Multidomain Machine Design – MapleSim – Modeling and Simulation

Multidomain-Maschinendesign

Mit MapleSim beschleunigt sich die Produktentwicklung für Maschinenbauer, denn MapleSim unterstützt Interaktionen über technische Bereiche hinweg und bietet integrierte Analysewerkzeuge zur Untersuchung von Designs und zur Lösung von Leistungsproblemen.

Beschleunigung der Produktentwicklung durch virtuelles Prototyping

Sie können alle physikalischen Elemente Ihrer Systeme in einer einzigen Modellierungsumgebung erfassen und simulieren. MapleSim enthält über 900 integrierte Komponenten aus vielen verschiedenen Bereichen, um Rapid Prototyping für die Erforschung von Regelungsstrategien zu unterstützen.

Maschinenbauer nutzen virtuelle Prototypen in der Produktentwicklung, um dem Projekt enorme Vorteile zu bringen.

  • Reduzieren Sie die Kosten für Designänderungen am virtuellen Modell, indem Sie diese vor der Festlegung der Designausrichtung und vor der Herstellung eines tatsächlichen Prototyps vornehmen.
  • Beschleunigen Sie die Prüfung von Produktvarianten, Leistung und Zuverlässigkeit. Iterationen und Parameter können in Minuten statt in Wochen geändert werden.
  • Nutzen Sie die Testergebnisse aus der virtuellen Umgebung, um in einer früheren Phase des Projekts Produktionsentscheidungen zu treffen oder Korrekturen vorzunehmen.

MapleSim macht es einfach, ein systembasiertes Modell zu erstellen, das auf simulierte Bedingungen reagiert, die die reale Welt nachahmen, und zeigt die Wechselwirkungen in vielen technischen Bereichen.

  • Entwickeln Sie schnell Mehrkörpersimulationen Ihres Mechanismus, entweder auf der Grundlage einer Skizze oder durch Importieren der Mechanismusbaugruppe aus Ihrem CAD-Werkzeug.
  • Bestimmen und testen Sie die erforderlichen Gelenkbewegungen, um die gewünschte Endeffektor-Bewegung zu erreichen.
  • Richtige Dimensionierung der Aktuatorkomponenten (Hydraulik-/Pneumatikzylinder, Motoren, Getriebe, Lager usw.) auf der Grundlage der dynamischen Lasten aufgrund komplexer Trägheitslasten, Reibung und angetriebener Bewegung.
  • Integration von Aktuatormodellen mit dem Mechanismus für virtuelle Tests der gesamten Maschine.
drag and drop
Mit den Drag-and-Drop-Komponentenbibliotheken können Sie physikalische Blöcke und signalbasierte Blöcke verbinden sowie Sonden und Visualisierungen hinzufügen.
Klicken Sie hier, um die verschiedenen Bereiche zu sehen, die in MapleSim abgedeckt werden.
Die Blockbibliothek kann auch durch die Erstellung und gemeinsame Nutzung von benutzerdefinierten Komponenten, durch spezialisierte Add-on-Produkte und durch den Import von Modellen aus Drittanbieter-Tools erweitert werden.

Explore and test your model using built-in analysis tools

Untersuchen und testen Sie Ihr Modell mit integrierten Analysewerkzeugen

Mit MapleSim erstellte Simulationen können:

  • Schnelle Antworten auf "Was wäre wenn"-Fragen geben, die sich während des Entwurfsprozesses stellen
  • Ihnen dabei helfen, Probleme zu beseitigen, bevor Sie Ihren ersten Prototyp fertigstellen.

Betreiben Sie das Modell mit einer Vielzahl von MapleSim-Standardkomponenten, darunter hydraulische Aktoren, Elektromotoren und vordefinierte Bewegungsprofile, und simulieren Sie Änderungen der Zykluszeiten und Betriebsbedingungen.

Analysieren Sie die Reaktion des Mechanismus als Teil der Leistungsoptimierung, der Komponentenauslegung, der Beseitigung von Vibrationen und des Verständnisses von Konstruktionsinteraktionen.

Vertiefen Sie Ihren Produktentwurf mit den in MapleSim integrierten Anwendungen für gängige Analysemethoden wie Schwingungsanalyse, Empfindlichkeitsanalyse und Optimierung (mit Monte-Carlo-Simulation oder Parameter-Sweeps). Mit dem Zugriff auf die vollständige Programmierumgebung können Sie Ihre eigenen benutzerdefinierten Analysen erstellen.

Klicken Sie hier, um weitere der enthaltenen interaktiven Analysevorlagen zu sehen.

Identifizieren und beheben Sie Probleme zu einem früheren Zeitpunkt im Produktentwicklungszyklus, wenn diese viel einfacher und kostengünstiger zu beheben sind.

Erweitern Sie die Nutzung Ihres virtuellen Prototyps mit MapleSim Insight, damit auch Nicht-Experten neue Szenarien erkunden, visualisieren und testen können.

Lösung schwieriger Maschinenleistungsprobleme

MapleSim hilft bei der Lösung schwieriger Konstruktionsprobleme, die dazu führen können, dass Produkte nicht optimal funktionieren.

  • Beseitigen Sie Vibrationen durch Verbesserung Ihres Steuercodes, ohne Hardware-Upgrades.
  • Erkennen und Vermeiden von Fehlerzuständen bei Motoren, Getrieben und Produktschnittstellen.
  • Diagnose von Leistungsproblemen an der Wurzel durch detaillierte Simulationsergebnisse
  • Verfolgt die Bewegungen der Armatur und die Positionen des Endeffektors während des Betriebszyklus, um Kollisionen zu vermeiden und unerwünschte Vibrationen zu minimieren

Verwenden Sie die integrierten Analysewerkzeuge, um Entwurfsfehler aufzuspüren, die durch unerwartete Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Bereichen entstehen, und verhindern Sie sogar, dass diese Probleme überhaupt erst auftreten.

Minimieren Sie Versuch und Irrtum und reduzieren Sie den Zeitaufwand für das Testen. MapleSim bietet eine Reihe von Zusatzkonnektoren für gängige Automatisierungssoftware, um das virtuelle Testen und die Validierung der SPS-Codeerzeugung zu ermöglichen

Beschleunigen Sie Ihre Problemlösung:  Maplesoft bietet Full-Service-Lösungen für die Diagnose, Behebung und Optimierung der Maschinenleistung durch unser Maplesoft Engineering Solutions Team. Unsere Experten arbeiten mit Ihnen zusammen, um Ihr Projekt zu verstehen, und erstellen dann ein erstes digitales Modell für Sie.

  • Fachkundige Beratung zu Ihren Problemen, um mit Hilfe von Simulationstechniken die besten Lösungen zu finden
  • Entwicklung Ihres virtuellen Prototyps mit 3-D-Visualisierung auf der Basis Ihrer CAD-Modelle
  • Simulation und Analyse Ihres digitalen Modells, um die Ursachen für Leistungsprobleme zu finden
  • Lösungsstrategien, die sich auf fortschrittliche Bewegungssteuerung und andere simulationsbasierte Techniken stützen
drag and drop

Beispiele aus der Industrie

FLSmidth: Entwicklung revolutionärer Bergbauausrüstung

In der Bergbauindustrie wird das abgebaute Erz mit Schwerlasttransportern von der Abbaustelle zu einer Aufbereitungsanlage transportiert, wo es in kleinere Größen zerkleinert wird. Um zu vermeiden, dass Lkw lange Strecken zurücklegen müssen, wollte FLSmidth einen Dual Truck Mobile Sizer (DTMS) entwickeln, der Material von zwei Lkw gleichzeitig aufnehmen und bei Bedarf umgesetzt werden kann.

Aufgrund der Größe und des Umfangs der Ausrüstung war es unpraktisch und kostspielig, verschiedene Prototyp-Konfigurationen vor Ort zu testen.

Untersuchungen des DTMS auf Systemebene in MapleSim ermöglichten einen frühen Einblick in das gesamte dynamische Verhalten des Systems und führten zu erheblichen Verbesserungen der Struktur und des dynamischen Verhaltens.

Die DTMS ist eine sehr große und komplexe Maschine", sagt Willem Fourie, Global Product Line Manager - Mobile Sizer Stations, FLSmidth. "Die Möglichkeit, alle Aspekte des Betriebs während der Entwurfsphase mit MapleSim zu modellieren, gab uns die Gewissheit, dass das Produkt, das wir letztendlich bauen würden, auf Anhieb korrekt funktionieren würde. Wir können gar nicht einschätzen, was das für uns bedeutet.”
FLSmidth: developing revolutionary mining equipment
FLSmidth arbeitete mit dem Maplesoft Engineering Solutions Team zusammen, um ein High-Fidelity-Multidomain-Modell der Maschine zu erstellen und mögliche Probleme mit dem Systemdesign im Vorfeld der Produktion zu identifizieren. Mehr erfahren
Web Handling Equipment
Bahnhandhabungsausrüstung: Federbelasteter Walzentänzer zur Regulierung der Spannung beim Abwickeln des Papiers

Die Bahnspannung wird durch das Drehmoment gesteuert, das durch eine Bremse, eine Kupplung oder einen Antrieb auf die Mitte der Rolle ausgeübt wird. Spannungsregler können dieses Drehmoment regulieren, um notwendige Korrekturen oder Anpassungen während des Prozesses vorzunehmen, was eine kontinuierliche Produktion ermöglicht. Durch den Einsatz eines federbelasteten Tänzers kann der Regler die Spannung auf der Grundlage der Änderungen des Rollenradius beim Abwickeln anpassen.

Die MapleSim Web Handling Library bietet Komponenten zur Erzeugung eines genauen Modells für die Abwicklungszone.

Die Simulationen sind in Minuten und nicht in Tagen abgeschlossen und ermöglichen es den Ingenieuren, schnell mehrere Entwürfe auf Bremsverhalten, Bahngeschwindigkeit und mehr zu testen.

In Papierverarbeitungsanlagen muss die Bahnspannung innerhalb eines bestimmten Grenzwertes gehalten werden. Das erforderliche Bremsmoment wird von einer Steuerung auf der Grundlage des Drehwinkels des Tänzerarms berechnet.

Auf diese Weise können Regelungsingenieure realitätsgetreue Simulationsdaten über die Bahnspannung in verschiedenen Spannungszonen erzeugen und so den Zeit- und Kostenaufwand für die Entwicklung physischer Prototypen reduzieren.

Dienstleistungen und Lösungen


Erweitern Sie Ihre Modellierungsfähigkeiten in Spezialgebieten mit den MapleSim Add-on-Bibliotheken


Maplesoft Engineering Solutions kann Ihnen Fachwissen und Technologien zur Verfügung stellen, um Ihre Projektanforderungen schnell zu erfüllen. Zu den professionellen Dienstleistungen gehören Produktdesignvalidierung und -optimierung, Codeentwicklung für In-the-Loop-Simulationen, Analyse- und Designwerkzeuge sowie kundenspezifische Schulungen.


Mit den schlüsselfertigen Lösungen von Maplesoft Engineering Solutions können Sie mit geringem Aufwand die virtuelle Inbetriebnahme für Ihre eigenen Projekte testen, indem wir für Sie kurzfristig ein erstes Modell bereitstellen - ohne vorherige Modellierungskenntnisse Ihrerseits.