad mängd vätska så vinklas plattformen tillbaka och uppgiften ¨ar klar.  Systemet utvärderades senare utifrån tre tester. Där två av dem testade precisionen i konstruktionen. Resultatet i dessa två tester var att precisionen i systemet är godkänd. Resultatet från det tredje testet som kollade på tiden det tar för systemet att utföra en cykel var att detta behöver arbetas vidare med och detta resultat analyseras mer i Chapter 5.

Sudoku is a popular puzzle game where the aim is to fill a board with numbers from one to nine with some mathematical rules to obey. The difficulty level of a Sudoku is affected by the amount of digits in the beginning, called clues. Mathematically there exists different algorithms and methods to solve a Sudoku. In this project some of the methods are investigated and compered to each other in time to find the fastest and most suitable for this project. A construction was built to be able to print out a non solved puzzle. Due to the current situation in society with Covid-19, the project has been affected negatively. The construction became very time consuming due to lack of tools and material. That affected the finished construction and the implementation of the code written in Python. After all the robot was able to print a Sudoku puzzle that can be solved. The printing time was decreased to 3 minutes after some tests with different delays. All the research questions were answered and the goal of the project which was to be able to print a Sudoku was reached. / Sudoku är ett populärt pussel där målet är att fylla i ett rutnät med siffror från ett till nio med vissa matematiska regler att följa. Svårighetsgraden av ett sudoku påverkas av antalet siffror från början, ledtrådar. Matematiskt finns det olika algoritmer och metoder för att lösa ett sudoku. I det här projektet undersöktes några metoder och jämfördes tidsmässigt med varandra för att hitta den snabbaste och mest passande för det här projektet. En konstruktion byggdes för att kunna skriva ut ett icke löst pussel. På grund av den rådande situationen i samhället med Covid19 så har projektet påverkats negativt. Konstruktionen blev väldigt tidskrävande på grund av brist på verktyg och material. Detta påverkade den slutgiltiga konstruktionen och implementeringen av koden skriven i Python. Trots allt så kunde roboten skriva ut ett Sudoku som kan lösas. Tiden att skriva ut ett Sudoku minskades till 3 minuter efter ett antal tester med olika fördröjningar. Alla forskningsfrågor kunde besvaras och målet med projektet som var att kunna skriva ut ett Sudoku nåddes.

3D-skrivare är inte längre något som endast stora företag har råd att använda sig av, utan någonting som har tagit sig ända till konsumentmarknaden. Detta har givit både hobbyanvändare och småföretag tillgång till ett kraftfullt verktyg för iterativ design. Det görs idag även stora framsteg inom robotik som ger upphov till möjligheter för tillämpningar av både industri- och konsumentrobotar i framtiden. Komplexiteten i robotar gör 3D-skrivare till användbara verktyg när det kommer till att ta fram robotprototyper. Målet med detta projekt var därför att analysera fördelar och nackdelar med 3D-skrivning i samband med prototypframtagning av en robotarm med sex axlar som kunde utföra enkla pick-and-place-rörelser. Roboten designades i Fusion360 och skrevs ut med 3D-skrivare i PETG. En Arduino MEGA användes till att styra stegmotorer i robotens axlar och styrningen implementerade en analytisk lösning till robotens kinematisk modell. Resultatet var en fungerande prototyp som kunde programmeras till att flytta och rotera föremål. Ett antal förbättringar av prototypen går att göra, till exempel går det att öka robotens rörlighet genom att designa om delar för att tillåta att axlar rotera längre och att implementera ytterligare funktionalitet i programmet som accelerationsrampning av stegmotorer och rörelse längs förvald bana. Utifrån analys av 3D-skrivningens inverkan på projektet framgick det att 3D-skrivning verkar användbart i prototypframtagning om dess möjlighet till iterativ design är önskvärd, men att det passar ännu bättre till mindre projekt då robotens storlek hindrade möjligheten till att utnyttja iterativ design till fullo och på så sätt hindrades även effektiviteten i 3D-skrivningsprocessen.