Onderzoek voor een end-examen project over Robotica

[Anna Sido]

Dag allemaal!

Mijn naam is Anna Sidorowicz en ik ben leerling aan het Internationale Lyceum in Ferney-Voltaire, Frankrijk. Voor het vak Connaissance du Monde werk ik aan een onderzoeksproject over de rol van Robotica in een duurzamere ontwikkeling.

Voor dit project moet ik een partner vinden binnen Nederland of Belgie om verschillende soorten informatie te kunnen verzamelen.
Ik zoek een of meerdere personnen die wat tijd hebben om mij een paar vragen te kunnen laten stellen over robotica in de wereld van duurzaamheid.

Mijn onderzoeksvraag : " Hoe gebruiken bedrijven en onderzoekscentra in Nederland en België robotica om duurzamer te produceren? "

Als iemand hier wat tijd heeft laat maar een antwoord hier!

alvast bedankt voor de aandacht,
vriendelijke groeten,
Anna

[swrvanrappard]

He Anna,

Ik het Splinther en studeer Werktuigbouwkunde, waarin ook robotica voorkomt. Wat had je precies in gedachte qua interview en hoelang zou het ongeveer duren?

Ik hoor graag van je.

Groet Splinter

[Anna Sido]

swrvanrappard
Hey Splinter,

Bedankt voor de antwoord! De interview hoeft echt niet lang te zijn, het kan ook gewoon een paar emailtjes zijn.

Ik zou graag willen weten hoe robotica juist gebruikt wordt in de wereld van Werktuigbouwkunde (fun fact: het is ook de studie die ik graag wil volgen volgend jaar :D ).

Het gaat vooral over vragen als : hoe robotica gebruikt wordt, hoe vaak , helpt robotica met het verduurzamen env.

Je hoeft niet perse een antwoord hebben op al mijn vragen maar zelfs een gesprekje van 30 minuten of twee/drie emails kunnen veel helpen!

Ik zal wachten op een antwoord.

Vriendelijke groetjes,
Anna

[swrvanrappard]

Anna Sido
He Anna,

Dit klinkt helemaal goed! Laten we het wel via het forum doen als jullie dat oke vinden! Dan kunnen andere mensen die geinteresseerd zijn ook meelezen. Stellen jullie de vragen maar duidelijk op in een bericht en dna zal ik hier op ant woorden in duidelijk format!

Mvg Splinther

[Anna Sido]

swrvanrappard
Hey Splinter,

Dat klinkt helemaal goed hoor! Ik laat hier onder enkele vraagjes zodat u rustig ze kunt bekijken. U hoeft uiteraard niet alle vragen te antwoorden! Er zijn meerdere vragen dus neem echt uw tijd om die welke u wilt antwoorden te antwoorden!

Vragen over energie gebruik :

• Welke invloed heeft het gewicht van een robotarm op het energieverbruik?
• Hoe kunnen de bewegingen van een robot worden geoptimaliseerd om minder energie te gebruiken?
• Kunnen robots energie terugwinnen tijdens het afremmen van bewegingen?

Vragen over de duurzaamheid :

• Kunnen onderdelen van robots worden gerecycled of hergebruikt?
• Worden onderdelen ontworpen met het oog op demontage en reparatie?

Vragen over de materiaal behandeling :

• Hoeveel minder afval ontstaat door robotisering?
• Kunnen robots defecten eerder detecteren?
• Vermindert robotisering het aantal productiefouten?

Vragen over de onderhoud en levensduur :

• Hoe wordt onderhoud aan industriële robots uitgevoerd?
• Hoe lang gaat een industriële robot gemiddeld mee?
• Welke onderdelen van een robot slijten het snelst?

En als u zelf interesante projecten heeft gemaakt zal ik het super fijn vinden als u misschien een foto of een CAD document kan door sturen, zodat ik een specifieke voorbeeld heb van mij contact persoon om aan de jury te laten zien op examen dag!
Anders kan ik altijd eentje zelf maken of ergens op zoeken maar het zal echt super cool zijn als u een project heeft die u kan delen!

Met vriendelijke groeten,
Anna

[swrvanrappard]

He Anna Sido

Ik heb het bericht gezien wilde ik even laten weten. Ik wil er even de tijd voor nemen en er zal er ergens deze week of dit weekend naar kijken.

Groet Splinther

[Anna Sido]

swrvanrappard

Hey Splinter,

Neem de tijd die nodig is! Ik wacht rustig op de antwoorden.

Groet Anna

[swrvanrappard]

He Anna Sido

Leuke vragen! Per onderwerp vind je hieronder mijn antwoorden. Ik heb het allemaal even duidelijk proberen per vraag te ordenen en te beantwoorden zoals in jouw bericht.

1. Energieverbruik
Welke invloed heeft het gewicht van een robotarm op het energieverbruik?

Hoe zwaarder de arm, hoe meer energie hij kost. De motoren moeten de arm versnellen, afremmen en omhoog houden tegen de zwaartekracht in. Daarom maken fabrikanten armen van aluminium of holle gietstukken. Grote robots hebben vaak een veer of balanscilinder op de tweede as die een deel van het gewicht draagt. Een lichtere arm heeft wel een nadeel: hij buigt en trilt sneller, en wordt daardoor minder nauwkeurig. Het blijft dus een afweging.

Hoe kun je de bewegingen optimaliseren om minder energie te gebruiken?

Rustiger bewegen en niet onnodig wachten. Soepel versnellen en afremmen kost minder energie dan schokkerig bewegen. Een robot die snel beweegt en daarna stilstaat tot een andere machine klaar is, verspilt energie. Onderzoekers van de Chalmers-universiteit lieten robots daarom langzamer bewegen, zodat ze precies op tijd klaar waren. In tests op echte KUKA-robots scheelde dat tot 30% energie, zonder dat de robot langer over zijn taak deed.

Kunnen robots energie terugwinnen tijdens het afremmen?

Ja, maar vaak gebeurt dat nog niet. Bij afremmen werkt een elektromotor als dynamo en wekt hij stroom op. Meestal gaat die stroom verloren als warmte in een remweerstand. Sluit je meerdere robots aan op één gedeelde stroomkabel met een centrale opslag, dan kunnen ze die energie aan elkaar doorgeven. Tests met industriële robots lieten tot 20% besparing zien.

2. Duurzaamheid
Kunnen onderdelen van robots worden gerecycled of hergebruikt?

Ja, en hele robots worden zelfs vaak opgeknapt. De metalen delen (staal, aluminium, gietijzer) zijn goed te recyclen. Elektronica en kabels zijn lastiger. ABB koopt oude robots terug, haalt ze uit elkaar en knapt ze op. In 25 jaar hebben ze zo duizenden robots een tweede leven gegeven. ABB stelt dat een opgeknapte robot 75% van de CO2-uitstoot van productie bespaart vergeleken met een nieuwe. Let op: dat is hun eigen claim.

Worden onderdelen ontworpen met het oog op demontage en reparatie?

Grotendeels wel. Motoren, tandwielkasten en kabels zijn per as los te vervangen. Dat is ook nodig, want een robot gaat vele jaren mee en wordt onderweg meerdere keren gerepareerd. Juist daardoor kun je een robot helemaal uit elkaar halen en opknappen. Dit is ook een groot deel van de nakijkrubriek bij het vak robotica aan de TU Delft, dat heet maakbaarheid. Dit is dus geoogt op duurzaamheid.

3. Materiaalbehandeling
Hoeveel minder afval ontstaat door robotisering?

Daar bestaat geen algemeen getal voor. Het hangt sterk af van wat de robot doet. Het verschil zit vooral in nauwkeurigheid: een robot doseert lijm of lak elke keer precies even veel en maakt minder producten die weg moeten. Tip voor je verslag: zoek een concreet voorbeeld uit één sector, zoals lakstraten in de auto-industrie.

Kunnen robots defecten eerder detecteren?

Ja, met camera's en sensoren. Een robot zelf ziet geen fouten. Een camerasysteem kan wel elk product controleren, en een krachtsensor merkt als een onderdeel niet goed past. Robots bewaken ook hun eigen slijtage: als een motor meer stroom gaat gebruiken, wijst dat vaak op een onderdeel dat slijt.

Vermindert robotisering het aantal productiefouten?

Bij herhalend werk meestal wel. Een robot wordt niet moe en raakt niet afgeleid. Er is wel een kanttekening: zit er een fout in het programma, dan herhaalt de robot die bij elk product. Een mens merkt zoiets vaak sneller op. Op dit moment beginnen dit soort projecten op te komen maar wel alleen bij de simpelste taken door de kans op fouten die ik hierboven benoem.

4. Onderhoud en levensduur
Hoe wordt onderhoud aan industriële robots uitgevoerd?

Volgens een vast schema op basis van draaiuren. Vaste taken zijn het smeren van de tandwielkasten, het testen van de remmen, het controleren van kabels en het vervangen van de batterij die de positiegegevens bewaart. Hoe vaak je moet smeren verschilt per robot, meestal tussen 3.850 en 11.000 draaiuren. Steeds meer bedrijven kiezen voor voorspellend onderhoud: de robot meet zelf trillingen en stroomverbruik, zodat je onderdelen vervangt vlak voordat ze kapotgaan.

Hoe lang gaat een industriële robot gemiddeld mee?

Zo'n 12 tot 15 jaar. De internationale robotfederatie IFR rekent met 12 jaar. Een proefonderzoek suggereert dat het gemiddelde dichter bij 15 jaar ligt. Met goed onderhoud kan het veel langer: sommige ABB-robots zijn al meer dan 35 jaar in gebruik.

Welke onderdelen slijten het snelst?

De kabels in de pols en de tandwielkasten van de zware assen. De kabels in de pols buigen en draaien bij elke beweging. Op de tandwielkasten van de onderste drie assen staan de grootste krachten. Daarnaast moeten remmen, batterijen en het gereedschap aan het eind van de arm, zoals een grijper, regelmatig vervangen worden.

5. Eigen project
Hieronder heb ik een foto van mijn tweedejaars robotica project, als je hier nog meer vragen over hebt mag je ze natuurlijk stellen.

Ik heb wat onderzoek gedaan op internet, dus hierbij de bronnen daarvan!

• Chalmers-onderzoek naar energiezuinige robotbewegingen (IEEE, 2017): research.chalmers.se/en/publication/247684
• Energie terugwinnen bij robots (Riga Technical University): ortus0m.rtu.lv/science/lv/publications/16164
• Opknappen van robots door ABB: new.abb.com/news/detail/120075
• Levensduur van robots (IFR via Our World in Data): ourworldindata.org
• Smeerintervallen: robots.com/articles/grease-change-intervals-manufacturer-guidelines-vs-real-world-experience

Succes met je examen!

Groet,
Splinter