17 januari 2020

Stora industrirobotar har hittills fått arbeta för sig själva i väl inhägnade områden utan människor i närheten. Men en ny avhandling
vid LiU visar att sådana robotar mycket väl kan arbeta tillsammans med
människor – och hur säkerheten ska lösas.

Varun Gopinath, forskare i robotsäkerhet på LiU.
Varun Gopinath visar arbetsstationen där en montör ska kunna samarbeta med en stor industrirobot. Foto: Mikael Sönne

Del av industrins framtid

Volvo Torslandaverken i Göteborg. En montör lyfter upp en plastpanel och fäster den på undersidan av en personbilskaross som långsamt rör sig framåt längs monteringslinjen. Sedan skruvar hon fast panelen underifrån. Hela momentet utförs över huvudhöjd, tar bara någon minut och görs upprepade gånger under arbetsdagen.

Robotlabbet i A-huset, Linköpings universitetet. I en demonstrationsanläggning har en stor industrirobot ersatt montören i det första momentet och lyfter upp panelen och placerar den under en fiktiv kaross. Momentet ställer stora krav på räckvidd och jämnhet i rörelsen, även om panelen sig inte är särskilt tung.

Roboten kan återanvändas i ny forskning.

För att efterlikna det löpande bandet rör sig robotarmen tre meter under hela monteringen.

- Robotisering är en viktig del av framtiden för industrin. Inte minst är det ergonomi och arbetsmiljö som driver utvecklingen. Robotar kan användas som en tredje hand som hjälper och underlättar för montören, säger Varun Gopinath, robotforskare och ansvarig för arbetsstationen på LiU.

Säkert samarbete möjligt

I doktorsavhandlingen On Safe Collaborative Assembly With Large Industrial Robots undersöker han hur samarbetet mellan människa och robot ska gå till för att säkerheten inte ska äventyras. Att mindre så kallade samarbetsrobotar samverkar med människor är inte något nytt, men de stora traditionella industrirobotarna – som kan väga ett ton och ha en lyftkraft på 200 kilo – har hittills ansetts alltför farliga.

Men Varun Gopinath menar att människan kan arbeta nära också denna typ av maskiner, även om de egentligen inte alls designats för samarbete.

Varun Gopinath har tillbringat många timmar i LiU:s robotlabb.

- Vi har visat hur man kan tänka kring säkerheten och gett exempel på hur den kan lösas. Sen måste varje enskild fabrik ta fram sin egen lösning utifrån sina förutsättningar. I en bilfabrik rör det sig till exempel betydligt mycket mer människor än i en flygplansfabrik, vilket påverkar säkerheten.

- Enkelt uttryckt ska systemet utformas med hänsyn till alla tänkbara risker, säger han.

Kan återanvändas igen

I demonstrationsanläggningen i robotlabbet finns två zoner, en där människa-maskin samarbetar och en där montören inte kan nås av roboten. Runt samarbetszonen finns en rad sensorer som känner av när en människa finns i närheten och i nödfall kan stänga av hela systemet. Mellan samverkansytan och roboten finns dessutom ett staket som visar var montören definitivt inte ska befinna sig.

- Det är viktigt att tydligt definiera området där samarbetet ska ske. Utanför det ska montören inte behöva fundera på roboten eller vad den har för sig. Systemet ska också ta hänsyn till besökare och andra som rör sig i fabriken men inte har någon särskild kunskap om robotar, säger Varun Gopinath.

Forskningen har genomförts i nära samarbete med Volvo och Scania, som var med och tog fram en tidigare arbetsstation. Varun Gopinath beskriver metoden som samverkansforskning där demonstrationsanläggningarna har spelat stor roll och där både han som forskare och företagen lärt sig tillsammans.

Efter dispuationen återstår bara att plocka isär arbetsstationen. Roboten kan komma att användas i framtida forskningsprojekt på LiU.

 

Läs mer

Senaste nytt från LiU

Tre personer i labbrock står och pratar.

Bättre neutronspeglar kan avslöja materiens inre hemligheter

Med bättre neutronspeglar kan effektiviteten vid materialanalyser i neutronkällor bli högre. Den förbättrade spegeln har LiU-forskare utvecklat genom att belägga en kiselplatta med tunna lager av järn och kisel blandat med borkarbid.

Ensamt barn i silhuett.

Riktlinjer saknas kring barn som utsatts för sexövergrepp

Hälften av 34 undersökta länder i Europa saknar riktlinjer för hur barn som utsatts för sexuella övergrepp ska få hälsovård och behandling. Ett av dem är Sverige. Det visar en studie som gjorts vid Linköpings universitet.

Person intervjuas och pratar om sin avhandling

Sigrid blev dubbeldoktor - vid 26 års ålder

En lång men också väldigt rolig resa, så beskriver Sigrid Nilsson sin tid som forskarstuderande vid Forskarlinjen. För nu har hon disputerat och kan därmed både blicka framåt och bakåt på sin forskning.