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Methoden zur Steigerung der Energieeffizienz von Roboteranwendungen: Methoden zur Steigerung der Energieeffizienz von Roboteranwendungen

, and .
(2012)

Abstract

Das Thema Energieeffizienz spielt sowohl unter ökonomischen als auch unterökologischen Aspekten eine immer größer werdende Rolle. In der Robotik wurdedieses Thema jedoch bis-lang vernachlässig, obwohl Roboter seit Jahren ingroßer Zahl in der Massenproduktion ein-gesetzt werden, aber auch verstärkt inneue Bereiche wie die spanende Bearbeitung vordrin-gen.Mit dem Ziel, den Energieverbrauch von Roboteranwendungen zunächst zusimulieren und schließlich deren Energieeffizienz zu steigern, wurde im August2010 das Projekt "Monito-ring, Simulation und Optimierung vonRoboteranwendungen zur Steigerung der Energieeffi-zienz" (MoniSimO) mit einerLaufzeit von 24 Monaten begonnen. Das Projekt MoniSimO wird im Rahmen desForschungsprogramms "Effiziente Produktion durch IKT" durch dieBaden-Württemberg Stiftung gGmbH finanziert. Die beteiligten Einrichtungensind das Insti-tut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen undFertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart und das FraunhoferInstitut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA).Im Projekt wird die gesamte Roboterzelle mit allen enthaltenen Komponentenbetrachtet. Durch die Verwendung optimierter Roboterbahnen und eine optimierteAnordnung und bessere Synchronisierung der Komponenten soll dieEnergieeffizienz gesteigert werden. Auf Basis umfangreicher Simulationen undVermessungen werden Richtlinien zur Steigerung der Energieeffizienz fürSystemintegratoren, Betreiber und Hersteller von Roboterapplikationenerarbeitet. Durch die vorgestellten Methoden werden sie beim Finden deroptimalen Roboterbahnen und der optimalen Positionierung des Robotershinsichtlich Start- und Zielpunkt der zu bewegenden Objekte unterstützt. DieVerfahrgeschwindigkeit ist dabei ebenfalls zu berücksichtigen, da langsameBewegungen auf Grund möglicher Wartezeiten vor einem nachgelagertenProzessschrittt ausreichend sein können. Langsame Verfahrbewegungen benötigenweniger Energie als Verfahrbewegungen mit hoher Geschwindigkeit. Dennoch istes unter Umständen möglich, dass es energieeffizienter ist, den Roboter mitmaximaler Geschwindigkeit zu verfahren und dann noch genügend Zeit zurVerfügung zu haben, in der der Roboter mit eingefallenen Bremsen verweilenkann und die Achsen nicht in Regelung sind. Diese Alternativen sind jedoch fürden Anwender ohne Unterstützung nicht zu überblicken. Die im Rahmen vonMoniSimO neu entwickelten Methoden sollen daher eine Nutzerunterstützungbieten und es ermöglichen, verschiedene Alternativen gegeneinander abzuwägenund schließlich das Optimum auszuwählen.Dieser Bericht fokussiert auf der Abbildung eines Roboters in einemSimulationsmodell mit dem Ziel, Aussagen über seinen Energieverbrauch treffenzu können.

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