استكشاف حركة ANSYS: محاكاة ديناميكيات ذراع الروبوت

انضم إلى منتدى المصممين

خبرتك ضرورية للمجتمع. انضم إلينا وساهم بمعرفتك

شارك وتعلّم وتقدّم مع أفضل المحترفين في هذا المجال

اكتشف قوة ANSYS Motion في محاكاة ديناميكيات تجميع ذراع الروبوت وتحسين أدائه.

فهم حركة ANSYS وقدراتها

ANSYS Motion هو برنامج محاكاة قوي يمكّن المهندسين من تحليل سلوك الأنظمة الميكانيكية والتنبؤ به، بما في ذلك أذرع الروبوت. ومن خلال استخدام ANSYS Motion، يمكن للمهندسين محاكاة حركة وديناميكيات أذرع الروبوت، واكتساب فهم شامل لكيفية تحرك الذراع واستجابتها في الظروف المختلفة.

تكمن القوة الرئيسية لـ ANSYS Motion في النمذجة الدقيقة والمحاكاة للتفاعلات المعقدة بين المكونات المختلفة لذراع الروبوت، مثل المفاصل والوصلات والمحركات. تتيح هذه الإمكانية للمهندسين تقييم أداء الذراع وتحديد أي مجالات محتملة للتحسين أو المشكلات.

علاوة على ذلك، يوفر ANSYS Motion مجموعة واسعة من أدوات التحليل والميزات التي تسمح للمهندسين بالتحقيق في تأثير العوامل المختلفة على أداء ذراع الروبوت. يتضمن ذلك فحص تأثيرات استراتيجيات التحكم المختلفة، وتحسين مسار الذراع، وتقييم استقراره وسلامته.

تم تصميم أذرعنا الآلية بشكل هادف للتعامل مع الأشياء بسهولة باستخدام مشغلات خطية متصلة بكتل موضوعة على القضبان. يمكّن هذا التصميم المبتكر الأذرع من التعامل مع الأشياء بسلاسة من خلال مجموعة من حركات الكتلة. في هذا العرض التوضيحي، ستظهر الذراع قدرتها على حمل كتلة تبلغ 85 كجم.

تصميم وبناء نموذج ذراع الروبوت في برنامج ANSYS Motion

يتطلب إنشاء نموذج ذراع الروبوت في ANSYS Motion عملية خطوة بخطوة. أولاً، يجب على المهندسين جمع المعلومات الأساسية عن الذراع، مثل أبعاده والمواد والمكونات الميكانيكية. تعمل هذه البيانات كأساس لتطوير نموذج ثلاثي الأبعاد دقيق باستخدام أدوات ANSYS 3D Design.

بعد إنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد، أصبح لدى المهندسين القدرة على تحديد البنية الحركية للذراع، وتحديد كمية ونوع المفاصل والوصلات، وكذلك نطاق الحركة لكل مفصل. يتيح ذلك لبرنامج ANSYS Motion محاكاة حركة الذراع وديناميكياته بدقة.

لمحاكاة التريبتيرون، نستخدم مفصلًا واحدًا ثابتًا لتثبيت السكة في مكانها بشكل آمن. بالإضافة إلى ذلك، هناك ثلاثة مفاصل انتقالية تمكن الذراع الروبوتية من التحرك، بالإضافة إلى ستة مفاصل دوارة تنشئ اتصالات بين الأذرع والنظام بأكمله، لمحاكاة المحامل. الرجوع إلى الشكل 1 للحصول على تمثيل مرئي لهذا الإعداد.

الشكل 1: التعريفات المشتركة للنظام الآلي

بعد ذلك، يحتاج المهندسون إلى تحديد مشغلات الذراع، مثل المحركات أو الأنظمة الهيدروليكية، واستراتيجيات التحكم المقابلة لها. وهذا يمكّن ANSYS Motion من محاكاة تشغيل الذراع والاستجابة لمدخلات التحكم.

كما هو موضح في الشكل 2، لدينا تعبيرات دالة تحدد حركات كل كتلة حتى نتمكن من التحكم في الكائن في الفضاء الديكارتي.

الشكل 2: تعريف التعبير الوظيفي

علاوة على ذلك، يتضمن النموذج أيضًا كائنًا خاصًا بخاصية الجسم، كما هو موضح في الشكل 3. تتيح هذه الميزة التي توفرها ANSYS Motion إجراء عمليات محاكاة أسرع مقارنة بأجهزة الحل العادية. من خلال تغيير تعريف الجسم من الجسم العقدي إلى الجسم النموذجي، يمكن للحلال إجراء تحليل نمطي للأجسام المحددة التي يتم تحديد نطاقها لها. يستخدم هذا التحليل الفعال لديناميكيات الأجسام المتعددة معلومات الصلابة لحساب الضغط والتوتر على الأجسام بدقة.

الشكل 3: تعريف كائن خاصية الجسم

بمجرد تحديد البنية الحركية والمحركات للذراع، يمكن للمهندسين إجراء عمليات محاكاة في ANSYS Motion لتحليل أداء الذراع بشكل شامل. يشمل هذا التحليل تقييم حركتها وقوتها وعزم دورانها والمعلمات الديناميكية الأخرى في سيناريوهات تشغيلية مختلفة.

يمكن رسم نتائج الإجهاد والانفعال والتشوه في المجال الزمني، كما هو موضح في الرسوم المتحركة 1 أدناه، لتحسين أداء الأذرع الآلية.

الرسوم المتحركة 1: نتيجة الإجهاد في المجال الزمني

يمكن تحليل القوى التي تحتاج المحركات الثلاثة إلى تطبيقها للتعامل مع الكائن من خلال رسم مخطط لمشغلات مختارة، كما هو موضح في الشكل 4. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إنشاء ورسم مختلف الحركة والقوى وعزم الدوران والمعلمات الديناميكية الأخرى في ظل ظروف تشغيل مختلفة لتعزيز فعالية النظام.

الشكل 4: رد فعل القوة من المفاصل الانتقالية

واستنادًا إلى نتائج المحاكاة، يمكن للمهندسين بعد ذلك إجراء تعديلات على التصميم أو تحسينات لتحسين أداء الذراع. تساعد هذه العملية التكرارية للمحاكاة وتحسين التصميم المهندسين على إنشاء نموذج ذراع روبوت يلبي معايير الأداء المطلوبة.

بشكل عام، يتطلب تصميم وبناء نموذج ذراع الروبوت في ANSYS Motion مزيجًا من المعرفة الهندسية الميكانيكية وخبرة المحاكاة وفهم التطبيق المقصود للذراع ومتطلبات الأداء.

انضم إلى منتدى المصممين

خبرتك ضرورية للمجتمع. انضم إلينا وساهم بمعرفتك

شارك وتعلّم وتقدّم مع أفضل المحترفين في هذا المجال