Six-Axis Robot for Autonomous Filter Change of TEG Gas Dehydration Unit

Abstract

Denne oppgaven presenterer en detaljert analyse av filterbytteoperasjonen for en trietylenglykolenhet, en prosess som er integrert i gassproduksjon, gjennom linsen til et seks-akset industrielt robot. Basert på tidligere forskning gjennom prosjektoppgave, som sammenlignet offline robotsimulering- og robotkommunikasjonsprogramvare, ble et grunnleggende hierarki for et autonomt system etablert. Denne forskningen identifiserte nøkkelutfordringer og kartla tilsvarende teknologiske løsninger og strategier.

Et robotprogram, som omfattet halvparten av filterbytteoperasjonen, ble utviklet ved å bruke tradisjonelle offline programmeringsteknikker i Visual Components. Denne utviklingsprosessen belyste det omfattende og komplekse omfanget av bevegelser som kreves for operasjonen. Spesielt understreket den den kritiske nødvendigheten av å integrere kraft-momentkontroll med en kraft-momentsensor. Denne integrasjonen er avgjørende for den presise sammenføyningen av gjengede komponenter, som ble identifisert som den mest komplekse delen av prosedyren.

Hovedmålet med denne forskningen var imidlertid å utvikle en fullstendig eller delvis autonom robotløsning, som bruker en seks-akset industrirobot, men dette ble ikke realisert. Dette skyldtes en kombinasjon av eksterne faktorer, inkludert systeminkompatibiliteter og tekniske utfordringer knyttet til KUKA Robot Controller.

Til tross for disse tilbakeslagene, legger avhandlingen et robust grunnlag og gir verdifulle innsikter og anbefalinger for fremtidige prosjekter på dette feltet. Den fungerer som en omfattende veileder for den pågående utviklingen av prosjektet, og tilbyr en vei for etterfølgende forskning og implementering.

This thesis presents a detailed analysis of the filter change operation for a Tri-ethylene Glycol unit, a process integral to gas production, through the lens of a six-axis industrial robot system. Building upon previous research, which compared offline robot simulation- and robot communication software, a foundational hierarchy for an autonomous system was established. This research identified key challenges and mapped out corresponding technological solutions and strategies.

A robot program, encapsulating half of the filter change operation, was developed utilizing traditional offline programming techniques in Visual Components. This development process illuminated the extensive and complex range of movements required for the operation. Particularly, it underscored the critical necessity of integrating force-torque control with a force-torque sensor. This integration is pivotal for the precise mating of threaded components, which was identified as the most complex facet of the procedure.

However, the primary objective of this research to develop a fully or partially autonomous robotic solution, utilizing a six-axis industrial robot, was not realized. This shortfall was due to a combination of external factors, including system incompatibilities and technical challenges related to the KUKA Robot Controller.

Despite these setbacks, the thesis lays a robust groundwork and provides valuable insights and recommendations for future endeavors in this field. It serves as a comprehensive guide for the ongoing development of the project, offering a pathway for subsequent research and implementation.