Consulenza ingegneristica per un piedistallo per un braccio robotico

Informazioni sul progetto

Il progetto si basa su una sinergia tra ingegneria meccanica e strutturale, con il braccio robotico cinematico superiore progettato, analizzato e verificato da un gruppo di ingegneri meccanici. L'ingegnere principale, Jakub Čech, è responsabile del team strutturale in acciaio, dove altri cinque ingegneri strutturali hanno eseguito i calcoli.

L'obiettivo era progettare un ancoraggio stabile e rigido, che presentasse deformazioni minime e fosse conforme all'Eurocode.

Jakub Čech

Ingegnere Principale – BKB Metal

Cechia

Un braccio robotico è un tipo di braccio meccanico, solitamente programmabile, con funzioni simili a quelle di un braccio umano. Il braccio può essere la totalità del meccanismo o può far parte di un robot più complesso. I collegamenti di tale manipolatore sono connessi da giunti, che consentono sia il moto rotazionale (come in un robot articolato) sia lo spostamento traslazionale (lineare).

Figura illustrativa: sala montata per treni e cinematica del movimento del braccio robotico

Piedistallo in acciaio & IDEA StatiCa

La parte meccanica del modello deve essere fissata a un piedistallo rigido per minimizzare le deformazioni e garantire una corretta manipolazione durante il montaggio. Ciò comporta la necessità di una progettazione, analisi e verifica normativa precise. Tutti i componenti che insieme formano il supporto delle parti meccaniche, come piastre, bulloni e saldature, garantiscono la rigidità spaziale della sottostruttura e devono essere analizzati con precisione.

Disegno del piedistallo per il braccio robotico

A causa della manipolazione (prelievo/deposito) di merci, oggetti, pacchi, ecc., le forze variano nel tempo. Oltre alle forze statiche, sono state incluse anche le forze centrifughe/inerziali. Queste forze dipendono strettamente dalla velocità angolare del moto. La progettazione e la verifica normativa del piedistallo considerano le combinazioni critiche delle forze. Le forze sono derivate da una simulazione della dinamica dei corpi rigidi.

Il modello è assemblato a partire da una piastra di base ancorata a un blocco di calcestruzzo. La scatola del piedistallo con aperture è irrigidita mediante irrigidimenti saldati. Il modello garantisce stabilità e rigidità spaziale. La complessità del modello di ancoraggio è visibile sia in vista solida che trasparente.

Viste solida e trasparente del modello e di ciascun componente

Grazie alla facilità d'uso e alla creazione intuitiva del modello tramite operazioni di produzione in IDEA StatiCa Connection, abbiamo risparmiato tempo e i relativi costi.

Jakub Čech

Ingegnere Principale – BKB Metal

Cechia

Grazie alle avanzate tecniche di modellazione e al potente motore di calcolo di IDEA StatiCa Connection, abbiamo analizzato la tensione-deformazione del modello mediante analisi materialmente non lineare.

Risultati e verifica normativa

La progettazione e la verifica normativa soddisfano tutti i requisiti dell'Eurocode. 

Sfruttamento di ciascun componente e tensione di Von Mises

Amplificazione della deformazione e delle forze negli ancoraggi

Tensione nelle saldature e prima forma di instabilità

Conclusione 

IDEA StatiCa, in stretta collaborazione con BKB Metal, ha consegnato il modello con una descrizione dettagliata dell'approccio di modellazione e dei relativi risultati annotati. La Consulenza Ingegneristica di IDEA StatiCa fornisce le competenze e la guida necessarie alle aziende per i progetti di ingegneria e consiglia i propri clienti su come soddisfare al meglio le loro esigenze di progettazione e costruzione.

Abbiamo beneficiato enormemente della consulenza e della professionalità degli ingegneri di prodotto di IDEA StatiCa, che sono stati disponibili durante tutto il processo.

Jakub Čech

Ingegnere Principale – BKB Metal

Cechia

Il complesso piedistallo trasferisce tutte le combinazioni critiche e soddisfa i criteri secondo l'Eurocode. Il modello è stato sottoposto a un'analisi tensione-deformazione e di instabilità per validare tutti gli aspetti della progettazione. L'applicazione IDEA StatiCa Connection offre anche un grande potenziale nel campo dell'ingegneria meccanica, dove può essere utilizzata come software per la progettazione e la verifica normativa di piedistalli per bracci robotici meccanici.

Il riscontro di Jakub Čech e del suo team è stato estremamente positivo. Ciò ha portato sia BKB Metal che IDEA StatiCa ad essere soddisfatti del risultato.

Per ulteriori informazioni sulla Consulenza Ingegneristica di IDEA StatiCa, si prega di contattare il proprio rivenditore locale o l'ufficio regionale di IDEA StatiCa.