Дом / Параллельное моделирование роботов: оптимизация производительности и проектирования
2025-05-16 1814
Параллельный робот определяется как робот, который имеет несколько независимых приводов, подключенных к одной платформе. В то время как серийные роботы требуют работы в последовательности (один сустав движется, затем другой сустав движется и так далее), параллельные роботы работают таким образом, что возможно самостоятельное движение и даже сочлененные руки могут двигаться одновременно. Такая конфигурация обеспечивает большую точность, повышенную скорость работы и улучшенное отношение усилия к весу. Неудивительно, что параллельные роботы используются в промышленной автоматизации производства, медицинской хирургии и т. д. Симуляция параллельных роботов подразумевает создание модели устройств и проведение тестов на устройствах в песочнице, моделируемой среде.
Исключается физическое прототипирование и физическое тестирование, что экономит время и деньги на этапе разработки.
Дизайн может быть усовершенствован с помощью моделирования для улучшения таких элементов, как скорость, точность и энергопотребление.
Тестирование компонентов безопасности и эксплуатационных ограничений, а также дорогостоящих конструктивных недостатков может произойти практически до того, как потребуется внести какие-либо корректировки в реальность.
Инженеры, благодаря технологии моделирования в реальном времени, могут проверить, как работает робот и все его эксплуатационные пределы в дифференциальных стимулах без задержек
Понимание кинематического моделирования движения робота является важным шагом на пути к параллельному моделированию робота. Исследуя взаимосвязь между различными звеньями, шарнирами и приводами, инженеры могут в целом предсказать, как будет двигаться робот. Кинематическое моделирование устанавливает обратную кинематику и прямую кинематику для параллельных роботов.
•Обратная кинематика: процесс, используемый для определения углов соединения, необходимых для позиционирования конечного эффектора в заданном положении.
• Прямая кинематика: Процесс, используемый для определения расположения и ориентации концевого эффектора с учетом технических характеристик соединения. Когда эти процессы моделируются, это дает инженерам возможность видеть движение на экране и корректировать детали до того, как какая-либо деталь будет создана.
Динамическое моделирование дополняет кинематическое моделирование силами, крутящими моментами и инерцией, которые не использовались бы, если бы они не были естественными. В реальном мире трение, вес и внешние силы задействуют циклы рабочих усилий, например, тестирование параллельного робота на обратную связь силовой реакции, чтобы увидеть, толкается ли он или нажимается, чтобы понять сопротивление, прежде чем он начнет работать в вертикальной плоскости или в заданной перспективе для медицинского или промышленного применения.
Анализ рабочей области проводится для создания предполагаемой рабочей зоны диапазона движения. Анализ конфигурации знает, каков диапазон предполагаемого движения, даже отслеживает сингулярность (неспособность сохранять контроль), если робот доберется до этих областей. Плохой дизайн рабочего пространства создает нефункционирующие зоны; Хорошая конструкция рабочего пространства гарантирует, что робот может работать лучше благодаря правильному размещению.
Надлежащее программное обеспечение для моделирования параллельных роботов необходимо для обеспечения успешного моделирования параллельных роботов. Вот несколько популярных вариантов программного обеспечения для роботизированных работ.
ROS — это фреймворк с открытым исходным кодом для разработки роботизированных приложений. С помощью ROS инженеры могут моделировать параллельных роботов, используя существующие пакеты для моделирования кинематики, интерфейсов управления и визуализации. Это особенно полезно при создании цифровых двойников параллельных роботов для реализации и тестирования в режиме реального времени.
Это программное обеспечение для кодирования и динамического моделирования систем дает инженерам возможность создавать свои собственные обратные и прямые кинематические системы, динамические симуляции и стратегии управления. Simulink также позволяет выполнять графическую визуализацию параллельных взаимодействий компонентов робота.
Gazebo — это среда 3D-моделирования со встроенным ROS, используемая для физики и симуляции реальности. Это особенно полезно для моделирования и тестирования алгоритмов управления движением. Unity — это игровой движок и самая настраиваемая среда симуляции. Он может похвастаться наиболее управляемой интеграцией виртуального прототипирования с отзывчивой обратной связью в режиме реального времени.
Успешная работа промышленной автоматизации зависит от моделирования параллельных роботов, будь то захват и перемещение, сборка, упаковка и многое другое. Моделирование помогает обеспечить успех благодаря высокой скорости, точности и безопасному обращению с применяемыми материалами.
Параллельные роботы для медицинской робототехники требуют моделирования, когда речь идет о хирургической медицинской робототехнике. Это помогает разрабатывать таких роботов для минимально инвазивных процедур с необходимостью силовой обратной связи и точного управления движением в чувствительных зонах существования. Это важно для хирургической медицинской робототехники, потому что одна ошибка может привести к самым разрушительным последствиям.
В аэрокосмической промышленности параллельные роботы используются для сборки и тестирования. Аэрокосмическая промышленность очень точна, поэтому моделирование параллельного робота в его теоретическом пространстве может помочь исследователям понять, может ли такой робот функционировать при прецизионной сборке аэрокосмических компонентов. То же самое верно и для моделирования производства. Выполнение заданий в аэрокосмической и производственной отраслях требует скорости и точности для выполнения повторяющихся задач, поэтому с помощью моделирования можно определить передовые методы работы, прежде чем применять их в реальном мире.
Наконец, параллельные роботы используются для развлечений на движущихся платформах. Например, виртуальная реальность использует параллельных роботов для моделирования различных уровней точек сопротивления. Таким образом, моделирование параллельных роботов помогает определить шаблоны силовой обратной связи и потребности в репликации перед их размещением в действующих моделях.
По мере роста спроса на роботов в различных областях будет расти и спрос на моделирование параллельных роботов. Более сложные системы смогут создавать симуляции для лучших возможностей для проектирования. Кроме того, по мере того, как цифровые двойники станут реальностью, компьютерам будет легче моделировать в теоретическом пространстве, в режиме реального времени с реальными параллельными роботами.
Кроме того, поскольку промышленность постоянно находится в поиске энергоэффективных роботов с дополнительными функциями безопасности, моделирование начнет предлагать системы, которые могут быть настроены для любых потребностей.
Возможность моделирования параллельных роботов — отличный способ гарантировать производительность, безопасность и работу перед вводом в эксплуатацию. Независимо от того, находятся ли они на складах, проводят хирургические операции, находятся в небе или помогают вам выиграть в видеоигру, моделирование позволяет наилучшим образом использовать параллельных роботов. Будущее робототехники обеспечено благодаря успешным системам моделирования. Для получения дополнительной информации о параллельных роботах и способах решения ваших задач по моделированию посетите наш сайт Warsonco Robot.
