虛擬原型技術與機電一體化的結合
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最初的設計迭代提供力的大小來確定“最初估計”的馬達和驅動尺寸。使用裝配圖中包含的馬達與驅動CAD模型,運動仿真能夠快速地重復運行來完善馬達與驅動需求。當機械設計成熟并且CAD裝配變得更加完整,運動分析軟件可以周期性地重復運行,確保實物樣機制造時不會出現(xiàn)意外。
當馬達尺寸確定后,我們可以將注意力轉移到機械的性能與其結構上。典型的機械KPI是其位置公差,就機械學的層次來說,是由機構剛度與驅動順性決定的。對我們的取放機而言,我們需要一個與較輕的,但很硬的移動結構結合一個非常剛性的支持結構, 驅動以及連接系統(tǒng),它們能夠充分滿足機械的需求。我們提到充分,是因為馬達和驅動的順性緊密地與花費聯(lián)系在一起。
使用SolidWorks集成的仿真套件,我們可以從運動分析中取出力與轉矩,并將其放入結構仿真中來評估機械強度,耐久性以及柔韌性?,F(xiàn)在,機械工程師可以回答有關機械性能的基本問題了。在任何運行速度下機械是否會共振?機械是否超出設計標準?我們是否能減少機械的重量以及由此導致的花費?機械部件的使用壽命是多久?這不是只做一次的仿真,而是當機械開發(fā)時,不斷運行以發(fā)展與改進,不斷為機電一體化團隊提供最新、精確的信息,以根據(jù)具體情況作出設計決定。我們現(xiàn)在完全參與設計迭代循環(huán),對于一個好的設計來說,“如果出現(xiàn)情況怎么辦”可以被提高為“沒問題”的設計。
目前為止,我們只考慮了機械與電機工程師,而機電一體化設計模式是關于并行工作的三個工程團隊。那么虛擬原型技術如何幫助控制工程師?我們已經(jīng)看到了虛擬機械如何在CAD系統(tǒng)下被驅動,但是控制工程師想要的是一個虛擬控制器,能夠直接與CAD幾何圖形對話并驅動運動分析,如同用于SolidWorks的LabVIEW NI SoftMotion所能實現(xiàn)的。
通過馬達尺寸以及其它部件的確定,虛擬控制器能夠直接與CAD圖形對話并驅動運動分析。
現(xiàn)在,控制工程師可以驅動虛擬機械,微調控制代碼并實時觀察機械行為??刂乒こ處熆梢源_保運動輪廓正確,調查有關機械性能順性的效果,并留意設計一些安全裝置,例如傳感器或者限位開關。對機械與電機工程師來說,因為虛擬機械是由“真實”代碼驅動, 新增的好處是,機械工程師可以確定“真實”的力與轉矩,而電機工程師可以估計“真實”的馬達與驅動需求。
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