Standard Bots机器人案例:SOLIDWORKS完成六轴机械臂装配集成、运动仿真与热性能校核
这家机器人制造商借助 SOLIDWORKS 完成复杂装配体集成、运动范围与热性能评估,并完成零件的生产准备工作。
Standard Bots 公司致力于降低工业自动化的落地门槛。该企业位于纽约州格伦科夫的工厂,几乎所有机器人零部件均由自主设计,全部成品也在本厂完成装配。公司计划到 2027 年实现全部产品在美国本土制造。其目标是打造一款操作极其直观、操作人员无需查阅操作手册即可使用的机器人。公司创始人兼首席执行官埃文・比尔德(Evan Beard)表示:“Standard Bots 专注于机械臂研发,我们自主完成硬件、软件以及 AI 技术栈开发,我们把自家机器人视作 21 世纪的‘电动工具’。”
打造一款操作直观的机器人,需要对机械与电气复杂系统进行缜密集成。Standard Bots 开发六轴机械臂,应用场景涵盖机床上下料、焊接、码垛、拾取放置、表面精加工以及检测。每一类作业对运动范围、有效载荷、工装夹具、精度以及与周边设备的集成,都提出各不相同的要求。
机械工程经理本・尼伍德(Ben Niewood)表示,企业正致力于消除各类壁垒,以往这些壁垒造成机器人使用门槛高、购置成本昂贵,或是无法匹配用户实际作业需求。“我们希望推动美国整个工业体系更容易开展自动化,使用机器人去完成人类无法完成或者不愿从事的作业。”

采购零部件与投产前进行方案验证
在采购零部件、下发零件投产之前,工程师必须确认机器人能够顺利装配,并且可以实现预期运动。机械零部件与电气零部件需要在紧凑的内部空间内共存,不能干涉关节运动,也不能带来装配方面的问题。
Standard Bots 使用 SOLIDWORKS 设计软件完成完整装配体三维建模,评估零部件配合状态,对数字样机执行运动仿真,查看机器人可达与不可达的工作区域。在详实的 SOLIDWORKS 三维产品模型中,工程师可以在投产之前检查配合关系、间隙、运动状态以及潜在干涉问题。Standard Bots 同时输出生产工程图,传递几何与尺寸信息,保障零件加工精度。

保障海量机器人零部件散热性能
散热是另一项集成难题。
机器人电机在紧凑的装配体内部产生热量,周边零部件会影响热量在整机内部的传递路径。Standard Bots 在产品开发阶段使用 SOLIDWORKS 仿真模块开展热仿真校核。仿真模块与 SOLIDWORKS 设计模型深度集成,工程师无需制作实物样机,就可以高效评估热量传递情况。尼伍德谈到:“我们的电机工作时会产生高温。借助 SOLIDWORKS 仿真,我们可以快速便捷地评估零部件的热表现。”
尼伍德继续介绍:“我们有数百种甚至上千种独立零件,需要确认它们在三维环境下如何装配在一起。全部 CAD 设计工作都使用 SOLIDWORKS 完成,因此我们在采购或投产之前,就可以在软件界面内完成各项评估。同时我们依靠它输出准确的生产工程图。大量不同零部件集成在同一个装配体中,所有零部件都必须协同正常工作。SOLIDWORKS 帮助我们确保整机装配完成后,所有部件都可以按设计意图完成配合与功能实现。”

提升产量,同时保障更高的质量与一致性
Designatronics 公司总裁兼首席执行官罗伯特・库夫纳(Robert Kufner)是 Standard Bots 的客户,他描述了该款机器人对车间现场作业带来的改变:
“我们需要对车间进行能力补强,将部分有损健康、重复枯燥的作业实现自动化。协作机器人正好匹配我们的需求,Standard Bots 给出的解决方案十分出色。最大的改善在于,得益于机器人作业的一致性,产品质量几乎立刻得到提升。同时我们的总产量得到提高,能够把宝贵的人力调配到其他业务岗位。”

人员上手与拓展机器人应用边界
随着 Standard Bots 工程团队不断扩张,设计工具的学习门槛成为现实约束。尼伍德表示:“我们招聘新人,希望员工第二天就可以投入工作,不能让他们花六个月时间学习全新软件。” 由于很多应聘者已经掌握 SOLIDWORKS,企业可以缩短新人上手周期。他补充道:“易用性与用户熟悉度对我们至关重要,SOLIDWORKS 在这两点上表现始终出色。”
在完整工作流程中,SOLIDWORKS 为 Standard Bots 提供统一环境,完成复杂装配体可视化、配合与运动范围评估、生产工程图准备以及电机热性能校核。比尔德表示,这套连贯的工作环境帮助新工程师更快产出成果:“SOLIDWORKS 提供统一平台,真正做到开箱即用,让工程师从入职第一天就实现高效产出。” 随着 Standard Bots 持续发展,企业计划继续依托这套平台继续拓展业务。比尔德说:“我们立志打造全球规模领先的机器人企业。”
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