Riassunto analitico
La continua crescita della richiesta energetica globale ed il continuo aumento del costo dell'energia richiede metodi e strumenti ingegneristici mirati alla riduzione del consumo energetico anche per i processi industriali. La robotica industriale è la tecnologia abilitante che ha permesso di incrementare la qualità del prodotto con processi manifatturieri snelli e flessibili ma ora deve anche essere ottimizzata in funzione del consumo energetico. Nel presente lavoro di tesi si è affrontato lo studio dell’ottimizzazione del consumo energetico di robot industriali, ideando e sviluppando metodi e strumenti dell’ingegneria per coadiuvare il progettista nella progettazione integrata di sistemi robotizzati energeticamente efficienti. A tale scopo si è scelto di utilizzare un linguaggio object-oriented che offre notevoli vantaggi prestandosi bene alla rappresentazione grafica, alla riutilizzabilità di blocchi di codice, alla modifica ed all’interpretazione: il linguaggio Modelica e l'ambiente di simulazione Dymola. È stato creato un dettagliato modello di robot industriale comprendente la parte meccanica, il sistema di controllo e di alimentazione energetica. La modellazione completa del robot consente di considerare il recupero energetico, lo scambio di energia tra i motori, le perdite nell'invertitore e nel raddrizzatore consentendo una veritiera stima dell’energia richiesta dal robot. Utilizzando il modello creato sono stati eseguiti diversi studi sul consumo energetico fissando un task nello spazio e spostando la base del robot. È stata eseguita un'ottimizzazione che permette di trovare il posizionamento del robot a cui corrisponde il minimo consumo di energia. Inoltre è stata ideata una tipologia di mappa che permette una rapida stima del consumo energetico assieme al tempo necessario al compimento del task, con lo scopo di creare uno strumento utile al progettista per una scelta accurata ed agevole del posizionamento. Un'ulteriore studio effettuato valuta la possibilità di regolazione del dispositivo di compensazione gravitazionale presente in molti robot, concludendo che una sua regolazione in funzione del task dal compiere porterebbe ad un ulteriore risparmio energetico.
|
