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Robotik Effiziente Programmierung senkt den Energieverbrauch von Robotern

| Autor / Redakteur: Holger Brüggemann und Mario Laumeyer / Rüdiger Kroh

Durch die zunehmende Anzahl von Robotern in der Fertigung rückt deren energieeffiziente Gestaltung verstärkt in den Fokus. Ein Ansatz ist die energieeffiziente Programmierung. Durch eine gezielte Optimierung der Bahn und der Position des Roboters lässt sich eine Energieeinsparung erreichen.

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Bild 1: Das größte Einsatzgebiet für Industrieroboter ist der Karosseriebau. Dort wird eine energieeffiziente Gestaltung immer wichtiger.
Bild 1: Das größte Einsatzgebiet für Industrieroboter ist der Karosseriebau. Dort wird eine energieeffiziente Gestaltung immer wichtiger.
(Bild: Audi)

In den vergangenen Jahren hat die Verbreitung von Robotern stark zugenommen. Das liegt einerseits daran, dass der Wettbewerbsdruck die Unternehmen zwingt, Fertigungsprozesse zu automatisieren. Anderseits haben sich Industrieroboter zu standardisierten Produktionsmitteln entwickelt, die sich auch infolge einer immer benutzerfreundlicheren Bedienung neue Anwendungsgebiete erschließen.

Der zunehmende Einsatz von Robotern trägt aber auch zu einem steigenden Energieverbrauch in der Produktion bei. Die momentane Situation der stark zunehmenden Ressourcenknappheit und der steigenden Energiepreise zwingen die Unternehmen der Fahrzeugindustrie dazu, ihre Umweltstrategie zu überdenken. Eine energieeffizientere Planung von Industrierobotern zum Reduzieren des hohen Energiekonsums ist dringend notwendig. Ein Ansatz dafür besteht in einer energieeffizienten Programmierung der Roboter.

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Energiereduzierung durch eine Optimierung des Prozesses

Eine Energiereduzierung kann durch eine energieeffiziente Gestaltung des Produktes, aber auch durch eine Optimierung des Prozesses erzielt werden. Fertigungsprozesse in der Industrie benötigen viel Energie und verursachten im Jahr 2010 eine Emission von 819 Mio. t an CO2 [1].

Durch die hohe Anzahl an Fertigungsrobotern rückt deren energieeffiziente Gestaltung verstärkt in den Fokus. Weltweit sind derzeit etwa 1,2 Mio. Industrieroboter im Einsatz [2]. Diese werden vorwiegend in der Automobilindustrie und dort im Karosseriebau eingesetzt (Bild 1), in dem Bereich, der nach der Lackiererei das höchste Energieaufkommen in einem Automobilwerk hat. [3].

Karosseriebauanlage der vorderen Tür des VW Golf diente als Basisanlage

Das Institut für Produktionstechnik (IPT) der Ostfalia – Hochschule für angewandte Wissenschaften hat bezüglich der Energieeffizienz von Robotern in Kooperation mit der Volkswagen AG Untersuchungen zur energieeffizienteren Gestaltung durchgeführt. Ziele des Projektes waren sowohl die Festlegung von Energieeffizienzmaßnahmen, die Definition einer praxisbezogenen Vorgehensweise zur energieeffizienten Roboterprogrammierung als auch die praktische Umsetzung mithilfe der digitalen Fabrik. Der Bezug zur Praxis und die Anwenderorientierung standen bei diesem Projekt im Vordergrund. Als Basisanlage für die Untersuchung diente die Karosseriebauanlage der vorderen Tür des Golf VII.

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