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克朗斯开发出包处理机械臂数码双床

挑战

通过在设计中加入动态三脚架机器人,提高自动饮料包装系统的性能

解决方案

使用Si金宝appmulink和Simscape Multibody创建精确的数字孪生兄弟,支持设计优化、故障测试和预测性维护金宝app

后果

  • 机器人性能提高
  • 缩短产品开发时间
  • 测试时间显著缩短

“在Simulink中模拟数字孪生兄弟使我们能够获得数据和见解,这些数据金宝app和见解要么无法通过硬件测试获得,要么过于昂贵和耗时。可视化的力和力矩有助于我们了解各个组件对高度动态机器人的影响。”

贝内迪克特·博彻,克朗斯

克朗斯Robobox T-GM包装卸机器人。


Krones Robobox是一个全自动系统,用于翻转、定位和分组瓶装饮料包装,以便托盘化。克朗斯最近重新设计了该系统,以增加其产量和灵活性,并减少维护要求。Robobox T-GS采用了三脚架机器人和平行运动设计,能够以每小时500层的速度将包装分组到预定义的层模式中。

克朗斯工程师使用Simulink金宝app®和多体的Simscape™开发的三脚架机器人的数字双。他们用这个数字双运行模拟,有助于告知设计决策。现在,重新设计的系统是在生产中,他们使用的数字双支持预测性维护和诊断业务问题。金宝app

“我们在Simulink和多体的Simscape创建的数字双胞胎金宝app使我们能够优化我们的硬件设计,缩短开发和测试时间,”克朗斯分析和模拟的负责人托马斯阿尔布雷希特说。本尼迪克特博星,克朗斯研发工程师,补充道,“今天,我们正在使用Robobox T-GS的测试阶段,这个模型系统,例如,通过使用记录的数据进行模拟来快速优化的系统行为,或者找出磨损- 相关制度变迁“。

挑战

除了对三脚架机器人本身进行建模和仿真外,克朗斯还需要对其运行环境的关键要素进行建模。与拾取和放置机器人不同,Robobox T-GS通过在移动的传送带上滑动包裹来工作。因此,模拟必须考虑摩擦、重力、电机惯性矩和接触力,包括包装和皮带之间的接触力。

解决方案

克朗斯的工程师使用Simulink和Sims金宝appcape Multibody开发了一个数字孪生机器人,用于建模和模拟Robobox T-GS三脚架机器人。该团队通过从CAD软件导出的STEP文件中导入几何体和惯性数据,开发了一个三脚架机器人模型。

工程师们在Simulink和Simscape Multibody中建立了工厂模金宝app型,添加了电机驱动,并考虑了摩擦力、接触力和其他环境影响。

他们通过使用Simulink设计优化™,以适应模型参数从实际鼎机器人的测试,收集实验数据,提高了模金宝app型的准确性。例如,它们自动地估计参数,例如轴承的摩擦力矩和包装件和传送带之间的摩擦系数。

在模拟过程中,团队注入故障,例如极高的摩擦,以分析故障条件下的系统行为。

工程师们将模拟结果作为有限元法(FEM)工具的输入,对框架和其他部件进行应力和振动分析。

他们使用三脚架机器人模型训练机器学习分类算法,用于预测性维护。该算法在线分析真实机器人的传感器数据,并能在故障发生之前检测到故障。

后果

  • 机器人性能提高。“优化三脚架机器人的设计有助于提高其整体性能,”Böttcher说。“一个Robobox T-GS模块每小时可分为多达500层六个组件,这是对以前版本的重大改进。”
  • 产品开发时间缩短。“金宝app的Simulink使我们能够考虑增加采集卡或类似部件到我们的系统中没有广泛的实验,指出:”博星。“使用Sim金宝appulink,我们进行了模拟分析对整个装配这些增加的影响,使我们能够选择和大小的组件以获得最佳性能。”
  • 测试时间显著缩短。Böttcher说:“使用我们用Simscape Multibody创建的数字孪晶,我们可以在更短的时间内进行参数研究和运行许多模拟。”。