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믿거나 말거나, 로봇 산업은 제조업 경제에 큰 변화를 가져오고 있습니다. 모든 통계에 따르면 우리의 동료, 운전기사, 개인 비서가 곧 정교한 로봇이 될 것이라고 합니다!
매년 500,000개의 제조업 일자리가 채워지지 않고 있습니다.매주 70,000 명의 베이비 붐 세대가 직장에서 은퇴하고 있습니다. 미래 세대인 밀레니얼 세대가 제조업에 뛰어드는 것을 그다지 반기지 않나요? 따라서 로봇 공학을 비롯한 자동화 기술이 빠른 속도로 성장하고 있는 것은 당연한 일입니다.
5G, 엣지 컴퓨팅, 머신러닝, 인공지능, 비전 기술의 발전과 같은 기술의 등장으로 로봇 산업은 인더스트리 4.0의 약속을 이행할 수 있는 최적의 시점에 와 있습니다. 하지만 자율적이고 유연하여 소량의 작업을 매우 높은 정밀도로 처리할 수 있으면서도 안전성을 저해하지 않는 로봇을 만드는 것은 쉽지 않은 일입니다.
기존 OEM과 스타트업 기업 모두 성능, 신뢰성, 정확성, 안전성, 에너지 효율성 사이의 복잡한 균형을 맞춰야 하는 동일한 로봇 엔지니어링 과제에 직면해 있습니다.
로봇은 단순한 기계 팔이 아닙니다. 자동차도 아닙니다. 둘 다 역동적인 기계이지만, 로봇은 모든 결정이 다른 영역에 파급 효과를 일으키는 고도로 통합된 시스템입니다. 로봇의 변화는 모터(저주파 전자기) 팔에 영향을 미칩니다. 진동(기계적)과잉을 생성하는 열(유체 및 열) 를 변경하고 제어 알고리즘(자동화).
고립된 사일로에서 ‘빌드 후 테스트’ 방식으로 이러한 문제를 해결하는 것은 실패의 지름길입니다. 비용이 많이 드는 물리적 프로토타입에 의존하는 이 전통적인 방식은 필연적으로 프로젝트의 후반 단계에서 발견되는 문제를 야기하여 프로젝트를 지연시키고 예산을 부풀리며 개발을 중단시킬 수 있습니다.
기발한 방법이 있습니다. 몇 가지 산업용 로봇을 예로 들어 멀티피직스 시뮬레이션 접근 방식이 이러한 상호 연결된 문제를 해결하는 데 어떻게 도움이 되는지 살펴보겠습니다. 이전 프로토타입을 빌드해 보세요.
1. 동역학 길들이기: 진동에서 정밀도까지
고속 로봇의 경우 정밀도를 잃는 것이 아니라 제어되지 않는 동역학에 의해 정밀도를 빼앗길 수 있습니다. 여기에서 다음과 같은 인사이트를 얻을 수 있습니다. Simcenter 가 필수적이 되었습니다. 진동을 제어하려면 먼저 메인 로봇 팔뿐만 아니라 조인트, 모터, 기어박스에 작용하는 복잡한 힘과 가속도를 이해해야 합니다.
Simcenter를 사용하면 로봇의 전체 동작을 시뮬레이션할 수 있습니다. 작동 주기 에:
- 정확한 계산 의 동적 부하 및 가속도 로봇의 모든 부품에 적용됩니다.
- 분석 암과 기어박스와 같은 유연한 구성 요소가 이러한 하중을 받으면 어떻게 구부러지고 진동하는지 분석합니다.
- 예측 및 중화 성능을 저하시키고 장기적인 기계적 피로를 유발하는 공진 주파수를 예측하고 무력화합니다.
- 최적화 최적화 최대 강성과 최소 무게를 위한 구조 설계로봇이 즉시 안정화되어 처리량과 정확도를 극대화할 수 있도록 합니다.
2. 최고의 성능과 효율을 위한 올바른 크기의 액추에이터
액추에이터 사이징을 위한 기존의 ‘시행착오’ 또는 단일 포인트 계산 방식은 비효율적인 것으로 악명이 높습니다. 이는 종종 두 가지 나쁜 결과를 초래합니다:
- 사이즈 미달: 로봇이 성능 목표를 달성하지 못했습니다.
- 크기 초과: 비용과 무게를 늘리는 일반적인 ‘안전한’ 선택입니다, 에너지 소비 및 열.
추측 대신 Simcenter를 사용하면 다음을 수행할 수 있습니다. 로봇의 전체 임무 프로필을 시뮬레이션할 수 있습니다.. 모션 경로를 입력으로 제공하면 필요한 속도, 토크 및 출력을 정확하게 계산합니다. 이를 통해 카탈로그에서 최적의 액추에이터를 선택할 수 있습니다.-작업과 완벽하게 일치하여 비용과 에너지 낭비를 최소화합니다.
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