産業用ロボット・産業機械の開発
どのような産業機械であっても、その開発プロジェクトでの最大の目標は高品質の製品を滞りなく生産することです。 正確な仮想プロトタイピングを行えば、開発プロセスの早い段階で生産の問題点を解消し、製品の収益性の評価と向上につなげることができます。
産業機械の複雑化が進む現代においては、製造ライン開発や客先納入における技術的なリスクを積極的に管理することが求められます。 こうしたリスク管理は、マルチフィジックスシミュレーションやモデルベース開発によって不具合の物理現象と根本原因を深く分析することで実現できます。 アルテアの統合型の製品・プロセスシミュレーションツールなら、さまざまな役割からシステムを全体的に評価できるため、支障なく早期に生産できるようになります。
仮想空間でプロトタイピング
正確な仮想プロトタイピングを行うことで、産業機械の構造、機構、機械要素を深く分析できます。また、AI主導の意思決定を行うための土台を作ることができます。
シミュレーション結果と実験データの相関が良好であれば、数値最適化によって産業機械の開発を加速させ、操業効率の向上、振動の排除、動特性の向上を実現できます。
M-CAD、E-CADおよびPLCをリンクするシステムシミュレーションを実行すれば、高度に複雑な産業機械の開発という難しい課題にも挑むことができます。
アルテアなら、FKMガイドラインに準拠した溶接設計を実現できます。
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バーチャルコミッショニングの実現
工具、手法、セマンティクス、設備の多様化により、構造エンジニア、ソフトウェアエンジニア、テストエンジニアの間で行わなければならない情報共有が難しくなっています。 目的を軸にして各開発領域をつなぎシミュレーションを実行できるシステム開発ソリューション、Altair® Twin Activate™では、FMI（Functional Mockup Interface）規格経由でバーチャルコミッショニング環境同士を接続できます。 制御シーケンスと機械の実際の動作を結び付ければ、バーチャルコミッショニングを実現し、客先での納入時間を短縮できます。
振動の排除と動特性の向上
機械要素の細かな挙動を考慮できるマルチボディシミュレーションでは、数値最適化のベースとなる仮想プロトタイプを作成し、的を絞った軽量化と振動抑制を実現できます。 加えて、加工精度を短期間で達成し、製造機械および製造ラインの生産性を高めることも可能です。 詳細なマルチボディシミュレーションによって寿命と疲労を評価すれば、材料疲労に伴う保守の頻度を減らすことができます。
機械学習とAIによるプロセス最適化
産業機械は、プログラミングによって自律制御機能を持たせ、学習に基づく最適化を自動的に行わせることができます。これにより、加工対象物の重量の変化、製造公差の変化、システムの機械的な経年劣化などによる加工パスの誤差修正を自動化できます。 この自己学習型の自動誤差修正は、部品や加工の質の向上、機械の生産性の向上、工具の摩耗の軽減につながります。 速度、精度、表面仕上げの各要件に合わせた制御パラメータの調整は、統合型の電磁界シミュレーションで自動化できます。 総合システムシミュレーション内の制御システムと接続すれば、根本原因分析、制御パラメータの調整時間の短縮、機械学習に向けた土台作りが可能になります。
機械騒音を軽減
ピンポイントのシミュレーションを行うことで、製造設備の騒音レベル低減のための対応策を見つけることができます。 コスト効率のよい設計案の見極めには構造最適化が、音響最適化には厳密なマルチボディシミュレーションが有効です。 ターゲットを決めて軽量化と振動抑制を行えば、振動を減らし、騒音低減のための建設的な方法を判断できます。
機械部品の軽量化
製造機械の設計で一貫して設計の軽量化を図ることで、製造、加工、保守の各費用の抑制だけでなく、製造時間やアイドルタイムの削減にもつながります。 機械部品が軽量であれば、それに加えて客先納入時の積載時間の短縮、納入先での設置時間の短縮というメリットが得られます。 Altair® Inspire™やAltair® OptiStruct®なら、溶接加工、プラスチック射出成形、シートメタルフォーミング、鋳造、切削加工、3Dプリントなど、さまざまな製造プロセスの条件を踏まえた軽量設計を生成できます。
おすすめリソース
Practical Use Case: High-Pressure Die Casting of an Actuator Housing
This technical paper reports on a collaborative project with Sydow-Druckguss GmbH and two other organizations using simulation methods to assess and optimize process efficiency and enhance product quality early in the design process. In this project, Altair® Inspire™ Cast simulations successfully demonstrated the feasibility of using High-pressure die casting (HPDC) for actuator housing production. The comparison between the simulations and X-ray results from casting trials showed a high level of agreement, confirming the accuracy and reliability of Inspire Cast. This successful endeavor validates Inspire Cast as a high-precision casting simulation tool for the HPDC process.
ABB
To support the use of simulation tools in this endeavor, ABB in Spain enlisted the help of Altair ProductDesign's regional team, thanks to the company's experience in utilizing simulation tools to solve engineering challenges in the robotics industry. The project centered on improving the fatigue performance of a Twin Robot Xbar (TRX), one of ABB’s robotic part transfer systems that moves components between manufacturing stations.
The Digital Approach to Industrial Machinery Design
The need to design more complex industrial machinery on shorter timelines means that companies ask engineers to do more with far less.
Chad Jackson, CEO of Lifecycle Insights, describes the digital approach to industrial machinery design and explains strategies leveraging Simulation, Data Science and High-Performance Computing. He shows how companies creating equipment that increases cycle speed and improves yields in this technical report.
The E-Book covers the following topics:
- THE DEVELOPMENT CHALLENGE OF INDUSTRIAL MACHINERY
- ADDRESSING STRUCTURAL STRESS AND STIFFNESS
- ARCHITECTING AND VALIDATING SYSTEMS DESIGN
- SELECTING THE RIGHT ACTUATION COMPONENTS
- MITIGATING VIBRATION AND EXCITATION
- PLANNING AND VALIDATING CONTROLS DESIGN
- STREAMLINING COMMISSIONING
- MONITORING THROUGH FIELD DATA
- RECAP AND CONCLUSIONS
