Modelling and emulation of a human-robot collaboration working cell

Kollaborativa robotar är en central utmaning vid industriell utveckling. Problemet idag är att industrirobotar inte är anpassade för ett nära samarbete med människa och säkerhetsgrindar är ett behov. Denna studie fokuserar på att utveckla en emuleringsmodell som kan demonstrera ett sådant samarbete utan behov av säkerhetsgrindar. Projektet bygger på konceptet (virtuell idrifttagning) som handlar om att använda emuleringsverktyg för att utveckla en digital tvilling som är en kopia av ett fysiskt system. Med hjälp av modellen kommer systemets funktioner och programkod testas och valideras innan en verklig implementation utförs. På uppdrag av högskolan i Skövde utfördes examensarbetet för att undersöka möjligheten om ett nära samarbete mellan en människa och industrirobot i en virtuell miljö. I studien har två olika metoder utvecklats för att undersöka möjligheten till ett samarbete men också utveckla en emuleringsmodell. Med detta har operationslistor skapats för att tydliggöra människan respektive roboten arbetsuppgifter. Sedan skapades process scenarier för att demonstrera hur ett sådant samarbete kan ske i en virtuell miljö. En fungerande emuleringsmodell där människa och robot samarbetar, levererades till högskolan i Skövde. Genom att använda emuleringsmodellen kan högskolan skapa och testa olika lösningar innan en implementation av ett verkligt system sker. Slutligen föreslås en emuleringsmetod som kan användas för att utveckla en digital tvilling. Collaborative robots are a key challenge in industrial development. The problem today is that industrial robots are not adapted for close collaboration with humans and security gates are a need. This study focuses on developing an emulation model that can demonstrate such collaboration without the need for security gates. The project is based on the concept (virtual commissioning) which is about using emulation tools to develop a digital twin that is a copy of a physical system. With the help of the model, the system's functions and program code will be tested and validated before a real implementation is performed. On behalf of the University of Skövde, the thesis work was carried out to investigate the possibility of a close collaboration between a person and industrial robot in a virtual environment. In the study, two different methods have been developed to investigate the possibility of a collaboration but also to develop an emulation model. With this, operating lists have been created to clarify the person and the robot work tasks. Process scenarios were then created to demonstrate how such collaboration can take place in a virtual environment. A functioning emulation model in which man and robot collaborate, was delivered to the University of Skövde. By using the emulation model, the university can create and test different solutions before an implementation of a real system takes place. Finally, an emulation method is proposed that can be used to develop a digital twin