Løfte- og monteringsmanipulator for effektivisering av byggeprosesser

Gjennom dette prosjektet har det blitt utviklet en 7-akset robot arm med 16 meters rekkevidde og løftekapasitet på 250 kg (og 500 kg når fullt utrustet). En prototype av robotarmen er produsert, og sammenstilles nå i Mechatronic Innovation Lab i Grimstad der funksjonalitet og aktuelle operasjoner vil bli testet. Armen og kontrollsystemet har fått en universell utforming og er derfor enkel å tilpasse til ulike operasjoner. Den har mulighet til å bytte ut verktøyet på enden av armen, noe som gjør den anvendbar for mange forskjellige operasjoner. Robotarmen har blitt utviklet med utgangspunkt i kompetanse fra offshorebransjen, som kombineres med nyutviklinger innen instrumentering og robotikk. Den kan derfor operere i krevende miljø, både utendørs og innendørs, med høy nøyaktighet og stort arbeidsområde. Designet er vekt optimalisert rundt materialvalg og valg av komponenter. Armen har derfor et kompakt design, og kan enkelt integreres inn på fartøy, tilhenger, lastebiler osv. Den er også enkel å transportere, og den kan derfor plasseres der det skal gjøres en jobb. Det er gjennom prosjektet utviklet baneplanlegging algoritmer, invers kinematikk og kontrollsystem. Sensorer i form av avansert laser/kamera teknologi vil bli anvendt i et autonomt styringssystem. Det er laget en virtuell prototype der kontrollsystemet styrer den virtuelle robotarmen i et 3D simulatormiljø. Dette simulatormiljøet inkluderer HMI (Human-Machine Interface) eller operatørgrensesnitt der du kan styre armen, eller velge om du ønsker å operere den i simulatormiljøet (gamification-mode) for f.eks. trening av operasjoner.

Det er utviklet og produsert en 7-akset robotarm med kontrollsystem. I forbindelse med utvikling av kontrollsystemet er det også utviklet en metode å gjøre dette på en måte som er mer effektiv enn hvordan dette ble gjort tidligere.

Prosjektets formål er å utvikle en løfte- og monteringsmanipulator med mulighet for overføring av data fra prosjekteringsverktøy. Dette kan gjøre det mulig å hel- eller del- automatisere montering og håndtering av fasadeplater/ takplater/ vinduer med mulighet for boring av hull, skru inn skruer osv. Det unike med løfte- og monteringsmanipulatoren er at den kombinerer det beste av ulike teknologier, som tilpasses og videreutvikles for formålet, for å kunne operere i et krevende miljø, både utendørs og innendørs, med høy nøyaktighet og stort arbeidsområde. Formålet med utstyret er å effektivisere montasje og andre bygge operasjoner, på steder som er vanskelig tilgjengelig, og som vil kreve ekstra sikkerhetstiltak (som f.eks. bygging av stilas e.l.) og for å få gjennomført oppgavene på en sikker måte. Ved å innføre del-automatiserte byggeprosesser, vil man bidra til en økt kvalitet, redusere HMS utfordringer og øke effektiviteten. Manipulatoren bør være lett å transportere og plassere der det skal gjøres en jobb. Samtidig må de ha høyt presisjonsnivå i arbeidsprosessen kombinert med rekkevidde og fleksibilitet tilpasset de operasjonene som skal utføres. Manipulatorene må kunne operere etter predefinerte operasjonsmønster,kombinert med maskinsyn og andre sensorer som kraftsensorer etc. Designet vil også kreve utvikling av styringssystemer som for eksempel tar hensyn til fleksibilitet i konstruksjonen, og som benytter seg av maskinsyn og andre sensorer. Det må også utvikles styresystem som håndterer at to eller flere operasjoner utføres samtidig for å løse en oppgave, og det må legges til rette for å kunne hente data fra prosjekteringsverktøy.