Energieffektiv Programmering af Kollaborative Robotter
Syddansk Universitet (SDU) og Universal Robots (UR) forventer at mange virksomheder i Danmark vil implementere kollaborative robotter over de næste 10 år. Elforbruget for en kollaborativ robot betyder ikke meget i den enkelte virksomheds energiregnskab, men for det samlede elforbrug i Danmark betyder mange nye robotter meget. Det estimeres at man ved at programmere robotterne til mere energieffektive bevægelser potentielt kan reducere elforbruget svarende til mere end hundredtusinder af danskeres elforbrug om året.
Kollaborative robotter gør det i dag muligt at udføre flere og flere opgaver med robotter uden afskærmning og i tæt samspil med mennesker. Kollaborative robotter bliver programmeret af brugerne ved at de rent fysisk demonstrerer hvad robotten skal gøre. Men da brugeren ikke intuitivt indtænker energioptimering i denne programmering, fører den til at robotterne kan bruge 50 % mere strøm end de behøver.
Programmering som leder til energispild kan f.eks. være unødvendigt høje løft, lange bevægelsesbaner, ventetid mellem operationer, gentagelse af bevægelser eller ineffektiv anvendelse af værktøjer monteret på robotarmen. Når en robot bruger 200 W mere end den behøvede hvis den var energieffektivt programmeret, resulterer det i et øget elforbrug på 1.8 MWh per år.
SDU og UR vil løse denne forskningsudfordring ved at udvikle nogle helt nye metoder til programmeringen af robotter, som kan gøre det let og naturligt for brugerne at energioptimere programmering af robotten.
Projektets hypotese er, at man ved at anvende Augmented Reality (AR) og digitale modeller kan ligge energioptimeringsalgoritmer ned over brugerens programmering via demonstration. Således at brugeren i AR guides med konkrete forslag til hvordan robottens bevægelser kan energioptimeres.
UR er verdensførende indenfor letvægts-kollaborative robotarme og SDU er internationalt førende indenfor robotteknologi og software til energioptimering. Projektparterne forudser at det næste store forskningsmæssige skridt indenfor robotprogrammering er brug af AR til programmering ved demonstration.
Projektets forskningsresultater vil således ikke kun komme virksomheden UR til gode, men også alle de andre robotvirksomheder der samarbejder med SDU.
Kollaborative robotter gør det i dag muligt at udføre flere og flere opgaver med robotter uden afskærmning og i tæt samspil med mennesker.
Kollaborative robotter bliver programmeret af brugerne ved at de rent fysisk demonstrerer hvad robotten skal gøre. Men da brugeren ikke intuitivt indtænker energioptimering i denne programmering, fører den til at robotterne kan bruge mere strøm end de behøver.
Projektet har via eksperimentelle data karakteriseret elektricitetsforbruget af en kollaborativ robot, når den udfører en program linje under forskellige forhold.
Projektet har vist, at det for nuværende, er teknologien ikke klar til at understøtte programmering generelt.
Programmering som leder til energispild kan f.eks. være unødvendigt høje løft, lange bevægelsesbaner, ventetid mellem operationer, gentagelse af bevægelser eller ineffektiv anvendelse af værktøjer monteret på robotarmen. Når en robot bruger mere strøm end den behøvede resulterer det i et øget elforbrug.
Projektet har vist, at det for nuværende, er teknologien ikke klar til at understøtte programmering generelt.
Resultaterne viser at man kan reducere energiforbruget med op til 37 procent ved at ændre på robottens instruktioner og reducere standby-tiden.
Teknologien er ikke klar
På baggrund af data er der lavet en model som kan forudsige forbruget. Dernæst har projektet undersøgt hvordan ”augmented reality” kan understøtte programmering af kollaborative robotter.
Konklusionen er at for nuværende er teknologien ikke klar til at understøtte programmering generelt. Ud fra data er det undersøgt hvordan operationelle parametre påvirker strømforbruget som grundlag få at effektivisere forbruget.
Energibesparelser op til 37 procent
Til at effektivisere forbruget er der udviklet en række strategier til at forbedre denne i forskellige situationer. Resultaterne viser at de kan hjælpe med at reducere forbruget op til 37 procent ved at ændre på robottens instruktioner og reducere standby-tiden. For at bringe denne viden videre er der udviklet et AR baseret spil som lærer brugeren hvordan man kan energi-effektivisere programmeringen af en kollaborativ robot.
Projektet blev udviklet i et samarbejde mellem SDU og Universal Robots.
Key figures
Kategori
Deltagere
| Partner | Tilskud | Eget bidrag |
|---|---|---|
| Universal Robots |
