In het kader van het onderzoeksproject ‘energetisch efficiënte robotsystemen’ (EneRo) heeft het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) de energiebehoefte van robotsystemen onderzocht. Hieruit wilde men afleiden welke factoren van invloed zijn op het energieverbruik en hoe deze zijn te optimaliseren. De resultaten werden gepresenteerd tijdens het vijftigjarig jubileum van het instituut.
Stijgende energiekosten en eisen aan CO2-emissies hebben ertoe geleid dat energetisch efficiënte technologieën een belangrijke economische factor worden. Industriële robotsystemen (er zijn er meer dan 130.000 geïnstalleerd) zijn essentieel in de automatische productie en hebben een groot aandeel in de energiebehoefte van productiebedrijven. Een efficiënter gebruik van energie door robotsystemen kan helpen het energieverbruik te verminderen. Dit zorgt voor kostenbesparing en levert een bijdrage aan zuiniger gebruik van bronnen.
Meten is weten
In het kader van het EneRo onderzoeksproject heeft Fraunhofer IPA onderzoek gedaan naar de energiebehoefte van robotsystemen. Doel was om de totale robotinzet te optimaliseren. Als voorbeeld werden onderzoeken uitgevoerd aan een ‘pick and place’ toepassing. Een industrierobot, uitgerust met een vacuümgrijper, pakt onderdelen op positie A (transportband) en legt deze neer op positie B (meetapparaat). De voor de vacuümgrijper benodigde onderdruk wordt door opgewekt een in de grijper geïntegreerde ejector. Deze robot heeft behalve elektrische energie ook perslucht als energievorm nodig.
Onderzoek wees uit, dat flink op perslucht kon worden bespaard door een nauwkeurige instelling van het vacuümniveau en de afblaastijd. Deze besparing van enkele centen per kubieke meter perslucht heeft echter maar een geringe invloed op de totale kosten.
Nog meer besparingen
Onderzoek van het stroomverbruik van de robot (130 kg last, werkbereik 3 m) leerde dat het energieverbruik met 30% daalde bij een vermindering van de verplaatsingssnelheid met 25 %. Een 50 kg lagere last zorgde, afhankelijk van de beweging, voor een geringer energieverbruik tot 25 %. Een vergelijking van het ene punt naar het andere met een lineaire beweging wees uit, dat het energieverbruik tot 45 % lager werd.
Er zijn nog verdere optimaliseermogelijkheden, omdat zowel bewegingen van het ene punt naar het andere als de lineaire bewegingen geen optimale lijnen vormen. Daarom wordt in het project Enero een simulatietool ontwikkeld om de optimale routes voor de industrierobot te bepalen door toepassing van genetische algoritmen. Daarmee moet het mogelijk zijn om het energieverbruik van een robotbeweging nog verder te verminderen.
