优化机器人运动可以减少40％的能源消耗

2015-08-28 15:09

　　瑞典研究人员说，他们可以通过使用一种算法优化机器人手臂的运动，工业机器人能耗将降低达40％。该算法减少了机器人手臂的“加速和减速”操作，并缩短了其处于停滞状态的时间，因为即便机器人不动也会不断地消耗能量。

　　优化不改变机器人的操作路径，只改变其速度和操作序列。优化机器人可节省相当可观的一笔潜在费用，因为在机器人密集型制造应用行业，如汽车行业中的车身操作，机器人可以替代大约一半的生产力。

　　“我们只是让机器人运动速度变慢一些，而不是在执行下一个序列之前等着其他机器人和机器追赶上来，”和通用电气公司合作发起此项研究的查尔姆斯理工大学Bengt Lennartson教授解释说。

　　“优化也决定了执行各种操作的顺序，以最大限度地减少能源消耗——但是不降低总执行时间，”他补充道。“因此，我们可以进入现有的机器人模块，在不影响生产或当前周期的情况下，执行快速优化。”

　　为确保安全，在同一地区运行的不同机器人的动作需要协调。因此，优化工具最初标识了机器人可能会发生碰撞的地方，以及每个碰撞带和每个机器人路径的入口和出口的位置。

　　在查尔姆斯理工大学的机器人与自动化实验室进行的测试表明，单个机器人可节省能耗达15-35％，而对于多机器人系统，可节省能耗达40%。

查尔姆斯理工大学的研究团队（左起）：克里斯多佛·本特松博士，

埃玛·维达尔森和本特·伦纳森教授。

　　“第一次测试结果显示出了显着的改善——如节约15-40％能耗——但结果仍是初步的，”帮助实施新的优化策略的查尔莫斯研究员克里斯多佛·本特松博士说。 “为了估计实际的节能效果，进一步测试是必需的。”

　　优化程序首先记录一个运行周期内每个机器人的运动以及所有的碰撞带，这个信息要通过算法来进行处理，为该机器人产生新的控制指令。

　　“我们的目标是使这种优化标准化，从一开始就将此优化技术嵌入机器人内，”本特森说。 “每一次对操作顺序进行调整，一次新的优化就会默认进行。但我们都知道，要想将一个尚在研发中的产品进行大规模生产，这需要花费几年的工程工作。

　　正在查尔姆斯理工大学进行研发的机器人优化工作是Areus欧盟项目的部分内容，该项目正在开发硬件技术优化双向能量流动，改善工厂可再生能源的使用。该项目还开发了新的电力供应系统，将减少机器人自动化系统所消耗的能量。Areus联盟有十名成员，分布在六个欧盟国家，其中包括戴姆勒、库卡机器人和丹佛斯。

　　（文/Tina译）

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