”Vi löser ett problem som har funnits i 50 år”

2020-10-16 06:00  

Startupföretaget från Lund utmanar robotvärlden med högre precision. Snart kommer de med en egen och helt ny sorts plockrobot – supersnabb och mer energieffektiv.

I robotbranschen finns en lång rad tunga storföretag. Men det finns också uppstickare, som unga Cognibotics från Lund. Snart lanserar de en ny supersnabb plockrobot.

Först när man ser den med egna ögon förstår man fullt ut att det verkligen handlar om en helt ny typ av maskin.

Armen är inte bara längre, smalare och ”benigare” än man är van att se hos industrirobotar. De tunna, parallella kolfiberlänkarna rör sig dessutom med förbluffande hastighet, samtidigt som armens ”handled” rent mekaniskt hålls i konstant riktning under alla rörelser.

Cognibotics har varit med på Ny Tekniks 33-listan tre år i rad, 2018, 2019 och 2020. Företaget är därmed ett så kallat guldbolag och sällar sig till en skara där teknikbolag som Epishine, Midsummer, Spotify, Truecaller och Yubico. Foto: Daniel Nilsson

Bara en kort rörelse i en av länkarna ger över ett varvs rotation av verktygsfästet ute på handleden. Den patenterade handledsmekanismen är en av Cognibotics uppfinningar, och beskrivs som en växellåda utan kuggar.

”Lite metall, mycket kolfiber, inga motorer i armen”

Armens smidiga utformning möjliggörs av att alla motorer och växellådor sitter i robotens bas, och verktygsorienteringen hålls rent mekaniskt genom länkarna.

– Lite metall, mycket kolfiber, och inga motorer ute i armsystemet, sammanfattar Klas Nilsson, bolagets grundare och hittillsvarande vd.

Cognibotics startade 2013 av forskarkolleger från Lunds tekniska högskola. Foto: Daniel Nilsson

Cognibotics kallar roboten hybridkinematisk. Företaget uppger att den har samma rörelsefrihet som ett sexaxligt robotsystem eller en Scara (med två horisontella roterbara armar kopplade till en vertikal verktygsrörelse).

– Men en sexaxlig robot är långsammare, tyngre och dyrare, och med en Scara-robot får du två motorer i en stor klump ute på armen. Vi tar sikte på ett problem som folk har försökt lösa i 50 år: Hur bygger man en kostnadseffektiv ”pick and place”-robot utan ett stort armverk som kostar både utrymme och pengar? Den här roboten kräver dessutom hälften så mycket energi som jämförbara robotar på marknaden, säger Klas Nilsson.

Scara står för Selective Compliance Assembly Robot Arm och är en vanlig typ av monteringsrobot.

Detalj av den hybridkinematiska roboten. Foto: Daniel Nilsson

Klas Nilsson pekar på skalbarheten som en stor fördel med deras nya robot.

– Alla ytor som länkarna går emot är antingen horisontella eller vertikala, så de kan enkelt göras längre utan att några vinklar förändras.

Gav robotar högre precision

Cognibotics verksamhet är inte lätt att sammanfatta i text. Projekten är många, tekniken egensinnig, och entusiasmen påtaglig hos de inblandade. Så låt oss börja från början: företaget startades 2013 av Klas Nilsson, med bakgrund på såväl ABB som Lunds tekniska högskola, LTH, och fem av hans kolleger därifrån.

Klas Nilsson är grundare av robotföretaget Cognibotics i Lund. Han demonstrerar den hybridkinematiska roboten, som har samma rörelsefrihet som ett sexaxligt system men är lättare och smidigare. Foto: Daniel Nilsson

Ursprungligen sysslade man inte med egna robotar, utan med precisionshöjande kalibrering av robotar från andra tillverkare. Cognibotics har tagit fram en patenterad metod där egenutvecklade algoritmer analyserar robotens styrsignaler, och kompenserar för glapp och andra avvikelser som uppstår.

Liknande tjänster tillhandahålls förstås av etablerade robottillverkare, men de tar inte hänsyn till monterad kringutrustning och slitage.

Vid påverkan från skärkrafter under bearbetning kan felen bli millimeterstora. Med Cognibotics teknik kan man typiskt få ner det till en femtedel.

Mats Jonsson visar en demoversion av en parallelkinematisk robot. Foto: Daniel Nilsson

Mats Jonsson, industrialiseringsansvarig på företaget, talar om absolut kalibrering.

– En definition på det är att vi lär den enskilda roboten exakt hur den är beskaffad, hur lång arm den har, och så vidare. Sedan kan man behöva styvhetskalibrera i efterhand eftersom delar slits. Med vårt system sätter du fast roboten i en klamp i golvet och låter den bryta och bända lite, då känner den hur mycket olika leder ger efter, säger Mats Jonsson.

Cognibotics är fabrikatneutrala och jobbar med en rad olika robottillverkare. Med deras teknik ska industrier inte behöva köpa nya robotar eller specialmaskiner, utan helt enkelt kalibrera styrsystemen i befintlig utrustning.

Gör egna robotar – utom elektroniken

Efterhand började Cognibotics utveckla egna, hybridkinematiska robotar. Företaget tar alltså fram både mjukvara och mekanik.

– Men elektroniken försöker vi undvika att utveckla själva, det är för arbetskrävande att underhålla den. Det är annorlunda med mekaniken, där har man ju kvar designritningen om en kund behöver en ny komponent. Och i dag finns ju så bra elektronikmoduler att sätta ihop som man själv vill, säger Klas Nilsson.

Johan Lauri är en inhyrd rototspecialist och visar den fjärrstyrda plattformen för en mobil byggrobot. Foto: Daniel Nilsson

Den patenterade kalibreringen implementeras i dag både i de hybridkinematiska robotarna, och i de parallellkinematiska robotar som Cognibotics också utvecklar.

Parallellkinematiska robotar bygger på tre linjärbanor varifrån åtta länkar går ut till Cognibotics handledssystem. Även här består länkarna av lätta, parallella kolfiberstänger, trots att robotarna är tänkta för stora och tunga jobb.

– Med parallella stag ökar man styrkan utan att de behöver vara kraftiga och tunga. Vi vill ha lätta, rörliga armar som optimerar tryck- och dragkrafterna, och då är kolfiber väldigt bra, säger Anders Robertsson, medgrundare och vetenskaplig rådgivare på Cognibotics.

Med tryck och drag i rätt vinkel genom länkarna ska man kunna bearbeta komponenter som flygplansvingar, tågsidor eller rotorblad till vindkraftverk, samtidigt som maskinen är betydligt lättare och smidigare än traditionella tillverkningsmetoder för den sortens komponenter.

Magnus Olsson är projektledare för kalibrering. Foto: Daniel Nilsson

Och Cognibotics kalibrering bidrar till precisionen.

– Du kan köra länkarna på 15 meter långa linjärbanor och ändå veta exakt var verktyget befinner sig, säger Mats Jonsson.

Bygger en byggrobot

Målet med utvecklingen av parallellkinematiska robotar beskrivs som robotar med stort arbetsområde och extrem noggrannhet. Detta möjliggörs av kalibreringen i kombination med en repeternoggrannhet inom två mikrometer.

– Dessutom med rejäl styvhet, typiskt kring 30 newton per mikrometer, säger Klas Nilsson.

Bolaget har tagit in över 50 miljoner kronor i kapital för att utveckla såväl de hybridkinematiska som de parallellkinematiska robotarna.

Prototyputvecklingen är långt gången på båda områdena, och man siktar på full lansering nästa år. Cognibotics ska dock inte börja masstillverka robotar, utan fokusera på egen produktion i mindre skala kombinerat med erbjudande om licenstillverkning.

Johan Lauri visar roboten som ska sättas på den fjärrstyrda plattformen och bli en mobil byggrobot. Foto: Daniel Nilsson

I universitetets lokaler tvärs över gatan från Cognibotics högkvarter hos Ideon Science Park skapas en experimentmiljö för byggrobotik där Cognibotics samverkar med LTH, Cementa och andra aktörer. Förutom utveckling av Cognibotics parallellkinematiska teknik för bygge av husfasader pågår montering av en mobil byggrobot.

Basen är en fjärrstyrd plattform för mobilkran, en standardmaskin som byggts om för att bära en sexaxlad ABB-robot med hanteringsvikt på 60 kilo.

Den ska förses med lim- och cementpump, och själv lägga fogmassa och mura upp väggar av lättklinkerblock. Roboten ska även få tryckmätare med sensor, så den själv kan avgöra var väggen är, var senaste blocket lagts, och så vidare.

– Ett demokoncept ska vara klart i november. Fullprestandademo räknar vi med runt hösten 2021, säger inhyrde robotspecialisten Johan Lauri.

Nu i september hamnade Cognibotics på Ny Tekniks 33-lista för tredje året i rad, och kan därmed titulera sig guldbolag.

Ett dotterbolag har startats i USA under ledning av Klas Nilssons son Adam Nilsson, och nu i oktober tog tidigare Duni-chefen Fredrik Malmgren över vd-skapet hos moderbolaget i Lund.

– Jag vill ha mer tid till tekniken. Hittills har jag inte kunnat ägna mig åt den så mycket som jag vill, och man ska ju satsa största delen av sin tid på det man gillar och kan bäst, säger Klas Nilsson.

Cognibotics

Gör: Förbättring av industrirobotars precision samt nyutveckling av robotar.

Grundare: Klas Nilsson med fem forskarkollegor från LTH.

Ort: Lund.

Startår: 2013.

Anställda: 30 personer, inräknat en del forskare på deltid.

Nettoomsättning: 11,5 miljoner kronor (2019).

Riskkapital totalt: 54 miljoner kronor.

Huvudägare: Grundarna samt tre externa investerare.

År på 33-listan: 2018, 2019, 2020.

Tommy Harnesk

Mer om: Robotar 33-listan

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