Konsultacje inżynierskie dotyczące cokołu dla ramienia robota

Ostrava | Czech Republic | BKB Metal
Ten artykuł jest również dostępny w:
Przetłumaczone przez AI z języka angielskiego
BKB Metal to firma zajmująca się projektowaniem i dostawą rozwiązań technologicznych dla sektorów hutnictwa żelaza i stali oraz metali nieżelaznych. BKB Metal początkowo skontaktował się z IDEA StatiCa, zwracając się o konsultacje inżynierskie w złożonym projekcie dotyczącym cokołu dla ramienia robota służącego do manipulowania półproduktami – zestawami kołowymi do pociągów. Złożony charakter modelu wiąże się z wieloma niepewnościami i wymaga rygorystycznego podejścia do sztywności oraz prawidłowej redystrybucji naprężeń wynikających ze statycznych i zmiennych w czasie sił bezwładności. Ze względu na te czynniki BKB Metal zwrócił się o pomoc do konsultantów IDEA StatiCa w zakresie modelowania statycznej części spawanego cokołu, który jest zakotwiony w bloku betonowym.

O projekcie

Projekt opiera się na synergii inżynierii mechanicznej i konstrukcyjnej – górna kinematyczna część ramienia robota została zaprojektowana, przeanalizowana i sprawdzona przez zespół inżynierów mechaników. Główny inżynier, Jakub Čech, kieruje zespołem konstrukcji stalowych, w skład którego wchodzi pięciu inżynierów konstruktorów wykonujących obliczenia.

Celem było zaprojektowanie stabilnego i sztywnego zakotwienia, które wykazywałoby minimalne odkształcenia i spełniało wymagania Eurokodu.
Jakub Čech
Jakub Čech
Główny Inżynier – BKB Metal
Czech Republic

Ramię robota to rodzaj ramienia mechanicznego, zazwyczaj programowalnego, o funkcjach zbliżonych do ludzkiego ramienia. Ramię może stanowić całość mechanizmu lub być częścią bardziej złożonego robota. Ogniwa takiego manipulatora są połączone złączami umożliwiającymi ruch obrotowy (jak w robocie przegubowym) lub przemieszczenie translacyjne (liniowe).

inline image in article

Rysunek poglądowy: zestaw kołowy do pociągów i kinematyka ruchu ramienia robota

Stalowy cokół & IDEA StatiCa

Mechaniczna część modelu musi być zamocowana do sztywnego cokołu w celu minimalizacji odkształceń zapewniających prawidłową manipulację podczas montażu. Prowadzi to do konieczności precyzyjnego projektowania, analizy i sprawdzenia normowego. Wszystkie elementy tworzące razem podporę części mechanicznych, takie jak blachy, śruby i spoiny, zapewniają przestrzenną sztywność podkonstrukcji i wymagają precyzyjnej analizy.

inline image in article

Rysunek cokołu dla ramienia robota

Ze względu na manipulowanie (pobieranie/odkładanie) towarami, elementami, opakowaniami itp. siły zmieniają się w czasie. Oprócz sił statycznych uwzględniono również siły odśrodkowe/bezwładności. Siły te są ściśle zależne od prędkości kątowej ruchu. Projektowanie i sprawdzenie normowe cokołu uwzględniają krytyczne kombinacje sił. Siły są wyznaczane na podstawie symulacji dynamiki ciał sztywnych.

Model składa się z płyty podstawy zakotwionej w bloku betonowym. Skrzynkowa konstrukcja cokołu z otworami jest usztywniona za pomocą spawanych usztywnień. Model zapewnia przestrzenną stateczność i sztywność. Złożoność modelu zakotwienia widoczna jest zarówno w widoku pełnym, jak i przezroczystym.

inline image in article

Widok pełny i przezroczysty modelu oraz poszczególnych elementów

Dzięki łatwości obsługi i intuicyjnemu tworzeniu modelu przy użyciu operacji produkcyjnych w IDEA StatiCa Connection, zaoszczędziliśmy czas i związane z tym koszty.
Jakub Čech
Jakub Čech
Główny Inżynier – BKB Metal
Czech Republic

Dzięki zaawansowanym technikom modelowania i wydajnemu solverowi IDEA StatiCa Connection przeanalizowaliśmy naprężenie-odkształcenie modelu przy użyciu materiałowo nieliniowej analizy.

Wyniki i sprawdzenie normowe

Projektowanie i sprawdzenie normowe spełniają wszystkie wymagania Eurokodu. 

inline image in article

Stopień wykorzystania poszczególnych elementów i naprężenia Von Misesa

inline image in article

Skalowanie odkształceń i sił w kotwach

inline image in article

Naprężenia w spoinach i pierwsza postać wyboczenia

Podsumowanie 

IDEA StatiCa, w ścisłej współpracy z BKB Metal, dostarczyła model wraz ze szczegółowym opisem podejścia do modelowania i opatrzonymi komentarzami wynikami. Konsultacje inżynierskie IDEA StatiCa zapewniają niezbędną wiedzę specjalistyczną i wskazówki dla firm realizujących projekty inżynierskie oraz doradzają klientom, jak najlepiej sprostać ich wymaganiom projektowym i budowlanym.

Bardzo skorzystaliśmy z doradztwa i profesjonalizmu inżynierów produktu z IDEA StatiCa, którzy byli do dyspozycji przez cały czas trwania procesu.
Jakub Čech
Jakub Čech
Główny Inżynier – BKB Metal
Czech Republic

Złożony cokół przenosi wszystkie krytyczne kombinacje i spełnia kryteria zgodnie z Eurokodem. Model został poddany analizie naprężenie-odkształcenie oraz analizie wyboczenia w celu zweryfikowania wszystkich aspektów projektu. Aplikacja IDEA StatiCa Connection niesie ze sobą również duży potencjał dla branży inżynierii mechanicznej, gdzie może służyć jako oprogramowanie do projektowania i sprawdzenia normowego cokołów dla mechanicznych ramion robotów.

Opinie Jakuba Čecha i jego zespołu są niezwykle pozytywne. Zaowocowało to satysfakcją zarówno BKB Metal, jak i IDEA StatiCa z osiągniętych wyników.

Aby dowiedzieć się więcej o konsultacjach inżynierskich IDEA StatiCa, skontaktuj się z lokalnym dystrybutorem lub regionalnym biurem IDEA StatiCa.

Wypróbuj IDEA StatiCa za darmo

Rozpocznij okres próbny już dziś i korzystaj przez 14 dni z pełnego dostępu oraz usług bezpłatnie.
BKB Metal

BKB Metal

Czech Republic
BKB Metal jest firmą ekspercką w zakresie projektowania i dostarczania rozwiązań technologicznych dla przemysłu żelaza i stali oraz sektora metalurgii metali nieżelaznych. Szczegóły