Consultoria de Engenharia para um pedestal de braço robótico
Sobre o projeto
O projeto baseia-se numa sinergia entre engenharia mecânica e engenharia estrutural, com o braço robótico cinemático superior projetado, analisado e verificado por um grupo de engenheiros mecânicos. O engenheiro principal, Jakub Čech, é responsável pela equipa de aço, onde outros cinco engenheiros estruturais realizaram os cálculos.
Um braço robótico é um tipo de braço mecânico, geralmente programável, com funções semelhantes às de um braço humano. O braço pode constituir a totalidade do mecanismo ou fazer parte de um robô mais complexo. Os elos de tal manipulador são ligados por juntas, permitindo movimento rotacional (como num robô articulado) ou deslocamento translacional (linear).
Figura ilustrativa: rodado para comboios e cinemática do movimento do braço robótico
Pedestal de aço & IDEA StatiCa
A parte mecânica do modelo deve ser fixada a um pedestal rígido para minimizar a deformação durante a manipulação correta na montagem. Isto conduz à necessidade de um projeto, análise e verificação normativa precisos. Todos os componentes que em conjunto formam o suporte das partes mecânicas, como chapas, parafusos e soldaduras, garantem a rigidez espacial da subestrutura e a necessidade de serem analisados com precisão.
Desenho do pedestal para o braço robótico
Devido à sua manipulação (recolha/deposição) de mercadorias, peças, embalagens, etc., as forças variam ao longo do tempo. As forças centrífugas/de inércia foram também incluídas, para além das forças estáticas. Estas forças dependem estritamente da velocidade angular do movimento. O projeto e a verificação normativa do pedestal consideram as combinações críticas de forças. As forças são derivadas de uma simulação de dinâmica de corpos rígidos.
O modelo é montado a partir de uma placa de base ancorada a um bloco de betão. A caixa do pedestal com aberturas é reforçada com enrijecedores soldados. O modelo garante estabilidade e rigidez espacial. A complexidade do modelo de ancoragem pode ser observada tanto numa vista sólida como numa vista transparente.
Vistas sólida e transparente do modelo e de cada componente
Graças a técnicas avançadas de modelação e ao potente motor de cálculo do IDEA StatiCa Connection, analisámos a tensão-deformação no modelo utilizando análise materialmente não linear.
Resultados e verificação normativa
O projeto e a verificação normativa satisfazem todos os requisitos do Eurocódigo.
Utilização de cada componente e tensão de Von Mises
Amplificação da deformação e das forças nas âncoras
Tensão nas soldaduras e primeiro modo de encurvadura
Conclusão
A IDEA StatiCa, em estreita cooperação com a BKB Metal, entregou o modelo com uma descrição detalhada da abordagem de modelação e os respetivos resultados anotados. A Consultoria de Engenharia da IDEA StatiCa fornece os conhecimentos especializados e a orientação necessários às empresas em projetos de engenharia, aconselhando os seus clientes sobre a melhor forma de satisfazer as suas exigências de projeto e construção.
O pedestal complexo transfere todas as combinações críticas e satisfaz os critérios de acordo com o Eurocódigo. O modelo foi submetido a uma análise de tensão-deformação e de encurvadura para validar todos os aspetos do projeto. A aplicação IDEA StatiCa Connection apresenta também um grande potencial para o domínio da engenharia mecânica, onde pode funcionar como software para o projeto e verificação normativa de pedestais para braços robóticos mecânicos.
O feedback de Jakub Čech e da sua equipa foi extremamente positivo. Isto resultou na satisfação tanto da BKB Metal como da IDEA StatiCa com o resultado obtido.
Para saber mais sobre a Consultoria de Engenharia da IDEA StatiCa, contacte o seu revendedor local ou o escritório regional da IDEA StatiCa.
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