Genom att minska acceleration och inbromsning hos industrirobotar kan energiförbrukningen reduceras med upp till 40 procent – utan att minska takten i tillverkningen. Det visar de första testerna av en optimeringsalgoritm som Chalmersforskare har utvecklat.

Från vänster: Dr Kristofer Bengtsson, masterstudent Emma Vidarsson och Prof Bengt Lennartson i robot- och automationslaboratoriet vid Chalmers. I forskargruppen vid institutionen för signaler och system ingår även doktoranderna Oskar Wigström och Sarmad Riazi. Optimeringsverktyget är utvecklat i EU-forskningsprojektet Areus. Licens: Creative Commons
 Foto: Oscar Mattsson

Optimeringen av robotarnas rörelser sker genom att minska acceleration och inbromsning, samtidigt som tiden då en robot står stilla minskas, eftersom även stillastående drar energi.

– Vi låter helt enkelt roboten köra långsammare istället för att stå still och vänta på andra robotar och maskiner för att få utföra nästa sekvens. Optimeringen bestämmer också i vilken ordning de olika operationerna ska utföras för att minimera energiförbrukningen utan att tappa tid i körcykeln, säger professor Bengt Lennartson som har startat denna forskning tillsammans med bland annat General Motors.

Han är dock noga med att påpeka att optimeringen aldrig ändrar robotens körbana, endast operationernas hastighet och sekvensordning.

– Därmed kan vi gå in i en befintlig robotcell och göra en snabb optimering utan att påverka produktionen eller nuvarande cykeltid.

För att åstadkomma en säker optimering måste enligt Chalmers
 hänsyn tas till körningar då flera robotar rör sig i gemensamma zoner. Därför inleds optimeringen med att identifiera de zoner där det bara får lov att finnas en robot i taget.

– De första mätningarna har visat imponerande energibesparingar, men det är fortfarande en uppskattning. Det handlar om en minskning av energiförbrukningen på mellan 15 och 40 procent. För att kunna uppskatta den faktiska energibesparingen krävs fler tester ute i industrin, säger Kristofer Bengtsson som ansvarar för implementeringen av den nya optimeringsstrategin.

I mycket robotintensiv tillverkningsindustri, exempelvis karosserifabriker i fordonsindustrin, förbrukar robotar cirka hälften av den totala elenergin.

Optimeringsprogrammet inleder med att registrera robotarnas rörelser under en körcykel samt eventuella kollisionszoner. Informationen bearbetas i programmet på någon minut, vilket resulterar i styrinstruktioner som skickas direkt till robotarna.

– Målet är att optimeringar av det här slaget blir standard och inkluderas i tillverkningsrobotar från start. Vid varje ändring av operationssekvenser görs en ny optimering automatiskt. Men det tar tid att föra ut en utvecklingsprodukt till en robust produktionsprocess – flera år av ingenjörsarbete.

Filed under: SvenskTeknik