Das Generative Design Field Lab von Autodesk ist für die Zukunft der Robotik gerüstet

Die Roboterfertigung wächst und entwickelt sich in einem extrem schnellen Tempo weiter. Zu den neuen Möglichkeiten gehören kollaborative „Cobots“, industrielles IoT, vernetzte Roboter und Nischenanwendungen in kleinen und mittleren Fertigungsbetrieben.

Dieser letzte Trend zur Roboterfertigung hängt von der Fähigkeit ab, Endeffektoren schnell zu entwerfen, sodass derselbe Roboterarm für mehrere Aufgaben in einer Werkstatt verwendet werden kann – sei es zum Aufnehmen von Objekten, Bohren, Schneiden oder Extrudieren von Material. Effektoren müssen auch so konstruiert sein, dass sie einen „Sweet Spot“ in Bezug auf strukturelle Steifigkeit, Haltbarkeit und Gewicht erreichen.

Generatives Design kann all diese Ziele gleichzeitig erfüllen. Im Generative Design Field Lab von Autodesk erklärte Rossen Maltchev, Technical Innovations Manager, warum das so ist.

„Wir helfen einem Kunden bei der Entwicklung eines Extruders, der an einem Roboterarm montiert wird“, sagt er. „In diesem Fall haben wir einen vorhandenen Effektor nicht umgestaltet, sondern einen von Grund auf neu entwickelt. Wir kannten die Lasten und wussten, welchen Sicherheitsfaktor wir wollten. Generatives Design war ein idealer Ansatz.“

Sie können generatives Design tatsächlich verwenden, um ungewöhnliche organische Formen zu erstellen, die sich besser für die additive Fertigung eignen. Sie können jedoch auch angewiesen (oder „eingeschränkt“) werden, Designs zu erstellen, die auf einer herkömmlichen CNC-Maschine gefräst werden können.

„Dies ist ein relativ einfacher Teil, sodass Sie zunächst nicht daran denken, generatives Design zu verwenden“, sagt Maltchev. „Aber durch die Beschränkung von Fusion 360 auf die 2,5-Achsen-Fertigung erhielten wir Konstruktionen, die dem sehr nahe kamen, was ein menschlicher Ingenieur entwickelt hätte – nur viel, viel schneller.“

Während ein Designer, der mit CAD arbeitet, möglicherweise einige Tage braucht, um ein Design für den Effektor zu entwickeln, hat das generative Design in nur wenigen Stunden mehrere Optionen gefunden.

„Es ist nicht nur schneller als ein menschlicher Designer; Es kann mehrere Ideen gleichzeitig untersuchen“, sagt Maltchev. „Außerdem sind die hergestellten Designs vollständig FEA-validiert auf den gewünschten Sicherheitsfaktor, sodass Sie sicher sein können, dass sie sich nicht verbiegen oder brechen.“

Der Prozess in Fusion 360 ist unkompliziert. Maltchev charakterisierte die Lasten und überprüfte die ursprünglichen Ideen, einschließlich 2,5-Achsen- und 3-Achsen-Optionen. Nach der Auswahl einer endgültigen Designrichtung druckte Maltchev einen Prototyp in 3D, um sicherzustellen, dass er richtig am Arm sitzt. Er hat das Design ein wenig bereinigt, und dann hat die Software ein 3D-Modell erstellt, das zur Bearbeitung an eine 3-Achsen-Fräsmaschine geliefert werden kann.

„Wir haben auch einige Ideen mit einer 3-Achsen-Einschränkung gesehen, aber die Bearbeitung hätte viel länger gedauert“, sagt Maltchev. „Einige der Optionen wogen etwas weniger, aber der Unterschied war nicht signifikant. Und das Fräsen dieser Designs mit mehreren Setups und Toolsets hätte mehrere Stunden gedauert. Das 2,5-Achsen-Design dauerte etwa 30 Minuten, daher war die Herstellung viel kostengünstiger.“

Maltchev merkt an, dass ein Vorteil von Fusion 360 tatsächlich die Möglichkeit ist, geschätzte Fertigungszeiten und -kosten innerhalb der Software zu vergleichen und verschiedene Materialien auszuprobieren, um eine leichte Komponente zu entwerfen, die die strukturelle Leistung bei minimalen Kosten und maximaler Geschwindigkeit maximiert.

„Ich empfehle wirklich, generatives Design mit Fertigungsbeschränkungen für neue Teile wie dieses zu verwenden“, sagt Maltchev. „Es minimiert die Zeit, die Sie mit der Verfeinerung von Entwürfen in CAD verbringen, und maximiert die Zeit, die Sie mit der eigentlichen Konstruktion verbringen.“

Das Autodesk Generative Design Field Lab befindet sich in Chicago und wurde entwickelt, um unseren Kunden zu zeigen, was generatives Design ist, wie Sie es verwenden können und wie es die Zukunft der Fertigung verändern wird. Erfahren Sie hier mehr.

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