Cognibotics växlar upp – med jätterobot

2022-07-22 06:00  

I september ska den vara klar, roboten som ska kunna bearbeta allt från bildelar gjutna i gigapressar till vindkraftblad och flygplansvingar. Cognibotics nya skapelse är byggd för en värld där allt blir större. 

Inom fordonsbranschen finns just nu en trend där chassit tillverkas av allt färre men större komponenter. Metoden har blivit möjlig tack vare enorma gjutpressar som har kraft nog att pressa ut flytande aluminium även i mycket komplicerade geometrier. Maskinerna brukar även kallas för gigapressar. 

Tesla har varit drivande i utvecklingen och i februari meddelade även Volvo Cars att de hakar på. Med hjälp av en gigapress kan det bakre golvet i kommande Volvobilar göras som en enda komponent snarare än hundratals.  

Men även dessa stora komponenter behöver förstås efterbearbetning. Hål ska borras till rätt diameter, ytor fräsas plana och kanter gradas av.  

Det är för stora jobb som dessa robotbolaget Cognibotics i Lund har skapat sin senaste maskin Sigma Tau. Ny Teknik besökte nyligen bolaget på kontoret i Lund och fick en visning av en något nedskalad variant av roboten som finns i en intilliggande maskinhall tillhörande LTH.

Edvin Malm, Fredrik Malmgren och Klas Nilsson, demonstrerar robotens verktygshållare. Foto: Johan Kristensson

"Bygga stora grejer"

I september ska den stora varianten ställas ut på robotmässan AMB i Tyskland och nu är det hårt arbete som återstår för att bli klar i tid.  

– Den gröna omställningen handlar till stor del om att bygga stora grejer: Vindkraftverk, tåg och kanske hyperloop. I dag byggs de för hand. Det finns inget sätt att automatisera friktionssvetsning av en hel tågsida. Men det kan vi göra, säger Fredrik Malmgren som sedan oktober i fjol trädde in som vd för Cognibotics, med målet att få i gång försäljningen.

Fredrik Malmgren, vd på Cognibotics. Foto: Johan Kristensson

Nästa år fyller bolaget tio år och det har numer motsvarande knappt 30 heltidsanställda. I mitten av maj tog företaget in 60 miljoner kronor i nytt kapital som ska användas för att kommersialisera den teknik som utvecklats genom åren.  

Det började egentligen med ren utveckling av programvara, algoritmer som gör att kommersiella industrirobotar kan kalibreras för till exempel skärkrafter vid bearbetning. Senare vidgades området till rörelsestyrning och numer utvecklar bolaget alltså även egna maskiner.

Volvo Cars potentiell kund

Målsättningen är att växla upp rejält. Bolagets försäljning uppgick i I fjol till 19 miljoner kronor. I år ska den öka till 36 miljoner.  

– Det är en rätt styv tillväxt, med tanke på bland annat kriget, konstaterar Fredrik Malmgren. 

En viktig partner är den mångåriga tyska maskintillverkaren Elha Maschinenbau, med kunder inom bland annat bilindustrin. Det är med hjälp av Elhas nätverk Cognibotics hoppas kunna sälja den hybridkinematiska roboten till biltillverkare som investerar i gigapressar. 

Har ni kontaktat Volvo, som ju investerar i den här tekniken? 

– Det får vi inte lov att säga, eftersom de är väldigt hårda med det, säger Fredrik Malmgren. 

Hoppas ni på att få sälja en robot till dem? 

– Självklart. Vi kan väl säga som så här att de är en typisk kund. Vi hade heller inte kunnat gå till dem själva. Det är Elhas kunskap kring allt det här som gör att ett bolag som Volvo kan lita på att maskinen fungerar alla dagar i veckan. Annars hade vi behövt vara på ställen där det inte spelar så stor roll om maskinen står stilla en dag. Men i bilvärlden måste det fungera varje dag, hela tiden, fortsätter han.

Så fungerar en parallellkinematisk robot

Att enkelt beskriva funktionen hos den parallellkinematiska roboten är inte helt lätt. Men den fungerar fundamentalt annorlunda jämfört med de konventionella seriekinematiska industrirobotar som till exempel ABB och Kuka tillverkar. Sådana har alla leder placerade i serie längs en arm. Det ger visserligen stor rörlighet men också betydligt högre vikt, bland annat eftersom motorerna som driver respektive leds rörelse sitter utspridda längs armen.  

Här är en video som förklarar den principiella skillnaden mellan de båda robottyperna. 

Fredrik Malmgren gör en jämförelse med att borra ett hål i en betongvägg med en handhållen borrmaskin för att illustrera skillnaden gentemot seriekinematiska robotar. Håller man borrmaskinen ut från kroppen blir det snabbt svårborrat, men kan man lägga hela sin tyngd bakom går det mycket enklare.  

– Vår robot ser till att verktyget hela tiden är i en position som motsvarar den där du borrar med hela din tyngd bakom, säger han. 

Cognibotics robot består därför i stället av sex stycken kulledade kolfiberlänkar monterade parvis på tre glidslädar som rör sig horisontellt längs maskinens ramverk. De sex länkarna fixerar en plattform där ett verktyg kan monteras. 

Länkarmarna är förbundna med verktygsplattformen respektive ramverket med kulleder. Cognibotics har utvecklat i princip varenda del på egen hand. Foto: Johan Kristensson

– Slädarna ger via de sex länkarna plattformen en position i rummet. Men då kan vi inte påverka verktygsorienteringen alls – den blir som den blir. Då kommer tricket: vi inför två nya ortogonala rotationsaxlar ute på plattformen men låter den tredje förbli fixerad av plattformen eftersom den är riktad längs verktygets rotationsaxel. Det är inte där vi behöver styvhet, och denna fixering ger gynnsamma lastförhållande för de två nya rotationsaxlarna. Så vi inför två teleskoplänkar för att påverka de båda rotationsaxlarna, från slädarna så att man mekaniskt får en fackverksliknande triangel vilket ger ett superstyvt handledsarrangemang. Då visar det sig dessutom att lastförhållandena blir gynnsamma i hela arbetsområdet. Det är inget som går att se med blotta ögat men det går att matematiskt bevisa, säger Klas Nilsson, medgrundare och tidigare vd, numer teknikchef.

Klas Nilsson, medgrundare och teknikchef på Cognibotics. Foto: Johan Kristensson

Upp till 6 meter långa länkar

Resultatet blir att verktyget kan rotera +/- 50 grader oavsett var det befinner sig i arbetsområdet.  

– Det är hyfsat mycket i sådana här sammanhang, och innebär att det kan komma åt i underredet på en Tesla eller vad det nu kan vara. Och framför allt att det blir samma rotation i hela arbetsområdet. Annars blir det väldigt svårt för en robotprogrammerare att hålla allt det där i huvudet, säger Klas Nilsson.

Roboten som Ny Teknik får se är mindre än den som ska visas upp på mässan i Tyskland, vars teleskoplänkar blir 3,4 meter i utsträckt läge. Men de är möjliga att göra upp till 6 meter långa med bibehållen noggrannhet under 5 hundradelars millimeter och med en repeternoggrannhet om 1–2 mikrometer.  

– Noggrannheten ska vi få ner till några hundradelar. Men fortfarande är det så att en CNC-maskin klarar av tusendelar, så vår robot ersätter inte en sådan fullt ut, säger Klas Nilsson.

Edvin Malm, utvecklingsingenjör, Fredrik Malmgren, vd, och Klas Nilsson, teknikchef, framför roboten som ska kunna bearbeta stora komponenter. Foto: Johan Kristensson

Algoritmer kompenserar

Men ibland räcker det med hundradelar, och då har Cognibotics robot en tydlig fördel. Den kan ställas in på i princip vilket industrigolv som helst. Motsvarande CNC-maskin skulle väga 25-50 ton medan vågen för den parallellinematiska roboten stannar på en tiondel. 

Det räcker dessutom att ramverket monteras med ett par, tre millimers noggrannhet – resten tar styrsystemet automatiskt hand om genom kompensering som grundar sig på en uppmätning med hjälp av laser. 

–  Köper du en CNC-maskin så måste du först bygga om golvet så att allt är perfekt linjerat, säger Klas Nilsson. 

Fredrik Malmgren är förhoppningsfull om att bli klar i tid tills mässan. Länksystemet bygger Cognibotics medan Elha bygger ramverket i Tyskland. På prislappen kommer det att stå ungefär tolv miljoner kronor. 

– Vi har gott om tid i tidplanen och kommer till och med att hinna visa den för kunder innan mässan, om allt går som det ska, säger han. 

Johan Kristensson

Mer om: Robot

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt