用户故事

Krones开发包处理机器人数字双胞胎

挑战

通过将动态三脚架机器人结合到设计中,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创建一个准确的数字双胞胎,支持设计优化,故障测试和预测性维护金宝app

结果

  • 机器人的性能增加
  • 产品开发时间缩短
  • 测试时间显着降低

“Simulink中的数字双胞胎的模拟使我们能够获得通过硬件测试或者太昂金宝app贵且耗时的洞察力来获取数据和洞察。可视化力和时刻帮助我们了解各个组件对高动态机器人的影响。“

BenediktBöttcher,克朗斯
克朗斯机器人箱T-GM包装处理机器人。

克朗斯机器人箱T-GM包装处理机器人。


Krones Robobox是一个全自动系统,可转动,位置和组包装瓶装用于码垛。Krones最近重新设计了该系统,以提高其产量和灵活性,并降低维护要求。具有具有平行运动学设计的三脚架机器人的罗布波T-GS能够以每小时500层的速率将包装成预定义层图案。

Krones工程师使用Simulink金宝app®和Simscape Multibody™开发了三脚架机器人的数字双胞胎。他们使用这个数字双胞胎运行模拟,帮助设计决策。现在,重新设计的系统已经投入生产,他们使用数字孪生系统来支持预测性维护和诊断操作问题。金宝app

Krones分析和模拟部门主管Thomas Albrecht表示金宝app:“我们在Simulink和Simscape Multibody中创建的数字孪生软件使我们能够优化硬件设计,缩短开发和测试时间。Krones研发工程师Benedikt Böttcher补充道:“目前,我们正在Robobox T-GS系统的测试阶段使用该模型,例如,通过使用记录的数据进行模拟,快速优化系统行为或识别与磨损相关的系统变化。”

挑战

除了建模和模拟三脚架机器人本身之外,还需要将krone模拟它将运行的环境的关键元素。与拾取机器人不同,Robobox T-GS通过穿过移动传送带的滑动包装起作用。结果,模拟必须考虑摩擦,重力,电动机惯性的力矩,以及接触力,包括包装和带之间的接触力。

解决方案

Krones工程师使用Simulink和Si金宝appmscape Multibody开发一种用于建模和模拟Robobox T-GS三脚架机器人的数字双胞胎。该团队通过从CAD软件导出的步骤文件导入几何和惯性数据,开发了三脚架机器人的模型。

工程师在Simulink和Simscapy Multibody中建立了工厂模型金宝app,加入电机驱动器并包含摩擦,接触力和其他环境影响。

他们通过使用Simulink Design Optimization™来将模型参数与从真实的三脚架金宝app机器人测试中收集的实验数据相匹配,从而提高了模型的准确性。例如,他们自动估计参数,如轴承的摩擦力矩和包和传送带之间的摩擦系数。

在模拟期间,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。

工程师使用模拟结果作为有限元方法(FEM)工具的输入,用于在框架和其他部件上进行应力和振动分析。

他们使用三脚架机器人模型来训练机器学习分类算法进行预测维护。该算法在线分析了Real机器人的传感器数据,并且可以在发生之前检测故障。

结果

  • 机器人性能增加。“优化三脚架机器人设计有助于提高其整体性能,”Böttcher说。“一个Robobox T-GS模块组每小时最多可达500层六包,对以前的版本有重大改进。”
  • 缩短了产品开发时间。B金宝appöttcher指出:“Simulink使我们能够在不进行大量实验的情况下考虑向系统中添加抓取器或类似组件。”“通过Sim金宝appulink,我们进行了模拟,分析了这些添加对整个组装的影响,使我们能够选择和尺寸组件,以获得最佳性能。”
  • 测试时间显着降低。“使用我们使用Simsceiv Multibody创建的数字双胞胎,我们可以在更少时间内执行参数研究并运行许多模拟,”Böttcher说。