【Ansys Motion】機械手臂設計、運動模擬分析

在開發機械手臂中,每天都會遇到許多問題,如模型設計、結構強度、零組件壽命、減速機選用、整機實驗、運動控制等,都讓工程師傷透腦筋,此篇將介紹Ansys Motion,多撓體動力分析軟體,如何幫助研發工程師解決開發產品上,所遇到的工程問題。

 

搬運手臂模型設計,分析手臂末端角度對晶圓搬運的影響,透過 Ansys Motion 建立搬運機構、擺放平台的模型,設定關節旋轉角度,模擬手臂搬運動作,分析晶圓、手臂移動路徑,延伸規劃出最佳化工作效率。

 


接著,進行動態載重強度分析,分析手臂結構受力情形,觀察可承受的最大質量、末端下沉量。
透過Ansys Motion建立手臂結構的網格模型,設定各關節旋轉動作,分析是否會超過材料降伏強度,進而變更結構設計,還可延伸分析使用次數。

 


若要分析手臂中的零組件,亦可使用Ansys Motion進行軸承強度分析,分析手臂關節中的交叉滾柱軸承受力情形。


減速機模擬分析:Ansys Motion支援多款減速機型式,如擺線式、行星式、諧波式等,可計算受力情形,並於模擬起始時,自動排除鋼輪、柔輪間的干涉狀態,使齒輪接合再開始運轉。

 


延伸至應用項目,減速機、機械手臂共同模擬。
Ansys Motion可結合多撓體動力分析、減速機分析,實現機械手臂、關節模組共同模擬的夢想。
觀察減速機輸入轉速、手臂關節旋轉速度、移動路徑等項目。
還可加入負載,觀察結構變形產生的下沉量,以利於電路控制端給予補償,降低手臂定位偏差值。

 


 

Ansys Motion還可與運動控制程式,進行耦合模擬。透過接口(Interface)與Ansys Twin Builder、MATLAB、Simulink等控制程式,共同建立耦合模擬環境,更貼近實際機電整合情境,以觀察電路中感測與致動所造成的機構抖動現象。