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ロボット設計におけるトータルソリューション
公開日：2020年07月
産業用ロボットの需要は近年増加しており、市場は平均14%成長しています。これまで我が国のロボット産業は世界を牽引してきましたが、各国の追い上げも激しくなってきています。そのような環境下、ロボット開発においてもこれまで以上に高品質、低コストなものづくりが求められています。産業用ロボット開発において、ロボットアームを対象に、各コンポーネント及び連携したアセンブリモデルをCAEで性能や動作を事前検証するトータルソリューションをご提供します。ロボットアームにまつわる機構動作、振動、モータ、騒音、熱、形状最適化など多種多様な現象をAnsysを中心としたCAEソリューションで網羅的に対応しているのが特徴です。
目次
- 背景
- ソリューション概要
- ロボット設計における最適設計・制御ソリューション
- 各ソリューション紹介
- ロボットアーム
- モータ
- 減速機
- 軸受
- NVシミュレーション（モータ+減速機+軸受）
- 1D-CAE/マルチフィジックス統合シミュレーション
- 必要な製品
AnsysのMBDソリューション
AnsysのMBDソリューションは、開発上流から製造までの V字プロセスをカバーします。本資料では、半導体製品のものづくりをV字プロセスに当てはめ、上流設計フェーズはLow Fidelity(低詳細度モデル：1D-CAE)、詳細設計および製造フェーズはHigh Fidelity(高詳細度モデル：3D-CAE)、回路連携検証フェーズはMulti Fidelity(ROM化モデル)と、3つの事象それぞれのモデルによる検証および機能安全分析についてシミュレーションによる課題解決のアプローチをご紹介します。
シームレスなモータ設計プロセス
ロボットアームの駆動力として使用されるモータは高出力・高効率・小型・静寂性という要求を満たす必要があります。Ansysは、設計プロセスの上流から下流まで目的に応じてツールを使い分けることができます。また、シームレスな連携によりプロセスを繋げます。
NVシミュレーション（モータ＋減速機＋軸受）
ロボットの低騒音化を図る上で構成する単体部品、例えばモータ単体だけではなく減速機や軸受を含めたモジュール（ユニット）としての低騒音対策を進めていく必要があります。下図アプローチはユニットとしての振動音響解析を実現します。また、これまでの解析結果を値やグラフだけで評価するのではなくCAEデータの可視化、つまりサウンドを聞いて体感できます。これは正に仮想試験であり、ロボットの低騒音化の技術開発に役に立ちます。
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