VTT Uutta | Uutiset 2003

28.11. Älykkäällä, aistivalla robottijärjestelmällä tuotekehitykseen tehokkuutta


Robottisolun suorituskyvyltä vaaditaan nykyisin yhä enemmän. Jatkuvasti kasvaviin vaatimuksiin on vastausta haettu lähinnä kalliista ja usein joustamattomista järjestelmistä.  VTT:n tutkija Mikko Sallinen on väitöstyössään kehittänyt ratkaisuksi älykkään, aistivan robottijärjestelmän, jolla voidaan kalibroida robottisolussa olevat työkalut, mittalaitteet ja työkappaleet, arvioida järjestelmän tarkkuus sekä suunnitella kalibrointimittaukset.

Robottisolun geometristen mittasuhteiden ja suorituskyvyn varmennus on tullut viime aikoina entistä tärkeämmäksi samalla, kun joustavuusvaatimukset kohoavat. Vaatimuksia suorituskyvyn parantumiseen ovat lisänneet kappaleiden mittatarkkuuksien tiukentuminen, kantokyvyltään suurempien robottien käyttö eri sovelluksissa, lisääntynyt etäohjelmointi sekä kokonaan uudet sovellusalueet, kuten robottipohjainen mittaus.

Sallinen esittää väitöstyössään menetelmän, jolla lasketaan paikoituksia ja arvioidaan paikoitustarkkuuksia eli määritellään työkalun, työkappaleen ja robotin välisiä mittasuhteita robottisolussa. Näiden mittasuhteiden määritys ja tarkkuuden arviointi on välttämätöntä etäohjelmoinnissa sekä sovelluksissa, joissa tarvitaan erityisen suurta tarkkuutta koko järjestelmässä. Tyypillisiä määritettäviä mittasuhteita ovat mm. rannelaipan ja anturin suhde, robotin ja työkappaleen välinen mittasuhde sekä erityyppisten pintojen ja pintamallien muoto. Työssä esitetään lisäksi aistisuunnittelumenetelmä, jolla voidaan suunnitella mittaukset robotille ja jotka tuottavat mahdollisimman tarkat paikoitukset ja suuret paikoitustarkkuudet.

Menetelmän luotettavuus on todennettu mm. laajoin toistokokein todellisella robottisolulla. Lopputuloksena on järjestelmä, jolla voidaan suunnitella eri kalibrointivaiheiden mittaukset, suorittaa ne sekä arvioida tarkkuudet eri vaiheissa ja koko järjestelmän yhdistetty tarkkuus. Kehitetyt menetelmät ovat avoimia erityyppisille antureille, työkaluille ja robottityypeille.

Kehitetyn menetelmän yksi sovellus on malliton valu, jossa valukomponentti saadaan suoraan tietokonemallista. Sen ansiosta tuotekehitysaika voi lyhentyä jopa kaksi kuukautta. Menetelmän nopeus- ja säästöedut korostuvat erityisesti, kun piensarjaisesta valutuotteesta halutaan useita prototyyppejä tai hieman toisistaan poikkeavia tuotteita. Menetelmää on lisäksi sovellettu optisella anturilla varustettuun hiekkapuhallus-robottisoluun, kameroiden kalibrointiin robottisolussa sekä robottipohjaiseen 3D-mittaukseen, jossa robotti tarkkuuslaserin kanssa toimii mittalaitteena.


Lisätietoja:

VTT Elektroniikka
Mikko Sallinen, tutkija
Puh. 020 722 2187, 040 723 5263
mikko.sallinen@vtt.fi

 

Uutta | Uutiset 2003

VTT