Femtio år av innovativ robotteknik från Västerås

ABB Robotics firar i år 50 år sedan lanseringen av den första roboten IRB 6. En robot som var världens första elektriska och mikrodatorstyrda robot. Vi följer berättelsen tillbaka till ursprunget när dåvarande ASEA valde att satsa på robotar i början på 1970-talet. Med oss på tidsresan har vi Hans Skoog och Jan Jonsson som spelat viktiga roller för att bolaget under tio år skulle gå från pionjär till att bli världsledande inom industrirobotar.

Vi träffar Hans och Jan i Aseas historiska samlingar, som ligger i källaren i Melkerhuset. Där finns en stor utställning som skildrar hela ASEAs historia, och även utvecklingen av industrirobotar från 1970-tal till idag.

Även om Asea kom att spela en avgörande roll för utvecklingen av robottekniken så var bolaget långt ifrån först med att utveckla industrirobotar. Den första industriroboten kom att tas i drift 1961 och tillverkades av det amerikanska bolaget Unimation.

Hur kommer det sig att Asea valde att satsa på robotar?

– Det var Curt Nicolin, vd för Asea, som 1968 insåg att robotar var en intressant möjlighet. Han pekade då på att Asea hade missat tåget med att utveckla styrsystem för verkstadsmaskiner, och ville inte att vi återigen skulle missa en viktig marknadsmöjlighet, säger Hans Skoog.

En första dialog togs med Unimation om att få tillverka deras robotar på licens. Den möjlighet som då presenterades hade dock kraftigt begränsat möjligheten till export vilket gjorde att Asea valde bort det alternativet.

När Asea började undersöka möjligheterna att bygga en egen robot hade ännu ingen försökt bygga en elektrisk robot, istället var alla industrirobotar hydrauliska eller pneumatiska.
– Anledningen till att ingen robot var elektriskt driven 1968 var att de nödvändiga tekniska byggstenarna inte fanns tillgängliga. Det gick helt enkelt inte att göra en elektrisk robot innan effekttransistorn fanns tillgänglig 1967. När studierna började var det därför naturligt för ASEA att undersöka hur en effektiv hydraulisk robot skulle konstrueras. Relativt snart tog man upp ett parallellt spår baserat på en elektriskt driven robot, säger Hans.

När utvecklingsprojektet för robotar startades i företaget 1972 spelade Björn Weichbrodt som rekryterats från General Eletric en viktig roll. Han rekryterades som projektledare för att föra förstudien till en färdig produkt.

– Valet av det elektriska spåret gjordes i juni 1972, kanske spelade det roll att Asea har sin grund inom elektrotekniken. Samtidigt fanns det flera tekniska utmaningar som behövde lösas för att projektet skulle lyckas. En lämplig likströmsmotor hittades, men elektriska motorer roterar snabbt och behöver växlas ned cirka 200 gånger för att passa en robot. Vi hade tur som hittade en nyutvecklad liten växellåda som löste det. En av nyckelkomponenterna gällde hur roboten skulle styras. Det fanns inga lämpliga styrsystem på marknaden, säger Hans.

Utvecklingsprojektet tog faktiskt därför en paus.

– Men så hörde projektgruppen talas om ett litet bolag i Kalifornien som hette Intel. De hade fått uppdrag av ett japanskt miniräknarföretag att utveckla en 8-bitars processor. Asea köpte in tre processorer som var tillräckligt kraftfulla för att kunna lösa styrningen. Det här blev också Intels första tillämpning på robotar, säger Jan.

1973 presenterades Aseas första robot IRB 6 på en utställning. Vad var nytt?

– Först och främst var det den första elektriska industriroboten och den första som styrdes av en mikrodator. Björn Weichbrodt införde även den mekanik som sedan blev trendsättande för hela robotindustrin med en människoliknande robotarm med underarm, överarm och handled. För att flytta handledsmotorerna ner till robotbasen konstruerade ASEA en kraftöverföring med länkstänger, som patenterades. Vi var även först med att bygga roboten i aluminium, säger Hans.

ASEAs första robot kunde hantera 6 kilo vilket var betydligt mindre än de hydrauliska robotarna som fanns på marknaden. Däremot var den mycket noggrannare och kunde därför användas i processer som krävde hög precision. Den första IRB 6 roboten slipade rostfria rörkrökar hos Magnussons i Genarp, där samma robot kom att vara i drift i hela 43 år.

– Roboten sågs lite som en udda fågel och konkurrenterna trodde inte att våra elektriska robotar skulle kunna hantera tyngre material. Ett år senare kom vi ut med nästa robot som kunde hantera hela 60 kilo vilket tystade tvivlarna. Den roboten kom att kunna användas för en lång rad applikationer, säger Hans.

En viktig orsak till att Asea fick stort genomslag för sina innovativa robotar var möjligheten till interna installationer i koncernen. Industrirobotens marknad var samtidigt vid starten 1974 liten, totalt såldes det cirka 500 robotar per år i världen. Att jämföra med att cirka 500 000 industrirobotar säljs per år globalt idag.

– Genom att robotarna kunde installeras i egen produktion så kunde vi dels lära oss hur de kunde användas, dels visa upp interna installationer för kunder. Elektriska robotar möjliggjorde också nya applikationer. Våra elektriska robotar var mer noggranna än hydrauliska robotar. Tack vare att IRB 6 kunde hålla svetstråden inom kravet 0,5 millimeters noggrannhet så växte bågsvetsområdet till att bli en av de vanligaste tillämpningarna för robotautomation och är det än idag. Man kan säga att ASEA lade grunden för bågsvetsning med robot, säger Jan.

Från 1976 kom Hans Skoog att ta rollen som teknik- och produktansvarig för robotsektionen. Samtidigt som utvecklingen av nya robotar fortsatte kom den stora satsningen att komma först några år senare.

– När Percy Barnevik kom in som vd för Asea i juni 1980 såg han att robotar var framtiden. Han ställde krav på att vi skulle ta fram en aggressiv affärsplan för att bli en världsledande robottillverkare. Strategin innebar att vi skulle tiodubbla produktionen på fem år. Det nya fokuset gjorde att vi kunde utöka vår utvecklingsavdelning från 20 till 70 anställda. Jan var en av dem, berättar Hans.

Jan som anställdes 1981 för att arbeta i robotteamet berättar mer.

– Percy Barnevik var också pådrivande till att vi skulle satsa mer internationellt. Han beordrade våra utländska dotterbolag att tillsätta robotchefer. Trots att dotterbolagen på den tiden hade en hög grad av självständighet valde de att göra som Percy önskade. Dessutom tillsattes robotdivisioner på viktiga marknader.

1981 påbörjades robotproduktion i Spanien, åren därefter öppnades också produktion i USA och Frankrike.

– Dessutom var vi första utländska robotbolaget att ge oss in på den japanska marknaden vilket väckte mycket uppmärksamhet. En viktig skillnad mot våra konkurrenter var att de inte hade lokala säljkontor, säger Hans.

En annan viktig faktor bakom genomslaget för robotarna från Västerås var etableringen av så kallade robotcenters.

– De här enheterna för robotträning var viktiga. De var inte bara säljkontor, utan stod för utbildning och service. Där kunde vi också bygga kompletta automationssystem vilket var viktigt då det inte fanns några systemintegratörer tillgängliga på den här tiden, säger Jan.

Inom vilka områden kom Asea att under de här åren förnya industriroboten?

– Vi hade den första roboten som kunde se, lokalisera och identifiera detaljer. Med hjälp av gråskaleteknik kunde våra robotar i vanlig belysning identifiera små skillnader. Dessutom hade vi den första roboten med känsel, som kunde känna av vilka områden de skulle hålla sig inom och korrigera robotens rörelser. En annan viktig innovation var att vi var de första som kunde erbjuda offlineprogrammering av robotar. På den här tiden var det tidsödande att programmera robotar, men vi gjorde det möjligt att först programmera allt i sin PC och sedan ladda in det i roboten innan det körs, säger Hans.

Nästa stora genombrott var när Asea 1982 tog fram nästa generations styrsystem.

– Nu hade mikrodatorerna slagit igenom och blivit ofantligt mycket kraftfullare. Med styrsystemet S2 så var vi först i världen att programmera med joystick och ett enklare programspråk. Alla tekniska innovationer gjorde att Asea från Västerås inom robotområdet fick renomme som att vara världsledande, säger Jan.

Hur lyckades då Asea med att leva upp till strategin om att tiodubbla produktionen av robotar?

– Det lyckades vi med. Från att vi 1979 tillverkade 120 robotar kom vi 1985 att tillverka 1850 robotar och vara världsledande inom industrirobotar med 11 % marknadsandel, säger Hans.

Vilka branscher har mest av allt påverkats av robotiseringen?

– Det är framförallt bilindustrin som har drivit på robotutvecklingen. De har ställt störst krav och har även varit en stor inköpare av robotar. Även här var vi pionjärer genom att vi levererade världens första elektriska punktsvetsrobot redan 1976 till SAAB, säger Jan.

– Bilindustrin är perfekt för robotisering, fortsätter Jan. På en billinje tillverkas ofta en bil per minut vilket passar perfekt för en robot. Vid väldigt låga produktionstakter tar programmeringen för lång tid i förhållande till produktionstiden och blir olönsamt. Å andra sidan, vid mycket höga takter är specialmaskiner mer ekonomiska.

När Asea hade blivit världsledande var de redo för nästa generations robotar.

– IRB 2000 var världens första robot som drevs av växelström, som erbjöd ett närmast obegränsat vridmoment och gick att användas både golvstående och hängande. Roboten är också unik genom att vara vibrationsfri vilket gör att den klarar laserskärning mycket exakt, dessutom är den enormt tyst, säger Hans.

Nästa avgörande stora tekniska utvecklingssprång kom 1994 och då med ny världsledande mjukvara.

– När fjärde generationens styrsystem S4 kom så lanserades en helt unik rörelsestyrning. Med S4 fick ABB en banföljning som blev världens bästa. Dels följer roboten samma bana oavsett hastighet vilket sparar mycket programmeringstid, dels har vi en så kallad adaptiv acceleration vilket ger kortare cykeltider än konkurrenterna. Ännu idag, 30 år senare, har ingen konkurrent lyckats lösa det, säger Jan.

De första 15 åren gjordes nästan all robotutveckling i Västerås. Kärnan i robotens intelligens vidareutvecklas fortfarande i Västerås även om viss mjukvaru- och mekanikutveckling sker i samarbete med andra enheter inom koncernen. Linjerna från 1970- och 1980-talen går igen till idag och det senaste innovativa styrsystemet för robotar: OmniCore.

Plattformen OmniCore är utvecklad i samarbete mellan ABB Robotics team i Västerås, Shanghai och Bangalore, och är resultatet av en strategisk investering på över 170 miljoner dollar i nästa generations robotik. Lanseringen sker i år då ABB Robotics firar 50 år sedan den banbrytande introduktionen av världens första helelektriska mikrodatorstyrda industrirobot, IRB 6, utvecklad i Västerås.