Case Study: Simulation eines Delta-Roboters

Delta-Roboter spielen vor allem in der Verpackungs- und Elektronikindustrie bei der Platzierung von Komponenten eine wichtige Rolle. Einer der Vorteile von Delta-Robotern ist ihre Fähigkeit, trotz rasanter Geschwindigkeit eine hohe Platziergenauigkeit zu bieten. In der Konstruktion dieser Roboter stellt sich deshalb die Frage, wie weit sich das Material optimieren lässt, ohne diese Genauigkeit zu gefährden.

Simulierter Prototyop eines Delta-Roboters zur Materialoptimierung.

Die Firma Weiss GmbH entwickelt und produziert unter anderem Delta-Roboter. Vor allem die Verpackungsindustrie und die Elektrobranche setzen diese zur automatisierten, wiederholbaren  Positionierung ein. Der Vorteil von Delta-Robotern: eine hohe Wiederholgenauigkeit (Präzision) bei gleichzeitig hohen Geschwindigkeiten.


Bei der Entwicklung eines Delta-Roboters setzte die Firma Weiss auf die Mehrkörper-simulation (MKS), um spezifische Fragen bei der Konstruktion zu beantworten:

  • Wie müssen die Gelenke in der MKS-Software abgebildet werden, um ein kinematisch eindeutiges Modell des Delta-Roboters zu erhalten?
     
  • Welchen Einfluss haben elastische Bauteile wie Unterarme auf die Positioniergenauigkeit?
     
  • Lässt sich die geforderte Positioniergenauigkeit mit elastischen Unterarmen überhaupt erreichen?

 

An diesem Punkt holte sich die Firma Weiss Unterstützung bei den Simulationsingenieuren von Wölfel. Mithilfe einer Kombination von Mehrkörper- und Finite-Elemente-Simulationen konnten diese die Frage nach der Positioniergenauigkeit beantworten.

In dieser Case Study zeigen wir, wie sich mithilfe von Mehrkörper- und Finite-Elemente-Simulation verlässliche Aussagen über die Auswirkungen einer Materialoptimierung treffen lassen – ohne teure Tests mit physischen Prototypen.

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